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【摘 要】肝脏在移植过程中会经历热缺血损伤、冷缺血损伤及再灌注损伤这三个连续的过程，本文将对肝脏缺血再灌注损伤机制、肝脏耐受冷热缺血的时限及采用合适的预处理及后处理方法减轻肝脏缺血再灌注损伤的研究进展作一综述。
1.热缺血冷保存再灌注损伤的机制
1.1 氧自由基生成过多
过多的氧自由基在肝脏的缺血再灌注损伤中发挥着重要作用。正常情况下，机体的氧自由基维持在一个平衡的状态，然而在肝脏缺血再灌注损伤时，这个平衡便被打破，氧自由基含量增加。Iwamoto等的研究也表明，肝移植肝脏缺血再灌注后氧自由基的含量明显增加[1]。肝脏缺血再灌注损伤时氧自由基增多，可能的机制有以下几点：①缺氧情况下，黄嘌呤氧化酶系统活性增加，催化次黄嘌呤转化黄嘌呤增多，产生大量的氧自由基[2]；②再灌注时，缺氧的状态已被纠正，但线粒体内呼吸相关酶的活性尚未完全恢复，大量的氧经单电子途径被还原成氧自由基[3]；③白细胞、枯否细胞及内皮细胞受缺氧刺激，在活化时出现呼吸爆发，通过细胞膜上的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶释放大量氧自由基；④缺氧时细胞内抗氧化酶的活性降低，清除氧自由基的能力减弱[4]。
氧自由基造成肝脏热缺血冷保存再灌注损伤的机制主要是：①氧化细胞膜上的一些脂类，生成多种毒性很强的脂质过氧化物，从而损伤细胞；②氧化细胞核核内DNA双链结构，引起DNA突变从而造成肝细胞损伤；③产生血小板激活因子及白三烯，对肝窦内皮细胞膜的结构和功能进行破坏；④诱导血小板及粒细胞在微血管中粘附、聚集，造成微循环障碍[2]；⑤作用于一些细胞内的活性因子，产生一系列复杂的生化反应，从而对肝细胞造成损伤。
1.2 钙超载
肝脏再灌注损伤过程中细胞内钙超载是引起肝细胞损伤的重要原因[5]。缺血再灌注损伤时，由于细胞膜对钙离子通透性增加、Na+/Ca+交换异常、线粒体内Ca+泵排Ca+能力和内质网摄Ca+能力降低等原因造成细胞内钙超载，并通过以下机制造成肝细胞损伤：①抑制ATP合成，加快ATP的消耗，从而影响细胞内的能量供应，加重细胞损伤；②激活Ca+依赖性降解酶，破坏细胞膜双分子层结构，并导致细胞骨架完整性的破坏；③激活肝脏枯否细胞，从而释放大量毒性介质，引起肝脏损伤。
1.3 内皮素/一氧化氮浓度失衡与微循环障碍
内皮素是由血管内皮细胞分泌的肽类物质，能强力收缩血管。一氧化氮则能舒张血管，并抑制血小板的聚集和白细胞的黏附，具有拮抗内皮素的作用。在缺血再灌注损伤时，由于缺血缺氧及胞浆内Ca+浓度增加，内皮细胞产生内皮素的能力增加，而一氧化氮则由于其合成所必须的L-精氨酸酶，NADPH和氧均减少，以致浓度明显降低。内皮素和一氧化氮浓度的失衡导致了微血管收缩，肝脏血流减少从而引起肝脏微循环功能障碍，继而导致肝细胞的损伤。
1.4 中性粒细胞、T淋巴细胞及枯否细胞的损伤作用
组织缺血早期，中性粒细胞开始聚集，并通过阻塞微循环、释放活性氧、释放蛋白酶和组织蛋白酶产生毒性作用、增加血管通透性引起组织水肿等作用造成细胞、组织和器官的损伤。枯否细胞在肝脏缺血再灌注的早期即被激活，并阻碍激活的中性粒细胞的流动，加重肝窦腔的血运障碍。同时，枯否细胞的激活又会促进氧自由基及多种细胞活性因子的释放，进一步加重组织损伤。T淋巴细胞能通过分泌细胞因子及趋化因子等调节肝脏缺血再灌注损伤介导的炎症反应[6]。
1.5 其他原因引起肝细胞的损伤
肝脏的缺血再灌注损伤是由多种因素协同发挥作用的过程。细胞因子，尤其是肿瘤坏死因子α和白细胞介素1参与了这一过程，其机制已较为明确。Schmidt A等的研究也说明了肝移植病人术后的细胞因子含量明显上升[7]。肿瘤坏死因子α能促使肝窦内皮细胞肿胀，引起肝脏微循环障碍，并能刺激单核巨噬细胞和枯否细胞等分泌白细胞介素1等炎性因子，而白细胞介素1又能通过刺激肿瘤坏死因子α的产生，进一步加重肝脏损伤。白细胞介素1还能上调细胞粘附分子水平，从而介导白细胞活化，改变细胞移动状态，并使这些细胞攻入内皮细胞层引发缺血再灌注损伤。
2.肝脏热缺血及冷保存的时限与肝移植病人预后的关系
关于肝脏热缺血和冷保存安全时限的研究自肝移植开展初期就已开展，Nordlinger在上个世纪70年代的研究，认为肝脏热缺血时间在10-20分钟之内为其安全时限[8]，Totsuka等在2004年的一项关于186份病例的回顾性研究认为肝脏热缺血时间大于45分钟则其术后胆道并发症发生率显著上升，术后肝功能谷丙转氨酶水平显著上升[9]。有研究资料表明，供肝热缺血时间在30分钟以内出现的病理改变都是可逆的[10]。
