昌盛 代林睿

腎移植是挽救終末期腎衰竭患者的最佳治療選擇。在過(guò)去的二十年中，器官移植的需求不斷增加。我國(guó)自2010年開始進(jìn)行人體器官捐獻(xiàn)試點(diǎn)工作以來(lái)，中國(guó)器官捐獻(xiàn)取得一系列卓有成效的成績(jī)，初步建立了科學(xué)公正、遵循倫理、符合國(guó)情和文化的人體器官捐獻(xiàn)與移植工作體系，已成為國(guó)際器官捐獻(xiàn)系統(tǒng)中的不可缺少的一部分。我國(guó)公民逝世后器官捐獻(xiàn)與移植數(shù)量大幅度增長(zhǎng)，每百萬(wàn)人口器官捐獻(xiàn)率由試點(diǎn)初期的0.03上升到了2019年的4.16，已經(jīng)成為世界第二大器官捐獻(xiàn)與移植國(guó)家[1]。

然而，標(biāo)準(zhǔn)供者來(lái)源的可用移植器官仍遠(yuǎn)不足以滿足移植等待者數(shù)量增長(zhǎng)的需求。利用擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)供者（expanded criteria donor，ECD）來(lái)增加供者來(lái)源成為現(xiàn)有捐獻(xiàn)形式的有益補(bǔ)充。但與標(biāo)準(zhǔn)供者相比，ECD在捐獻(xiàn)前通常處于顯著的血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定和多系統(tǒng)病理生理變化中，包括因心臟停搏而延長(zhǎng)的熱缺血時(shí)間，以及內(nèi)分泌失調(diào)、促炎反應(yīng)、氧化應(yīng)激和補(bǔ)體激活等，從而導(dǎo)致供腎對(duì)缺血-再灌注損傷（ischemic-reperfusion injury，IRI）敏感且耐受性差，早期正向免疫應(yīng)答激活增強(qiáng)，最終增加了移植物功能恢復(fù)延遲（delayed graft function，DGF）、移植腎原發(fā)性無(wú)功能（primary nonfunction，PNF）、急性排斥反應(yīng)等的發(fā)生率，不利于移植腎長(zhǎng)期存活[2]。因此，改進(jìn)并優(yōu)化器官保存技術(shù)并修復(fù)供腎，盡可能地提高供腎質(zhì)量和利用率是研究的重點(diǎn)。

靜態(tài)冷保存（static cold storage，SCS）雖然在標(biāo)準(zhǔn)供者器官獲取與保存方面應(yīng)用較廣且效果良好，但對(duì)于ECD來(lái)說(shuō)，因其存在無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保存供腎，無(wú)法評(píng)估及修復(fù)既有損傷，移植術(shù)后PNF、DGF、急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率相對(duì)較高等不足，促使移植學(xué)者將目光投向機(jī)械灌注技術(shù)，并對(duì)機(jī)械灌注技術(shù)的方方面面，包括器官保存液組成、氧合、低溫或常溫保存等問(wèn)題不斷探索。根據(jù)保存溫度的不同，分為低溫、亞低溫、亞常溫和常溫機(jī)械灌注；根據(jù)離體與否，又分為原位和異位機(jī)械灌注。本文將重點(diǎn)討論低溫機(jī)械 灌 注（hypothermic machine perfusion，HMP）、體外常溫機(jī)械灌注（ex vivonormothermic perfusion，EVNP）和腹部區(qū)域機(jī)械灌注（abdominal regional perfusion，ARP）的研究進(jìn)展和局限性。

