人工肝

混合型生物人工肝有效的血浆 净化技术与生物反应器结合

混合型/杂交型 (HBAL) 偏重于解毒作用的 ALSS 方式

hybrid bioartficial liver

血浆分离器、活性碳灌流器 肝细胞生物反应器

偏重于生物合成转化功能的 BLSS

H S Z- 2 0 0 0
肝 细 胞 反 应 器

聚丙烯腈膜—氮性肝性脑
水溶性血氨、尿素、胆红素

聚砜膜—致昏迷物质
脂溶性短链脂肪酸、硫醇、 酚
肝透析(liver dialysis)
腹水型：腹水、胸水及浮肿为突出表现

混合型：兼有肝性脑病和腹水表现

重肝的治疗进展
内科治疗

综合治疗 促肝细胞生长素 (HGF) 前列腺素 E1(PGE1 疗法) 抗病毒治疗
人工肝支持治疗
肝移植
高胆红素血症
危害

细胞变性坏死 细胞免疫性损伤 肾小管坏死“黄疸肾”
肝特异性解毒功能
参与糖、蛋白质、脂肪代谢
完成中间代谢，消除毒性物质、中间代谢产物 生物合成转化 分泌肝细胞生长因子等活性物质
灌 充 与 贴 壁
中 空 纤 维 内 腔 猪 肝 细 胞 的
VitaGen ELAD? 体外的肝帮助装置
VitaGen C3A 单元

肝母细胞瘤分离的消息灵通的 G2 细胞株 具有肝细胞代谢解毒功能 消息灵通的 G2 衍化出 C3A 细胞株 具有良好的肝细胞特异性功能
非生物型人工肝—血液 净化技术
血液透析
血液滤过
血浆灌流 血浆置换
非生物型人工肝—血液净化 技术
血液透析 依浓度梯度通过半透膜向透析液弥散 小分子物质 血液滤过 依流体静压经膜对流被清除 中分子物质
非生物型人工肝—血液净化 技术
血浆灌流 经活性碳或树脂灌流 吸附血中的毒性物质 血浆置换 含毒素或有害物质血浆分离出弃掉 补充正常血浆

早期存活率为 83.3~97.1%
中期存活率为 50~67% 晚期存活率仅为 14.4~28.5%
全部的对各期重型肝炎的疗效
早期 杭 州 ,1 9 9 8 广 州 ,2 0 0 0 苏 州 ,2 0 0 0 南 京 ,2 0 0 0 3 0 2 ,2 0 0 0 西 南 ,2 0 0 0
人工肝脏临床应用的意义
5、改善肝移植患者的术前条件，顺利度过术中的无
肝期以及术后肝脏的无功能期。
我国肝移植的显著特点是准备接受手 术的患者大多进入肝病的晚期，全身情 况处于极度衰竭状态，因此手术风险大、 愈后差使这些患者顺利度过到肝移植， 并获得长期生存是人工肝的另一个作用。 人工肝对于改善肝移植患者术前条件， 顺利度过术中的无肝期以及术后肝脏的 无功能期都有良好的支持效果。。
血液滤过பைடு நூலகம்
膜孔径 0.10?,MW<500~5 000D— 60 000D
血液灌流
二次滤过
膜孔径 0.10~02.0?
血浆分离
膜孔径 0.20~06.0?,MW<3 000 000D
102 106
103
104
105
血液透析
hemodialysis
清除小分子肾毒性物质
肾功能衰竭、肝肾综合症 肝性脑病、高胆红素血症


蛋白分泌、尿素及糖原合成等
增殖能力强， 2 周内≧ 200g (相当于 15% 正常肝脏的肝细胞数量)
混合型生物人工肝有效的血浆 净化技术与生物反应器结合
生物人工肝

替代肝脏的解毒与生物合成功能
肝衰竭

大量代谢产物及高浓度毒性物质 培养的肝细胞难以在有限的交换中进行解毒 对培养肝细胞存活及生物学功能的不利影响
人工肝脏临床应用的意义
3 、减低内毒素和促炎性细胞因子的水平，防止和改善多器 官功能衰竭。
在急性肝衰竭或慢性肝衰竭的急性进展期，有 内毒素及内毒素-肿瘤坏死因子-白细胞介素激发的 “瀑布效应” 对肝脏的毒害非常严重，可迅速引起 肝细胞变性，坏死,凋亡及功能衰竭内毒素血症的主 要临床表现是全身炎性反应综合征（SIRS)。全身炎 性反应综合征是多器官功能障碍综合征（MODS） 重要发病基础。也是中晚期重型肝炎肝衰竭患者主 要死亡原因之一。多种人工肝支持治疗可有效去除 促炎性细胞因子，遏制从SIRS到MODS的病理进程， 是改善肝衰竭及预防多脏器衰竭的重要手段。
如肝细胞发生弥漫小泡性脂肪变性，或存活 的肝细胞有重度变性，予后往往较差