而由于供肝与移植中心之间距离不一，肝脏的冷保存时间长短不一，使之成为影响肝移植预后的一个比较重要的因素，因此国内外关于冷缺血时间的研究也层出不穷。H Furukawa的研究认为在冷缺血时间小于24小时的前提下各组术后1年的肝功能和1年存活率并没有明显的差异[11]。Scotté M等的研究则认为肝脏冷缺血时间超过15小时其胆道并发症发生率会显著增加[12]。James E Stahl[13]综合Medline、EMBASE和Cochrane数据库内的26份研究报告进行的荟萃分析认为肝移植术后肝脏原发性无功能（PNF）发生率与肝脏冷缺血时间相关。国内鞠卫强、何晓顺等[14]的研究认为热缺血时间<10 min的供肝能够耐受12h的冷保存损伤，超过此时限，移植术后胆道并发症和感染的发生率显著升高，移植肝存活率和受者生存率显著降低。
除了对肝移植术后病人进行回顾性分析之外，许多的动物实验也验证了冷缺血时间的延长对于预后的不良影响。刘昌等利用wistar大鼠建立的原位肝移植模型的实验显示肝脏冷缺血时间与肝移植术后受者肺损伤相关，肺损伤随供肝冷缺血时间的延长而加重[15]。王永刚等的研究则说明肝移植后急性排斥反应的程度与一定程度内的缺血再灌注损伤（IRI）呈正相关，但如IRI造成移植肝严重损伤，则急性排斥的发生明显降低[16]。
3.合适的预处理及后处理减轻肝脏的缺血再灌注损伤
炎症反应在肝脏的缺血再灌注损伤中发挥着重要的作用，IL-10可以通过抑制促炎的细胞因子的生成而调节炎症反应。Donckier的研究认为对猪移植前输入IL-10能降低受体术后的谷丙转氨酶水平，减轻肝脏的缺血再灌注损伤[17]。无独有偶，Si ZZ等对于大鼠的研究也认为对大鼠供体注入IL-10的预处理能减轻肝脏的缺血再灌注损伤，他们认为IL-10是通过下调一些促炎的细胞因子如TNF-α、MIP-2及ICAM-1的mRNA来减轻肝脏的缺血再灌注损伤的[18]。细胞凋亡在肝脏的缺血再灌注损伤中也发挥着重要的作用，BCL-2基因是一种原癌基因，它具有抑制凋亡的作用。Liu JT等将BCL-2转染的腺病毒注入小鼠肝脏内并进行肝脏移植，发现其术后BCL-2基因的mRNA和蛋白表达增加，AST、LDH及MDA的水平显著降低，他们认为BCL-2腺病毒的转染可以通过诱导BCL-2基因的表达来减轻肝脏的缺血再灌注损伤[19]。Mueller等采用细胞凋亡蛋白酶-3对小鼠进行预处理，发现其术后移植物功能及生存时间均显著增加，他们的研究认为细胞凋亡蛋白酶-3对肝脏的保护作用是通过上调BCL-2基因的表达，减少细胞凋亡的发生，改善微血管的灌注来实现的[20]。
除此之外，Oshima等采用环氧酶-2抑制剂FK3311对供体小鼠进行预处理，发现其术后转氨酶水平降低，并能增加小鼠肝移植后的生存时间[21]。金中奎等利用己酮可可碱预处理移植大鼠供体，也发现大鼠受体术后肝功能水平较对照组降低，认为其对减轻大鼠肝脏的缺血再灌注损伤有一定的保护作用[22]。
除了采取合适的预处理手段减轻肝脏的缺血再灌注损伤外，也有学者对移植后处理来保护肝脏的缺血再灌注损伤进行了一定的研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆Zeng Z[23]等在再灌注早期对大鼠进行6个周期的60秒的缺血和60秒再灌注后处理，测量它们的外周血转氨酶水平、细胞因子浓度、组织病理学、丙二醛水平、超氧化物歧化酶（SOD）活性和血红素氧化酶-1（HO-1）的表达，发现其血浆转氨酶水平、细胞因子浓度、丙二醛和SOD活性比缺血再灌注组明显减少，肝脏HO-1的表达水平曾明显升高，他们认为这种后处理手段能有效的减轻肝脏的缺血再灌注损伤。
由于目前日益增长的等待移植人数与较为短缺的肝脏供体之间的矛盾，进一步研究及明确肝脏热缺血冷保存再灌注损伤机制及其与预后之间的关系能指导肝源的合理分配，临床上也能采取合适的预处理手段提高移植受体术后生存率及改善生活质量，最大限度的缓解供体短缺的情况。
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论文作者:沈樑
论文发表刊物:《航空军医》2015年12期
论文发表时间:2015/12/28
标签：肝脏论文; 损伤论文; 细胞论文; 术后论文; 时间论文; 肝移植论文; 自由基论文; 《航空军医》2015年12期论文;