1 低溫機(jī)械灌注

1.1 HMP臨床應(yīng)用結(jié)果

目前臨床可用的商業(yè)化低溫灌注機(jī)器包括LifePort Kidney Transporter（美國(guó)Organ Recovery Systems公司）、RM3 脈沖式腎臟灌注系統(tǒng)（美國(guó)Waters Medical Systems公司）及Kidney Assist灌注系統(tǒng)（荷蘭Organ Assist公司）。仍在臨床試驗(yàn)階段的有便攜式含氧合器的AirDrive冷灌注系統(tǒng)（荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)醫(yī)學(xué)中心）及雙泵給氧Waves冷灌注系統(tǒng)（美國(guó)Waters Medical Systems公司）。雖然各裝置不同，但基本裝置組件均包括灌注液的輸送、生理參數(shù)的監(jiān)測(cè)和溫度調(diào)節(jié)裝置[3]。其中，脈沖式的LifePort Kidney Transporter由于其便攜性、性能優(yōu)良等優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)外臨床上應(yīng)用較為廣泛。用于 HMP 的標(biāo)準(zhǔn)灌注液是Belzer MPS?UW 機(jī)械灌注溶液，也稱為 KPS-1（美國(guó)Organ Recovery Systems公司），無(wú)需添加其它任何物質(zhì)[4]。HMP保存供腎時(shí)，KPS-1中提供的持續(xù)代謝支持被認(rèn)為足以滿足低溫下的有氧代謝需求，且保存液中含有有效的抗氧化劑（如谷胱甘肽），有助于減輕保存過(guò)程中活性氧的產(chǎn)生[5]。HMP 和 SCS 之間的一個(gè)主要區(qū)別是HMP可提供液體流動(dòng)，可為供腎提供持續(xù)低水平的代謝支持、抗氧化保護(hù)和代謝廢物清除，還有助于減輕血管痙攣、改善微循環(huán)。另外，即使不額外補(bǔ)充氧氣，灌注液中經(jīng)空氣彌散存在的溶解氧仍可實(shí)現(xiàn)有限的組織氧合，這些都有助于減輕供腎IRI，并進(jìn)一步改善腎移植的臨床效果[6]。

已有不少臨床試驗(yàn)及Meta分析顯示，HMP在心臟死亡器官捐獻(xiàn)（donation after cardiac death，DCD）和ECD供腎中的保存效果明顯優(yōu)于SCS，尤其是明顯降低了DGF的發(fā)生率[7-8]。Tingle等[9]對(duì)HMP與SCS保存的所有供者類型[包括腦死亡器官捐獻(xiàn)（donation after brain death，DBD）、DCD 和 ECD]腎臟涉及的16項(xiàng)臨床研究（2 266 例受者）進(jìn)行Meta分析發(fā)現(xiàn)，與 SCS 相比，HMP 可明顯降低 DGF發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于DBD 和 DCD供腎均如此。且經(jīng)濟(jì)分析表明，在北美和歐洲的移植中心，HMP 可以節(jié)省成本[9]。國(guó)內(nèi)尚缺乏相關(guān)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告。

Peng等[10]在排除了一些既往Meta分析結(jié)果中的混雜因素后，對(duì)HMP與SCS保存的13項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)（2 048例受者）進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，HMP顯著降低了 DCD 和 DBD 供腎移植中DGF發(fā)生率，且明顯改善了移植腎3 年存活率，但尚無(wú)證據(jù)表明HMP與SCS在PNF、DGF持續(xù)時(shí)間、急性排斥反應(yīng)、住院時(shí)間和受者及移植腎1年存活率等方面差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[10]。也有研究顯示HMP對(duì)于DCD或ECD供腎的長(zhǎng)期存活有良好效果。一項(xiàng)西班牙單中心前瞻性研究顯示，在193例接受ECD供腎移植的受者中，使用HMP 可明顯提高移植腎1年存活率[11]。加拿大的另一單中心研究將30對(duì)配對(duì)腎臟分別用HMP和SCS方式保存，結(jié)果顯示盡管HMP保存方式冷缺血時(shí)間較SCS長(zhǎng)，但可明顯降低術(shù)后7 d內(nèi)的移植腎動(dòng)脈血管阻力，且明顯改善DCD組受者移植術(shù)后2年的腎功能[12]。

目前越來(lái)越多的臨床試驗(yàn)證據(jù)支持對(duì)所有非標(biāo)準(zhǔn)供者供腎使用 HMP。荷蘭是第1個(gè)將 HMP 引入所有尸體供腎，并作為常規(guī)指南的國(guó)家[13]，也有國(guó)家或地區(qū)將 HMP 用于DCD供腎的首選保存方式，但并無(wú)統(tǒng)一的實(shí)踐指南[14]。

1.2 HMP在供腎質(zhì)量評(píng)估與移植結(jié)果預(yù)測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值

在HMP的臨床實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)其不但可以改善ECD供腎質(zhì)量，而且通過(guò)機(jī)械灌注參數(shù)、灌注液中生物標(biāo)志物等指標(biāo)，在供腎質(zhì)量評(píng)估及移植結(jié)果預(yù)測(cè)方面也有一定的應(yīng)用價(jià)值。