肝细胞坏死面积 >2/3 者，多不能存活治疗 仅可使病人的肝性脑病症状暂时好转。
人工肝支持系统的疗效 评价
严格掌握急性肝衰竭诊断标准

TBil,PTA ； "X ± S" 达到目标治疗
统一疗效评价指标

根据病情轻重客观评价
人工肝脏临床应用的意义
4、肝衰竭作为判断患者能否自然恢复的诊断方法 肝衰竭从病理上分为可逆性与不可逆性，从病 程上分为近期可逆和远期可逆。近年来不少研究提 示，通过人功肝支持治疗，部分患者病变可完全恢 复（远期可逆）；个别部分患者渡过病程的进展期， 为一般内科治疗及恢复创造时间和条件（近期可逆） 还有部分患者则作为用移植的过渡。因此，人功肝 已经成为判断肝脏能否恢复及是否必须进行肝脏移 植的诊断性治疗。
部分代替肝脏功能，从而协助治疗肝功能不全或相关疾病的 方法。
人工肝与一般内科药物治疗的主要区别在于:前者主要通过
“功能替代”治病，后者主要通过“功能加强”治病。由于 人工肝以体外支持和功能替代为主，故又称人工肝支持系统。
人工肝脏临床应用的意义
1.遏制病情进展，促进肝脏自发恢复。 2.部分代偿衰竭肝脏的基本功能。 3.减低内毒素和促炎性细胞因子的水平，防止和 改善多器官功能衰竭。 4.作为判断肝衰竭患者能否自然恢复的诊断方法。 5.改善肝移植患者的术前条件，顺利度过术中的 无肝期以及术后肝脏的无功能期。 6.及时给予人工肝辅助治疗，有交好的成本—效 果比。

肝细胞和胆管上皮细胞

高效能生物反应器 (bioreactor)

为培养肝细胞提供良好的生存环境
人工肝支持治疗的适应证
急性肝衰竭 主要见于重型病毒性肝炎 急性妊娠脂肪肝、中毒性肝炎、酒精 性肝炎、代谢性疾病、肝脏肿瘤 高胆红素血症 淤胆型病毒性肝炎、硬化性胆管炎、 胆汁淤积性肝硬化、酒精性肝炎
4 8 .5 % (3 3 ) 7 0 % (1 0 )
人工肝支持系统治疗手段的 沿革

单纯肾透析→专门肝透析 血液滤过→床边连续性血液滤过 血液灌流→血浆灌流、血浆胆红素吸附

血浆置换→连续性血浆置换
血液净化
清除物质分子量范围
清 除 方 法
血液透析
膜孔径 0.04~0.05? ,MW<500D
混合型生物人工肝的研究瓶颈


处于临床试验阶段
食品药物管理局,SDA 均未批准临床使用



肝细胞来源
肝细胞数量
达到 3~5 × 1010 数量级 ( 目前 6 × 109,30g)

相当于 10%~20% 正常肝组织
混合型生物人工肝研究热点

永生化人肝细胞株

病毒转染或质粒介导克隆纯化

肝细胞-肝非实质细胞混合培养
人工肝临床应用的意义
1 、遏制病情进展，促进肝脏自发恢复 重型肝炎患者的肝脏在短期内发生大块或亚大 块坏死，迅速出现黄疸，出血,昏迷等严重并发症， 病情凶险，愈后甚差由于患者病情进展过于迅速， 因此一般内科治疗效果差。以爆发性肝衰竭 （ FHF ）为例，尽管采取多种内科治疗，其死亡 率仍在 70%-80% 以上，其中出现Ⅳ期肝性脑病 患者的死亡率高大 90%-95% 。在这种情况下， 人工肝是迅速改善机体内环境，部分解除或缓解 毒性物质对肝脏及全身的毒害作用，促使病情稳 定甚至恢复的有效手段。
临床特征


