如同50年前人工肾(肾透析)和肾移植两种突破性技术使得肾衰竭患者的治疗发生了翻天覆地的变化一样，以血液净化为基础的生物人工肝成为肝衰竭患者等待肝移植的过渡“桥梁”。然而，生物人工肝研究在2004年后渐入低谷，直到2008年至今，美国生命治疗（VTI）公司、HepaLife公司等再次强势推出生物人工肝临床研究，使得该领域迎来了第二个春天。日前，在北京国家会议中心举办的首届中国国际继续医学教育大会上，第三军医大学西南医院王英杰教授分析了生物人工肝研究的新动向。与此同时，《2009~2010肝病学科年度进展报告》首次发布。 
    研究为何受困 
    王英杰教授解释说，目前所说的生物人工肝专指以培养肝细胞为基础的体外生物人工肝支持系统或装置，其由肝细胞、生物反应器、辅助装置三部分组成。 
    自1987年肝细胞型生物人工肝首次治疗暴发性肝衰竭获得成功以来，不同类型的生物人工肝装置/系统先后进入临床Ⅰ~Ⅲ期研究，包括美国HepaLife公司的HepatAssist、美国VTI公司的ELAD、美国匹兹堡大学等研制的BLSS、德国的MELS、荷兰的AMC-BAL。2000年前后，生物人工肝研究达到高峰。但是，在2004年美国HepatAssist2000型人工肝多中心随机临床研究完成后，生物人工肝科研渐渐转入低谷。随后的四五年，Ⅰ期以上的临床研究只有零星个例报道。 
    王英杰教授分析认为，生物人工肝临床研究受困的原因：一是细胞来源受限；二是生物反应器设计欠佳；三是临床疗效未达到预期。这既与肝脏本身的组成与功能十分复杂有关，又与目前人们对肝衰竭发病机制认识不足有关。但是，可以肯定的是，与非生物人工肝（物理型和中间型）相比，以肝细胞为材料的生物人工肝最能模拟和替代肝脏的功能，因此它是肝衰竭的治疗希望。 
    亟需优化设计 
    王英杰教授指出，作为生物人工肝的“心脏”，生物反应器应为肝细胞提供良好的生存条件，并进行高效的物质交换。而目前的生物反应器面临进一步优化设计、放大和标准化等诸多问题。目前的生物反应器大致分为中空纤维生物反应器、平板单层生物反应器、灌注床或支架生物反应器和包被悬浮生物反应器四类。其中，单层平板式生物反应器因存在死腔、放大困难而趋于淘汰。中空纤维反应器的中空纤维膜材料大多借用血液净化的半透膜材料，其对肝细胞相容性较差，易造成细胞分布不均、缺氧、交换效率低。近年来，研究人员采用半乳糖化改良聚二氟乙烯中空纤维，采用磷脂聚合物修改纤维素中空纤维，均有效地提高了肝细胞的培养效果。这表明通过改良生物人工肝反应器专用的半透膜材料，可进一步改善中空纤维生物反应器的功能。 
    此外，灌注床或支架生物反应器仍处于研究阶段，其最大的优点是肝细胞培养状态良好，缺点是免疫阻隔欠缺。针对这种情况，研究人员新近完成了一种杂交型三维立体式生物反应器的构建。该反应器由液体阻力小、通量大、物质传输效率高的单皮层多孔中空纤维与三维支架材料骨架杂交而成，集合了中空纤维生物反应器与灌注床、支架生物反应器的优点。科研人员已经系统评价了该反应器的物质传输、培养、功能以及对重型肝炎患者血浆的影响等，正在进行人工肝支持实验。 
    研究再迎春天 
    经历了一段低迷期后，2008年开始，美国三大人工肝支持系统/装置临床研究陆续亮相，其中美国VTI公司首先选择北京两家医院进行ELAD的Ⅰ期临床研究，据报道该研究取得了延长患者生存时间、降低胆红素等效果。随后，2009年，ELAD随机、多中心、Ⅱ期临床对照研究启动，研究计划扩展至美国和欧洲的15个医疗机构。而BLSS Ⅰ/Ⅱ期临床研究正在匹兹堡医学中心进行，研究人员还计划在美国的6个医学中心以及中国完成150例的Ⅲ期临床研究。与此同时，由HepaLife公司推出的新一代产品HepaDrive的Ⅲ期临床研究也在美国启动。“这使得生物人工肝研究的第二个春天非常值得期待。”王英杰教授如是说。 
    名词：生物人工肝 
    我国是肝病大国，约有9500万乙肝病毒携带者和慢性乙肝患者，以及3800万丙肝患者。据估计，其中0.1%~0.5%的患者会因为急性肝细胞坏死或机能减退而引发重型肝炎，导致肝功能不全和肝功能衰竭，致使我国每年有多达40万人死于急性肝衰竭。内科综合治疗、人工肝支持治疗和肝移植是重型肝炎及肝衰竭的3种基本治疗方法。肝移植技术虽在不少国家已经基本成熟和普及，但供肝短缺的困境难以突破。而肝衰竭以急性为主，在等待供肝的过程中，如何维持患者的生命？生物人工肝正是在这种背景下迅速发展起来的。    
    生物人工肝的关键材料是培养的具有正常活性与功能的肝细胞，核心是可供细胞培养或放置并能与治疗对象血循环相接的生物反应器。 
    生物人工肝的具体原理是将培养的肝细胞置于特殊的生物反应器内，通过体外循环将患者血液/血浆引入反应器，通过反应器内的半透膜（或直接与肝细胞接触）进行物质交换与生物作用。由于这一过程如同正常机体血液流过肝窦一样，一方面血液中的毒性物质被培养的肝细胞摄取、转化、代谢；另一方面，血液中因肝衰竭而缺乏的机体必需物质由培养肝细胞合成、补充，从而实现理想模式的人工肝支持与治疗。由于生物人工肝内部有大量活的肝细胞，因此，生物人工肝比非生物人工肝功能更强，作用也更加全面。

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