1.2.1 灌注參數(shù) 在HMP過(guò)程中，LifePort可實(shí)時(shí)顯示灌注流量、灌注時(shí)間及供腎阻力指數(shù)，目前已有很多臨床研究報(bào)道了這些參數(shù)與移植效果的相關(guān)性，在供腎質(zhì)量評(píng)估中具有一定價(jià)值，并可用于臨床決策ECD供腎利用。使用灌注參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)供腎質(zhì)量的基本原理是在缺血性和炎癥損傷后，腎臟毛細(xì)血管收縮，血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，白細(xì)胞浸潤(rùn)增加，可引起微血栓及循環(huán)障礙，從而導(dǎo)致HMP過(guò)程中灌注流量降低與阻力指數(shù)增加[15]。Jochmans等[16]對(duì)HMP保存的尸體供腎進(jìn)行前瞻性觀察發(fā)現(xiàn)，HMP結(jié)束時(shí)的供腎阻力指數(shù)是 DGF 和移植腎1年丟失的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Yushkov等[17]的單中心回顧性研究提示，HMP灌注3 h供腎阻力指數(shù)是移植腎1 年存活的最早、最重要的預(yù)測(cè)指標(biāo)，與移植腎1年存活率呈負(fù)相關(guān)；供腎阻力指數(shù) >0.3 mmHg/（mL·min）（1 mmHg=0.133 kPa）是移植腎1 年存活率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Patel等[18]的研究顯示隨著灌注時(shí)間延長(zhǎng)，流量往往會(huì)升高而阻力指數(shù)下降，一般在2 h左右達(dá)到平均流量。開始時(shí)流量較低的供腎，雖然在持續(xù)灌注2 h后得到改善，但仍與較高的DGF發(fā)生率顯著相關(guān)。上機(jī)初始供腎阻力指數(shù)≥0.56 mmHg/（mL·min）可預(yù)測(cè)移植腎1年的存活率，而灌注2 h供腎阻力指數(shù)≥0.2 mmHg/（mL·min）可預(yù)測(cè) DGF的發(fā)生[18]。Patel等[19]分析了較高灌注壓力組（≥23 mmHg）與較低灌注壓力組（<23 mmHg）的灌注壓力與移植效果的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)較高的灌注壓力（≥23 mmHg）與 DGF 風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，但兩組移植腎1 年存活率相似。Parikh等[20]前瞻性分析了多中心HMP保存供腎，發(fā)現(xiàn)1 h的灌注流量與DGF 發(fā)生呈負(fù)相關(guān)，而術(shù)后6 個(gè)月的估算腎小球?yàn)V過(guò)率與各時(shí)間點(diǎn)的供腎阻力呈負(fù)相關(guān)，與灌注流量呈正相關(guān)。

目前的臨床研究雖初步表明HMP參數(shù)如供腎阻力及灌注流量等與移植效果的相關(guān)性，但特異性和準(zhǔn)確性尚待更多前瞻性研究驗(yàn)證。而且也有研究指出其在評(píng)估PNF發(fā)生和移植腎長(zhǎng)期存活等方面的局限性。如Jochmans等[16]的研究發(fā)現(xiàn)所有發(fā)生PNF 病例的供腎阻力指數(shù)是介于即時(shí)功能恢復(fù)和 DGF之間的，單純依靠供腎阻力指數(shù)決定供腎利用可能會(huì)增加PNF發(fā)生率。

1.2.2 灌注液中的生物標(biāo)志物與代謝組學(xué) 除了灌注參數(shù)，在器官保存期間灌注液中的一些代謝產(chǎn)物、細(xì)胞損傷釋放的酶類，以及炎癥損傷相關(guān)生物標(biāo)志物也表現(xiàn)出與DGF、PNF或移植腎存活的相關(guān)性[15,20]，可能作為潛在的供腎質(zhì)量評(píng)估的方法。

最近，Guzzi等[21]對(duì)HMP保存期間灌注液中相關(guān)多種生物標(biāo)志物的臨床研究進(jìn)行了Meta分析，包括上皮細(xì)胞破裂和腎小管損傷時(shí)釋放的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferase, GST）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）、乳酸，由腎小管細(xì)胞在缺血性和毒性損傷時(shí)釋放的中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL）、肝型脂肪酸結(jié)合蛋白（liver-type fatty acid-binding protein，L-FABP）、炎癥相關(guān)分子基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2和MMP-9、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-18及微小核糖核酸（microRNA，miRNA，miR）-21。結(jié)果提示在HMP期間使用單一生物標(biāo)志物無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)短期或長(zhǎng)期移植結(jié)果，GST 水平是預(yù)測(cè) DGF與PNF最有希望的生物標(biāo)志物，但它的預(yù)測(cè)能力僅為中等，而其余的生物標(biāo)志物雖顯示出與移植效果有一定相關(guān)性，但或因病例數(shù)少，或因研究項(xiàng)目數(shù)量少，經(jīng)多因素分析后相關(guān)性并不明顯[21]。