酶疸分离
黄疸程度与消化道症状分离 黄疸程度与 PT 分离
人工肝支持系统治疗预期目的

通过人工肝支持系统暂时替代肝脏部
分功能，维持病人生命，争取时间，
以待肝细胞再生，使其度过肝衰竭危 险期
急性肝衰竭病理组织学

肝细胞如保留 50% 以上，肝细胞虽有变性 及功能障碍，渡过急性阶段，肝细胞再生迅 速，可望恢复
人工肝脏临床应用的意义
2 、部分代偿衰竭肝脏的基本功能。 肝脏是多种物质合成和代谢的中心，在临床上肝脏的两大 功能尤为重要：一是合成功能，二是转化和解毒功能肝衰竭 时，合成血浆蛋白尤其是凝血因子的功能急剧下降，可导致 严重的凝血障碍。同时由于肝脏合成蛋白和补体障碍，使患 者免疫功能低下，易导致严重的感染。有些人工肝如血浆置 换治疗，可补充体内急需的白蛋白、凝血因子及调理素等， 部分代偿肝脏的合成功能。肝脏衰竭时体内蓄积的毒性产物 主要包括两类：第一类是引起肝昏迷和脑水肿的物质，包括 氨、酚、硫醇、芳香族氨基酸、短链脂肪酸、γ-氨基丁酸、 结合和非结合胆红素、具有神经毒性的中分子物质等；第二 类则是引起全身系统性损伤的毒性物质，如内毒素、自由基、 炎性细胞因子等。不同的人工肝方法对这些毒性物质的清除 作用各具特色，如血液透析对水溶性小分子毒物清除较好， 血浆置换可清除不同分子量、不同溶解度、不同形状的多种 毒性物质。。
重肝的发病机制 说
——两次损伤学
原发性损伤 病毒的直接或间接免疫反应 T 淋巴细胞介导的细胞毒性作用 免疫复合物激活补体系统 继发性损伤 内毒素—细胞因子轴—肝损伤学说 （多脏器损伤）
重型肝炎的分型
脑病型： 2 度以上肝性脑病为突出表现

易发生肝昏迷、脑水肿、脑疝 易发生肝肾综合征 易出现修改程序档
人工肝支持系统 (ALSS)人造的肝 支持系统
内科综合治疗、人工肝 支持治疗及肝脏移植治 疗将逐步成为重型肝炎 的三种基本治疗手段。
人工肝与人工肝支持系统
人工肝
指能够替代肝脏功能的体外人工器官装置，目前除肝移植外
尚无替代肝脏功能的有效手段
人工肝支持系统
人工肝脏是借助体外机械、化学或生物性装置，暂时代替或
分 离 器 、 活 性 炭 吸 附 器 、
生 物 人 工 肝 支 持 系 型 统 混 血 浆 合
HSZ-2000 一型混合生物人工肝支持系 统生物反应器

体外两步灌流法分离胎肝细胞 限制贴壁技术


微载体、球型聚集体高密度培养
强化培养液和低温培养法
与肝窦内皮细胞混合培养
中空纤维管反应器继续培养技术
系
中期 7 1 .0 5 0 .0 % 6 6 .7 %
晚期 2 0 .5 % 1 4 .3 5 % 2 8 .5 % 5 1 .5 5 (8 8 ) 4 8 .4 % (3 1 ) (3 1 ) (7 5 )
9 0 .9 % 8 3 .3 % 9 3 .3 % 9 7 .1 %
无肝硬化 伴肝硬化 5 2 .9 % 3 3 .3 %
人工肝脏临床应用的意义
6、及时给予人工肝辅助治疗，有交好的成本—效果比。
人工肝支持系统治疗重型肝炎疗效肯定在 临床工作中，许多患者认为人工肝支持治疗费 用太高而放弃采用及时的人工肝辅助治疗，一 直进展到肝衰竭的晚期。部分医院通过比较显 示，人工肝治疗和常规内科综合治疗重型肝炎， 人工肝治疗组中平均住院天数 69 天；而常规药 物治疗组平均主院天数须 86 天。采用人工肝治 疗的时机也非常重要，早、中期配合人工肝支 持，可显著提高成功率，缩短住院时间，节省 医疗费用，获得较好的成本-效果比。。
生物型人工肝bioartificial 肝
生物人工肝支持系统 (EBLSS) extracorproreal bioartificial 肝支持系统
以体外培养肝细胞为基础

猪肝细胞 肝母细胞瘤细胞株、胎肝细胞
生物型人工肝bioartificial 肝
具有类似自然肝脏的功能和作用

人工肝脏的用途
1.
2.
3.
4.
通过人工肝支持，为肝衰竭时的肝细胞 再生提供条件。 为肝移植创造条件，是重型肝炎肝移植 的桥梁。 协助治疗肝移植后的最初无功能状态。 作为肝脏特殊或应急情况下的辅助手段。
人工肝支持系统的分类
分型 I型 (非 生 物 型 ) 主要技术 血 液 透 析 /滤 过 血 液 /血 浆 灌 流 II型 (中 间 型 ） 血浆置换 清除毒性物质 补充生物活性物质 III型 (生 物 型 ) IV 型 (混 合 型 ) 体外生物反应装置 III型 与 I、 II型 的合成 生物合成及转化 兼 有 I、 II型 功 能 功能 以解毒功能为主