心臟死亡器官捐獻供體評估與保護

史志勇，張瑞，樊永強，萊智勇，孫紀三，徐鈞（. 山西醫科大學第一醫院普外科，山西 太原 03000； .天津市第一中心醫院器官移植中心，天津市器官移植臨床醫學研究中心，天津 3009）

對終末期肝病患者施行肝移植手術可明顯提高其遠期臨床生存獲益。術式的改進、免疫藥物的進展及圍術期管理方式的更新使肝移植的成功率在不斷上升，其適應證也在不斷拓寬。我國器官移植自20 世紀60 年代起步，在經過多年發展后如今每年可使約1 萬例的患者因器官移植而獲得新生。但我國的人口基數大、終末期肝病患者多，加之移植適應證的不斷拓寬，供體短缺的問題也變得愈發嚴峻。據不完全統計，我國每年有超過30 萬人迫切需要肝移植挽救生命，而能成功接受肝移植的僅數千人，我們迫切的需要去尋求更多的、有效的可用于擴大供體器官數量地合法途徑。

目前，不論從國際還是國內來講，移植器官的獲取來源主要仍為心臟死亡器官捐獻（donation after cardiac death，DCD） 及 腦 死 亡 器 官 捐 獻（donation after brain death，DBD）。在我國除了法制因素的制約外，我國的文化背景也對供體器官的獲取有著一定影響。我國公民對于死亡的概念多局限于“心臟死亡”，而對于“腦死亡”的概念，普通民眾的接受度較差，這對我國肝移植的發展有一定程度的制約。1968 年Starzl 實施了全世界第1 例DCD 肝移植［1］，但未取得令人滿意的效果。隨著立法的逐漸完善、基于上述我國相關社會現狀及文化背景下，DCD 肝移植在逐漸被人們接受并推行，其也代表了我國移植器官捐獻的發展方向。

1 器官捐獻分類

1.1 早在20 世紀90 年代，國際上便對DCD 供體進行了分類，即廣泛應用的Maastricht 分類［2］。通過該分類，使我們對于DCD 供體器官的獲取和應用有了初步的評估和分類標準，規范了DCD供體器官的獲取工作。Maastricht 標準共分5 類：①M-Ⅰ，入院前已經宣告死亡，時間不超過45 min，屬于非可控型。②M-Ⅱ，于醫院外發生心臟停搏，急診入院經心肺復蘇10 min 無效，宣告死亡，屬于非可控型。③M-Ⅲ，受到嚴重的不可救治性損傷，通常為毀滅性腦外傷，但還沒有完全達到或完全滿足腦死亡的全套醫學標準，同時生前有意愿捐獻器官，經家屬主動要求或同意，有計劃地撤除生命支持和治療，主要為終止呼吸機人工通氣給氧，心臟發生缺氧而停搏及殘余腦細胞徹底失活，等待死亡的發生，屬于可控型。④M-Ⅳ，腦死亡判定成立后、器官捐獻手術之前所發生的非計劃性、非預見性的心臟停搏，屬于可控型。⑤M-Ⅴ，住院患者的心臟停搏 （2003 年新增標準），主要為重癥監護病房（intensive care unit，ICU）搶救過程中發生的非計劃性、非預見性的心臟停搏，屬于非可控型。

1.2 2011 年我國發布的中國DCD 分類標準，對DCD 肝移植的推行起到了重要作用。中國器官捐獻分類標準除腦死亡器官捐獻（中國一類）和心臟死亡器官捐獻（中國二類）外，還創新性提出了過渡時期腦心雙死亡器官捐獻（donation after brain death followed by cardiac death，DBCD）即中國三 類［3］。目前在中國大多數DCD 供體為中國三類，其主要為手術室內在有序撤除生命支持手段后心跳停止的捐獻者。

2 供體質量影響因素

影響DCD 供體質量的因素眾多，包括供體年齡、供肝的情況、供體血清丙氨酸轉氨酶（alanine aminotransferase，ALT）水平、炎癥分子水平、血鈉、熱缺血及冷缺血時間、是否存在病毒感染等。DCD供體的使用，擴大了供體來源，但對移植醫生判定供體質量及選擇受體提出了更高的要求。

