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医学科普

人工肝可以替代肝脏吗?

发表者:李成鹏 人已读

浙江大学的李兰娟、郑树森两位院士是在肝脏疾病治疗领域享誉国内外的知名专家,同时他们也是一对恩爱伉俪,在医学界传为美谈。2013年两位院士所带领团队因为在人工肝在重症肝脏治疗领域内取得的成就,被授予国家科技进步奖一等奖。每个人都有肝脏,为什么还需要人工肝呢?人工肝长的和正常肝脏一样吗?人工肝可以完全替代肝脏吗?很多读者可能脑海里都存在着这样的疑问。

肝脏——人体的化工厂

每个人都有肝脏,肝脏是人体最大的实质性脏器,成年人的肝脏重量大约占体重的2%。肝脏每时每刻都在发挥着营养代谢和生物转化作用,堪称人体最敬业的化工厂。

大家都知道汽车运转烧的是燃油,家用电器靠的电力驱动,那人体活动需要的能量来自哪里?人体活动的能量来自葡萄糖在细胞里的有氧呼吸或无氧呼吸产生的热量,而肝脏在葡萄糖的代谢中则起到非常重要的作用。人体经过肠道消化吸收所摄取的葡萄糖经过血液循环运输到肝脏,以糖原的形式储存起来,肝脏发挥了储存仓库的作用,当人体血糖降低时,肝脏可以将所储存的糖原分解成葡萄糖重新释放到血液中,供给能量。除了葡萄糖外,蛋白质和脂肪的合成分解代谢也和肝脏密不可分,人体所需要的很多蛋白质、凝血因子都是由肝脏进行合成。

除了营养代谢之外,肝脏还发挥着将来自体内外的许多非营养性物质如各种药物、毒物以及体内某些代谢产物如胆红素等进行转化的作用。以酒精为例,人饮酒后酒精经过消化道吸收入体内,在肝脏经过乙醇脱氢酶的作用转化为乙醛,而后生成乙酸,最后分解成二氧化碳和水排出体外。与之类似,很多药物吸收入人体内不会直接发挥作用,需要在肝脏内经过酶的转化作用变成有药物活性的形态才可以发挥作用,很多毒物也需要肝脏转化解毒后再通过肾脏等脏器排出体外。如果没有了肝脏,人体将无法存活。

什么是人工肝?

人工肝全称为人工肝支持系统,并不是放在人肚子里的。人工肝的外形和人体红润的肝脏一点也不一样,而是一台具有各种管路的冷冰冰的机器。从作用机理上来分,人工肝可分为三类:非生物型人工肝、生物型人工肝和混合型人工肝。

非生物型人工肝更像是一台净水机,通过物理、机械或化学等方法对患者进行解毒,使用最多的方法是血浆置换的方法,将正常人的血浆和患者的血浆进行置换,清理患者体内的毒素,补充必需物质。另外,也有通过固态吸附材料、半透膜滤过等方法,将患者血浆内的毒素进行滤过后,将血浆回输患者体内。

生物型人工肝则类似《终结者》里施瓦辛格扮演的T800型机器人,既有金属的骨架,又有人体细胞的皮肤。生物型人工肝的核心技术是通过人工培育的人或动物的肝细胞,这类肝细胞被储存在体外生物反应器中,生物反应器模拟人体的体温等微环境,以便肝细胞最大程度的发挥功能。在使用过程中,先将患者的血浆输入反应器内,与肝细胞进行接触,发挥肝细胞的生理功能,进行相应的营养代谢、解毒作用后,再将血浆回输回患者体内。

混合型人工肝则是上面两种人工肝的结合体,既可以通过物理、机械或者化学的方法,也可以通过肝细胞的生物作用,双管齐下,更好的发挥肝脏替代的作用。李兰娟院士团队已经在国内率先研制成功了混合型人工肝,造福我国的肝功能衰竭患者。

什么叫做肝功能衰竭?

肝脏的功能本身是有很强的储备能力,正常的肝脏如同一个精力充沛的运动员,日常的活动量不会让它出现任何的疲惫,大部分时间,大部分肝脏细胞并没有在全速运转。在肝脏外科手术中,正常的肝脏切除掉70%,剩余30%的肝脏仍然可以在较短的时间内增生到原有的体积,同时肝脏的功能不会受到较大的影响。正常肝脏虽然代偿能力很强,但“能力越大,责任越大”,肝脏在发挥功能的时候,也很容易遭到各种疾病的攻击。例如肝炎病毒、药物、酒精、毒物都可能造成肝脏炎症,分别称之为病毒性肝炎、药物性肝炎、酒精性肝炎、中毒性肝损害。这些肝炎在严重情况下,都可能导致大量肝细胞变性、坏死,残存的肝细胞不足以维持人体生命必需时,则出现很多临床表现。例如,肝脏胆红素代谢功能受损害,可能导致血里的胆红素升高,继而出现皮肤和巩膜的变黄,医学上称之为黄疸;肝脏合成凝血因子不足,凝血功能障碍,患者容易出现鼻出血、皮肤粘膜出血等;肝脏合成白蛋白能力下降,可以引起腹水、胸水等;肝脏对血液中氨离子代谢能力下降,则会导致各种意识障碍甚至昏迷,称之为肝性脑病等。包括上述这些临床症状在内的一组症候群,在医学上称为肝功能衰竭,也可称为肝功能不全。

肝功能衰竭可以进一步导致机体内严重的代谢紊乱及有害物质的堆积,这种状况又可反过来进一步抑制肝细胞再生,形成恶性循环,目前临床上的药物大多不能完全纠正上述问题,最终肝衰竭诱发多种并发症或多脏器功能衰竭而死亡。

什么样的病人需要人工肝支持

人工肝主要针对前面所说的急慢性肝功能衰竭的患者,通过模拟肝脏的解毒功能,代替衰竭的肝脏清除机体内蓄积的有毒物质,补充人体所需物质,为肝功能恢复创造条件,或为等待肝脏移植的病人争取时间。

我国是个肝病大国,我国近十分之一的人均为慢性乙肝患者或乙肝携带者,其他的酒精性肝病、免疫性肝炎患者也很多,每年约800万人新发肝病。由于治疗不及时等原因,很多慢性肝病患者都会进展为肝衰竭、肝硬化甚至肝癌,肝病已经成为一种威胁我国国民生命健康的重要疾病。据不完全统计,我国每年有近50万人死于肝功能衰竭,人工肝支持在这部分患者治疗中起到至关重要的作用。

虽然人工肝可以替代肝脏的部分功能,但是人作为造物主最精巧的设计,人体自身肝脏的功能尚不能完全被替代。非生物型人工肝以解毒作用为主,不具备合成凝血因子和代谢胆红素的能力,目前科学家们研究的方向主要转向了生物型人工肝。生物型人工肝虽然最接近人体肝细胞的功能,但目前在体外进行活性较高的大规模细胞培养,并使培养的肝细胞常久保持功能,现在仍是处于不断的研究和完善阶段。

结语

目前人工肝的应用已经有效地解决了肝功能衰竭患者的肝功能支持问题,降低了急慢性肝功能衰竭患者的死亡风险,但目前人工肝还不能完全替代人体自身肝脏的功能,人工肝的研发还有很长的道路要走。

本文是李成鹏版权所有,未经授权请勿转载。
本文仅供健康科普使用,不能做为诊断、治疗的依据,请谨慎参阅

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发表于:2016-03-02