除針對(duì)性地檢測(cè)特定生物標(biāo)志物與移植效果的相關(guān)性外，有研究嘗試將灌注液的代謝組學(xué)特征納入供腎質(zhì)量評(píng)估。Faucher 等[22]用液相色譜聯(lián)合串聯(lián)質(zhì)譜評(píng)估了35個(gè)供腎在HMP保存中灌注液代謝組學(xué)特征，結(jié)果顯示灌注結(jié)束時(shí)在灌注液中發(fā)現(xiàn)了 72 種代謝物，但這些代謝組學(xué)的變化均不能用于預(yù)測(cè)移植腎結(jié)局，或許有必要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量并進(jìn)行深層次分析。Gowers等[23]將快速采樣微透析系統(tǒng)（rapid sampling microdialysis system）與HMP聯(lián)合，在器官灌注保存期間對(duì)供腎代謝產(chǎn)物進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，認(rèn)為這是評(píng)估腎臟質(zhì)量的理想方法。微透析是一種組織取樣技術(shù)，通過(guò)使用小型無(wú)菌探針從感興趣的組織中收集關(guān)鍵標(biāo)志物。探針的尖端有一半透膜，以低流速 （0.1～2.0 μL/min）灌注，在整個(gè)膜上產(chǎn)生濃度梯度。從而使組織的細(xì)胞外液和探針之間進(jìn)行分子交換，收集可用于分析的含代謝物透析液。該中心已通過(guò)對(duì)豬腎和臨床棄用的供腎進(jìn)行研究證明了此方法在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)供腎質(zhì)量方面的可靠性，進(jìn)一步應(yīng)用的臨床試驗(yàn)（NCT04619732）已在招募中[23]。

1.2.3 影像學(xué)評(píng)估 影像學(xué)作為一種快速無(wú)創(chuàng)的檢測(cè)方法，對(duì)顯微結(jié)構(gòu)的辨別更清晰，特別是可與代謝組學(xué)相結(jié)合，在供腎評(píng)估中具有良好的應(yīng)用潛力。光學(xué)相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）可提供對(duì)腎皮質(zhì)顯微結(jié)構(gòu)變化的非侵入性視圖。Konkel等[24]報(bào)道了單中心對(duì)SCS或HMP保存供腎進(jìn)行OCT，提出OCT 評(píng)估的HMP供腎近曲小管擴(kuò)張、管腔間距離減小可預(yù)測(cè)DGF發(fā)生，提示OCT成像在預(yù)測(cè)移植腎功能方面的潛在效用。Franck等進(jìn)行了一項(xiàng)利用核磁共振波譜法（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR）對(duì)HMP供腎的灌注液進(jìn)行代謝組學(xué)分析，研究結(jié)果尚未公布（NCT03024229）。

1.3 優(yōu)化HMP效果的臨床研究進(jìn)展

1.3.1 氧 氣 不少研究已經(jīng)表明增加氧合是優(yōu)化HMP器官保存的一個(gè)非常有前景的途徑，其機(jī)制主要是維持有氧代謝和組織細(xì)胞的修復(fù)能力，減少無(wú)氧代謝產(chǎn)生的內(nèi)皮細(xì)胞和線粒體損傷[25]。

低溫氧合機(jī)械灌注（hypothermic oxygenated machine perfusion，HOPE） 是HMP的 一 種 形 式，Meister等[26]在單中心前瞻性病例匹配對(duì)照臨床研究中，證明了 HOPE 在 ECD供腎中應(yīng)用的安全性和可行性，但與SCS相比，二者對(duì)DGF發(fā)生率的影響差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。最近歐洲器官保護(hù)聯(lián)盟報(bào)道了對(duì)補(bǔ)充氧合HMP的一項(xiàng)多中心隨機(jī)對(duì)照研究的3 期臨床試驗(yàn)結(jié)果，與常規(guī)HMP相比，含氧灌注改善了移植腎功能及存活，并減少了DCD供腎的嚴(yán)重并發(fā)癥和排斥反應(yīng)，進(jìn)一步支持了對(duì)HMP補(bǔ)充氧氣在提升 DCD 供腎質(zhì)量方面的益處[27]。

