Nature子刊:重大突破!新技術可讓肝臟實現體外“7天超長待機”!

發布時間:2020/1/17 13:32:14  作者:

肝移植是晚期肝癌病人絕境中求生的最有效手段,但由于供體數有限,加上器官保存技術的限制,每年只有少數患者接受肝移植手術。一項發表在《Nature Biotechnology》上的新報告顯示,這一困境有望通過一種新技術得到解決。

 
這份報告來自于蘇黎世大學一組由外科醫生、生物學家和工程師組成的研究團隊,他們開發出一種灌注技術,不僅能夠將代謝活躍的肝臟離體保存1周,還能夠修復受損的肝臟,使其恢復機能。

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https://doi.org/10.1038/s41587-019-0374-x
 
一般而言,供體肝臟的保存方式是在摘取時用冷溶液沖洗器官,然后在冰上靜態保存,但這是以降低代謝活性為代價,并且肝臟僅能保存12~18個小時。相比之下,機器灌注的方式能夠讓肝臟在受控環境中保持長達24小時的完整代謝活性,但如果要達到修復肝臟的目的,則需要更長的時間。因此,在這次實驗中,研究人員將肝臟保存時間設定為7天。
 
早期對豬肝所做的實驗表明,要使灌注液能夠達到長期保存肝臟的能力,必須掃除五個障礙:控制葡萄糖代謝,防止溶血,去除廢物,控制灌注液氧合和隔膜模擬運動。在這次的實驗中,研究人員逐一研究和克服了這些問題。具體方法為:

·使用連續在線的傳感器自動監測灌流液中葡萄糖水平,通過自動注射胰島素和胰高血糖素來實現葡萄糖水平的閉環控制;
·選擇只有一個泵頭和一個氧合器的灌注回路設計產生脈動血流,從而形成了一種模仿體內環境的脈沖波形;
·在灌注回路中集成了透析膜,執行關鍵的排泄腎功能,從而在7天內無需更換灌注液;
·使用一種能夠自動調節門靜脈的血氧飽和度的算法,在維持肝動脈生理流量的同時,避免門靜脈過度充氧;
·通過人工維持肺通氣的方式誘導肝臟進行膈膜運動。

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機器灌注7天后,研究人員測試了這些肝臟的生存能力,發現它們在功能上與標準冷藏移植的肝臟沒有差異。
 
隨后,研究人員使用10只遭到醫院丟棄的人體肝臟對這一新技術進行了測試。此前,這些人體肝臟由于功能太差而被所有的歐洲醫院拒之門外。
 
通過肝動脈、門靜脈、腔靜脈和膽管將這些肝臟與離體灌注機相連,研究人員觀察到,其中6只肝臟在有效存活7天的同時還恢復了原有的機能,另外它們此前受到的損傷也得到修復。
 
盡管還需要更多的測試以評估機器灌注的實際效果,但是這一新技術啟示我們,那些不符合移植條件的肝臟或許也能在凈化和修復后用于挽救患者的生命。同時,未來有望將供體肝臟分成幾個解剖段在機器中再生,從而使移植器官的可用性增加一倍甚至三倍。 


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