2.1 中國心臟死亡捐獻器官評估與應用專家共識2014 版［4］將50 歲作為肝移植供體的年齡篩選界限。高齡供體的潛在風險包括血管問題、肝細胞數目減少、肝再生能力減弱等［5-7］。Dasari 等［6］指出老年供體有使受者發生早期肝功能不全（early allograft dysfunction，EAD）和原發性無功能（primary non function，PNF）風險，尤其是在伴有其他危險因素的同時。高齡供體其患動脈粥樣硬化的風險是高于年輕供體的，從而導致移植后動脈并發癥［6］。 供體年齡越大，缺血性膽管病變、移植失敗等移植術后并發癥的發生風險也會隨之提高［5］。但是由于供肝來源的缺乏，已有部分研究對來源于高齡人群的供肝的合理性進行了新的驗證。Firl 等［8］指出45 歲以上供體來源的肝移植物存活率與 45 歲以下者相比并未明顯差異（P ＝0.67），且術后膽道疾病的發生率與供體年齡也無明顯相關性 （P ＝0.57），但COX 比例風險模型則指出供體年齡為移植物存活時間的不利因素。Schlegel 等［9］則以60 歲為界限將供體分組后發現，高齡供體組與低齡供體組相比血管、膽道以及全身并發癥發生率無明顯差異，且供體體重指數（body mass index，BMI）與缺血性膽管病及移植物功能喪失有著一定關系。因此，供體的年齡對于移植物術后的存活及術后并發癥的發生確實具有一定影響，但如果排除一些包括高BMI（＞25 kg/m2）在內的危險因素，高齡人群作為器官供體的安全性及遠期獲益還是值得肯定的。

2.2 供體圍拔管期的血流動力學不穩定，也是不良預后的危險因素。圍拔管期的持續低血壓以及持續低氧會對膽道造成不可逆損傷［10-11］。目前認為，當收縮壓低于50 mmHg（1 mmHg ＝0.133 kPa）時，器官將會出現熱缺血損傷。收縮壓低于50 mmHg 是一個重要的分界線，收縮壓如果長時間（＞2 min）低于50 mmHg， “功能性熱缺血期”就會被判定為開始。但是，并不建議將外周血氧飽和度作為功能性熱缺血期開始的判定標準。因為患者在瀕死過程中，勢必會引起外周組織的循環障礙［4］，這會嚴重影響到通過血氧飽和度推測機體呼吸及循環功能是否穩定的準確性。另外，熱缺血時間（donor warm ischemic time，DWIT）的長短對于DCD 肝移植圍術期并發癥發生的重要性已被眾多研究證實。熱缺血期間引起的一系列病理生理改變等指出熱缺血時間是DCD 肝移植圍術期并發癥發生的獨立危險因素［12］（OR ＝0.564，95% CI ＝0.332 ～ 0.957）。魏寶龍等［13］指出血清ALT、天冬氨酸轉氨酶（aspartate transaminase，AST），肝組織中的超氧化物歧化酶及部分炎癥因子含量均隨著功能性熱缺血期的延長在逐漸增加，且肝組織的病理損傷程度也隨著功能性熱缺血期的延長而加重。氧和營養物質來源的中斷以及代謝產物的堆積可能是熱缺血損傷的最重要的因素［14］，熱缺血時間的延長可能會直接關系到移植后肝功能的恢復及器官存活時間。Welling 等［15］經多因素分析后發現，DWIT 的延長是膽管吻合口漏發生的獨立危險因素。蘭川等［16］指出EAD 組的DWIT 要長于非EAD 組 （P＝0.009），且EAD 組的冷缺血時間（cold ischemic time，CIT） 也要長于非EAD 組 （P ＝0.020）；另外COX 模型顯示DWIT 及CIT 均可作為EAD 發生的獨立危險因素，兩者的比值比 （odds ratio，OR） 分別為1.340 （P ＝0.008）和1.396（P ＝0.015）。

Reich 等［17］指出肝臟對于熱缺血的耐受時間為30 min。Reich 等［17］將心臟死亡供肝熱缺血時間限制在30 min 以內，冷缺血時間限制在10 h 內，則1 年和3 年移植肝存活率分別為81%和67%，與DBD 供體移植后所取得的生存收益較為接近。與此同時，不管是DWIT、還是CIT 均會出現再灌注這個過程，而再灌注的出現勢必會引起再灌注損傷。再灌注損傷的出現可通過炎癥通路的激活及免疫系統的反應，在引起肝細胞損傷的同時，進一步增加移植術后膽道問題出現的可能性［18］。部分專家指出，氧自由基清除劑及肝臟持續灌注轉運系統的應用對于減輕供肝缺血/再灌注損傷的發生具有一定效果［19］。因此，今后的相關研究重點可以放在探索縮短冷-熱缺血時間的方式及減輕再灌注損傷的方法之上。