除了直接補(bǔ)充氧氣，在灌注液中加入含氧載體（如M101）的相關(guān)研究也得到了一些肯定的結(jié)果。M101是一種從海沙蠶中分離出來(lái)的具有高攜氧能力的細(xì)胞外血紅蛋白，可根據(jù)環(huán)境中的氧分壓釋放氧，并具有抗氧化特性，不會(huì)誘導(dǎo)免疫原性或過(guò)敏反應(yīng)，可降解為非結(jié)構(gòu)化載脂蛋白和血紅素[28]。一些臨床前研究表明保存液中添加M101可降低HMP期間供腎阻力，減輕IRI及再灌注后纖維化[29]。Le Meur 等[30]進(jìn)行了一項(xiàng)多中心開放隨機(jī)對(duì)照臨床研究以評(píng)估灌注液中加入M101對(duì)腎移植的影響，證明M101是安全的，且受者DGF發(fā)生率顯著降低，移植腎功能更好[30]。

新型含氧的Airdrive低溫灌注系統(tǒng)在第1項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究中被應(yīng)用于5個(gè)供腎，術(shù)后隨訪1個(gè)月未觀察到相關(guān)嚴(yán)重不良事件，初步證明該系統(tǒng)的可行性及安全性[31]。而脈沖式含氧低溫灌注裝置Waves系統(tǒng)在意大利圣拉斐爾移植中心已常規(guī)應(yīng)用，其相關(guān)臨床試驗(yàn)尚未見(jiàn)不良事件報(bào)道[32-33]。

1.3.2 肝素類似物 IRI后可引起血管內(nèi)皮損傷，繼而引起凝血系統(tǒng)的激活和微血栓形成，最終影響移植腎恢復(fù)。為進(jìn)一步評(píng)估抗凝治療對(duì)移植腎功能的改善效果，Amir等進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性對(duì)照研究，在HMP灌注液中加入一種肝素類似物Renaparin以評(píng)估對(duì)移植腎的影響，目前尚在進(jìn)行中（NCT03773211）。

1.4 HMP的局限性

由于HMP發(fā)揮最佳作用的生理窗口較窄，不同腎臟對(duì)灌注壓力、溫度及時(shí)間的耐受程度不同，偏離該范圍會(huì)引發(fā)移植腎實(shí)質(zhì)水腫、血管床損傷或灌注不足等風(fēng)險(xiǎn)，可導(dǎo)致腎小管上皮和血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷及移植后蛋白尿[34]。因此，要最大限度發(fā)揮HMP的效益，需要注意控制設(shè)備功能參數(shù)。此外，低溫條件下代謝酶類的低活性也限制了對(duì)腎損傷的修復(fù)效果。

2 體外常溫機(jī)械灌注

2.1 EVNP臨床研究進(jìn)展

EVNP即我們通常意義上所說(shuō)的常溫機(jī)械灌注（normothermic machine perfusion，NMP），它是在供腎獲取后以接近體溫的溫度利用體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO） 保存、評(píng)估和修復(fù)腎臟的技術(shù)[35]。與SCS或HMP相比，EVNP的核心潛力是在體外恢復(fù)供腎功能，并可在灌注期間監(jiān)測(cè)多個(gè)灌注及生化參數(shù)（如供腎阻力指數(shù)、尿量、肌酐清除率和乳酸水平等）來(lái)客觀評(píng)估供腎質(zhì)量，可降低ECD或DCD供腎棄用率。其次，EVNP可通過(guò)主動(dòng)修復(fù)以改善供腎功能。此外，EVNP還可在生理體溫下保持干預(yù)治療藥物的藥代動(dòng)力學(xué)，在灌注過(guò)程中向灌注液中添加生長(zhǎng)因子或間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cell，MSC）等以進(jìn)一步促進(jìn)腎功能改善、修復(fù)及再生。而這些獨(dú)特的功能對(duì)于ECD供腎尤為重要。

EVNP設(shè)備主要包括4個(gè)組件：氧合器、儲(chǔ)血器、腎動(dòng)脈灌注泵和熱交換器，目前已經(jīng)商業(yè)化的設(shè)備有荷蘭Organ Assist公司的Kidney Assist?及瑞典XVIVO公司的Kidney Assist-transport。而英國(guó)OrganOx公司設(shè)計(jì)的一種EVNP 條件下長(zhǎng)時(shí)間維持供腎的便攜式系統(tǒng)，目前尚在臨床試驗(yàn)階段[35-37]。