2.3 脂肪變性，尤其是大泡性脂肪變性，對于原發性移植物無功能（primary nonfunction，PNF）的發生及移植失敗的出現是一個不利因素［20］。供體的肝臟出現脂肪變性其原因包括脂代謝異常、高齡、高脂飲食、營養不良等。目前，我們按照脂肪空泡的大小將脂肪變性分為大泡型脂肪變性及小泡型脂肪變性兩種，而大泡型脂肪變性又被分為輕、中、重3 級［21］。來源于小泡性脂肪變性的供肝其受到缺血再灌注的損傷較低，對于受者的預后影響較??；輕度大泡性脂肪變性的肝臟（＜30%）相對安全；中度大泡性脂肪變性的肝臟（30%～60%）可以在緊急情況下有選擇性地使用，但需要控制冷缺血時間［22］。而重度脂肪變性（＞60%）因為會增加PNF 的風險，并不推薦其作為供肝而被使用。

2.4 供體的ALT 水平對于肝移植的成功與否也具有一定的影響。眾所周知，EAD 是一個嚴重的肝移植術后早期并發癥。目前，EAD 的診斷標 準［23］為：① 術后第7 天總膽紅素（total bilirubin，TB）≥171 μmol/L；② 術后第7 天國際標準化比 率（international normalized ratio，INR）≥1.6；③ 術后7 d 內AST 或ALT ＞2 000 U/L；上 述3 種 情況發生1 種即視為EAD。趙強等［24］發現供體血ALT ＞200 U/L 是EAD 發生的獨立危險因素 （OR ＝19.409，95% CI ＝1.486 ～25.481，P ＝0.024）。許蜂蜂等［25］同樣發現ALT 同樣是影響肝移植術后的獨立危險因素（OR ＝0.988，95% CI ＝ 0.977 ～0.999）。另外，Davila 等［26］指出若供體血清ALT 水平大于正常值的4 倍，則應考慮放棄該供體。Sayuk 等［27］指出器官遺棄風險隨著ALT 水平的變化而變化。過高的血清ALT 水平可能是供體的肝臟受損、肝細胞出現壞死的一種標志。結合上述相關研究， 我們可以認為來源于ALT 血清水平較高的供肝對于肝移植的術后成功是一種危險因素，對此部分供體我們應該謹慎考慮。另外，今后的研究重點除了進行大規模隨機試驗予以驗證外，也可結合其他標志物通過運用風險比例模型建造可靠的評估模型來發揮其真正的預測價值。

2.5 目前已有部分研究對供體血鈉水平在肝移植中的角色進行了研究。Totsuka 等［28］指出供體中血鈉較高者其移植后受者肝酶要明顯低于供體中血鈉較低者，且接受高鈉血癥供體的肝移植術后患者更容易出現移植物功能喪失。Tector 等［29］則指出高鈉血癥并未增加PNF 及EAD 的發生風險。丁利民等［30］則指出，供體血鈉水平與EAD 的發生有明顯相關性，這與許蜂蜂的研究相似。在許蜂蜂等［25］的研究中，血清鈉的OR 值為0.841（95% CI ＝ 0.767 ～ 0.923，P ＝0.00），為EAD 發生的獨立危險因素。于瀟等［31］則通過回顧性研究發現供體高納并未對肝移植術后肝功能的早期恢復產生影響。因此，盡管部分研究顯示出了供體高鈉血癥的存在對移植術的成功存在著一定影響，但供體高鈉血癥的影響似乎有限。這除了部分研究為回顧性研究之外，圍術期治療方案的不斷進展及更新可能通過減輕EAD 的發生率而隱藏了其真實性，供體高鈉血癥對于肝移植術后的影響仍需要進一步的大型隨機試驗予以確定。

2.6 Chan 等［32］研究發現，供體體重＞100 kg 者可使移植受者更容易出現缺血性膽管病。Mathur等［33］研究結果與Chan 類似，供體體重＞100 kg為移植接受者的不利因素。結合Chan 等進行的研究，供體體重也應是我們以后進行肝移植前的一項考慮因素，但其具體機制仍需要進一步研究。

2.7 Loggi 等［34］、Choi 等［35］以 及Yu 等［36］進行的相關研究，其結果均顯示選用HBsAg 陽性患者作為供體并未增加肝移植相應術后危險。Loggi等［34］在對6 例HBsAg 陽性受者在術后采用了乙肝免疫球蛋白進行抗病毒治療，但并未使血清中的HBsAg 得到完全清除。Loggi 等［34］猜測這可能與供肝中含有大量的HBsAg 有關，并提議：即使是HBsAg 陰性受者，若有接受HBsAg 陽性患者供肝的可能下，則可考慮輸注抗病毒疫苗予以保護。Yu 等［36］指出來源于HBsAg 陽性供體的供肝與來源于HBsAg 陰性供體的供肝術后肝功能恢復速度一致，且核苷酸類藥物對接受了HBsAg 陽性患者供肝的肝移植術后患者可起到很好的保護作用。同時，Yu 等［36］并不建議對接受了HBsAg 陽性患者供肝的患者采用HBIG 進行預防性治療，而應采用核苷酸類藥物。上述研究均顯示，HBsAg 陽性患者作為供體的可行性，尤其是對于狀態較為危急且暫無合適肝源的患者，但相關的術后抗病毒治療方案及HBsAg 無法徹底轉陰的機制仍需要進一步 研究。

3 器官保護

在捐獻者尚未撤離生命支持系統前，盡可能保存所需待取器官功能的完備是我們移植手術成功的前提及關鍵。器官保護的相關內容包括：維持循環穩定、細膩的通氣策略、防止嚴重的代酸發生、維持電解質平衡、預防及控制感染、提供合適的能量底物、維持體溫、減少熱缺血及冷缺血時間、糾正凝血功能異常等。在DCD 的準備過程中，我們往往需要采取大量的醫療干預措施，其目的更多的是為了本可避免的資源浪費及潛在受者的手術成功及移植后移植物的功能恢復，因此，必須遵守知情同意及無害原則。

近年來，體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）技術在我國逐漸應用于DCD 及DBCD 獲取前期的器官功能維護。ECMO的最基本設備為體外循環系統，其可通過輸注氧和血液而發揮暫時的、穩定的心肺替代功能，從而達到縮短熱缺血時間、減少器官受損、維持組織正常代謝、減少氧化應激的目的。ECMO 技術的應用可顯著改善DBCD 供肝的移植前供體的穩態及移植后受者的功能恢復［37-38］。目前，EMCO 在我國主要應用于Maastricht-Ⅲ類和Ⅳ類DCD 供者［39］，但是基于我國目前整體醫療基礎及條件，ECMO 的應用及推廣仍然較為有限，期待不久的將來可以實現。 供肝離體后的保存效果往往會直接影響到供肝的存活及后續應用，因此怎樣更好的保存離體器官一直以來都是我們的工作重點。目前較為常用的灌注方式包括機械灌注（machine perfusion，MP）及靜態冷保存（static cold storage，SCS），SCS 的應用相較于前者則更為廣泛。SCS 旨在通過低溫 （4℃）降低細胞的代謝率，降低待移植器官對ATP 的攝取需求。目前SCS 常用的器官保護液有UW 液以及HTK 液兩種，兩者對肝臟的保存效果短期內相當［40］。另外，Jay 等［41］研究發現冷缺血時間＞ 12 h 為移植后患者術后生存收益的危險因素，根據其結論可以判定一般供肝在SCS 存放時間不宜超過12 h。MP 與SCS 原理不同，MP 為通過對待取器官血管實現連續灌注的方式達到輸送氧氣及營養物質的目的。MP 中常溫機械灌注的維持溫度為37℃，其可較好地模擬生理環境。Bral 等［42］以及Nasralla 等［43］證明常溫機械灌注對于供肝的保護要優于SCS，提示了常溫機械灌注相較于SCS 的優勢，期待更多的數據對其保護性進行更為細致的論證。

Fukazawak 等［44］指出NO 缺乏可能與肝移植期間的缺血/再灌注損傷密切相關，通過吸入NO、靜脈注射硝酸鹽或其他可用于向肝臟補充NO 的方法可減輕來源于缺血/再灌注的損傷。Wood 等［45］指出由缺血/再灌注或炎癥引起的急性氧化應激會對組織造成嚴重損傷，而H2可選擇性地減少羥基自由基的產生，從而保護細胞使其免受活性氧的危害。Zhang 等［46］發現在肝移植前給予2%的H2吸入可通過激活NF-κB 信號通路，減輕缺血/再灌注給大鼠造成的損傷。上述試驗結果表明NO、H2在內的氣體吸入可能是一種新的可用于減輕缺血/再灌注損傷的方法，但仍需要進一步的臨床試驗數據予以確認。

公民器官捐獻肝臟移植在我國尚處于初期階段，針對供體維護及選擇的指南及共識仍然需要繼續制定及完善。另外，建立有效的可用于評判供肝質量的評分系統及可用于推測移植預后收益的準確分析模型也是我們目前急需解決的問題。我國器官捐獻體系與國外不同，對于國外的供肝取舍標準不能直接照搬，探索并建立我國供肝的取舍標準是非常重要的。公民器官捐獻肝臟移植之路在我國仍然任重而道遠，我們仍需繼續努力。