EVNP在臨床腎移植中的應(yīng)用報(bào)道較少，但現(xiàn)有臨床研究已表明供腎EVNP是安全可行且有益的，可使原本灌注不良的腎臟功能得到明顯改善，與未接受EVNP的供腎相比，接受EVNP的供腎腎移植術(shù)后DGF的發(fā)生率明顯降低[38-42]。

EVNP領(lǐng)域的先驅(qū)英國(guó)劍橋大學(xué)Hosgood和Nicholson[43]在2011年進(jìn)行了第1例EVNP后腎移植，供腎為熱缺血60 min的ECD腎臟，在被其他6個(gè)移植中心棄用后使用EVNP保存，灌注保存過(guò)程中供腎產(chǎn)生了50 mL尿液，移植術(shù)后受者每日尿量超過(guò)2 000 mL，術(shù)后近期移植腎功能緩慢恢復(fù)，移植腎至投稿日存活已超過(guò)10年；而對(duì)側(cè)腎臟未經(jīng)EVNP維護(hù)，移植術(shù)后DGF和急性排斥反應(yīng)發(fā)生率及術(shù)后3個(gè)月血清肌酐水平均高于EVNP供腎[14,43]。在這之后，他們又收集了許多臨床棄用腎臟進(jìn)行EVNP研究，供腎常規(guī)灌注60 min。根據(jù)腎臟大體評(píng)估、灌注期間腎血流量和尿量等參數(shù)，他們開發(fā)了一套供腎評(píng)分系統(tǒng)（總分范圍1～5分）：1～4分的供腎可用于移植，5 分的供腎風(fēng)險(xiǎn)非常高，不適合移植。他們將此評(píng)分系統(tǒng)應(yīng)用于36個(gè)被棄用的供腎，評(píng)分為1～3分的供腎均進(jìn)行了移植，術(shù)后DGF發(fā)生率為11%，遠(yuǎn)低于ECD或DCD供腎的DGF發(fā)生率（50%），術(shù)后1年時(shí)受者100%存活，移植腎存活率為97%（35/36），移植腎功能良好。提示通過(guò)EVNP及其評(píng)分系統(tǒng)可大大提高ECD或DCD供腎利用率，降低DGF的發(fā)生率，改善移植腎功能[44]。

2019年，國(guó)內(nèi)中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院何曉順團(tuán)隊(duì)報(bào)道了利用EVNP系統(tǒng)進(jìn)行第1例無(wú)缺血腎移植，用基于紅細(xì)胞的灌注液灌注DBD供腎110 min，全程維持循環(huán)，術(shù)后移植腎功能即時(shí)恢復(fù)，無(wú)特殊并發(fā)癥發(fā)生[45]。

2.2 EVNP對(duì)供腎保護(hù)的分子機(jī)制

關(guān)于EVNP對(duì)供腎保護(hù)的分子機(jī)制研究仍較少。Ferdinand等[46]使用從同一供者獲得的匹配腎臟分別進(jìn)行EVNP與SCS，隨后行供腎全基因組分析，證實(shí)與SCS相比，EVNP期間促進(jìn)能量產(chǎn)生的基因表達(dá)增加，同時(shí)免疫和炎癥激活通路的基因（如氧化磷酸化相關(guān)基因）的表達(dá)也增加，而早期的促炎過(guò)程有助于調(diào)控腎臟以適應(yīng)再灌注。Hameed等[39]對(duì)棄用的配對(duì)供腎分別進(jìn)行1 h的EVNP和SCS，結(jié)果也表明EVNP可促進(jìn)多個(gè)保護(hù)性應(yīng)激和炎癥通路的基因表達(dá)上調(diào)，同時(shí)促進(jìn)細(xì)胞存活和增殖通路的基因上調(diào)。此外，EVNP還可使供腎的大量過(guò)客白細(xì)胞動(dòng)員到循環(huán)灌注液中，這可能有助于減少移植后的正向免疫應(yīng)答[39]。Brasile等[47]的研究也證明，24 h的EVNP可以促進(jìn)腎臟功能的恢復(fù)及缺血性損傷后的修復(fù)過(guò)程。

2.3 灌注條件

為了在EVNP保存期間重建細(xì)胞代謝的完整性，需要為供腎提供最佳的營(yíng)養(yǎng)和氧氣供應(yīng)，并支持其代謝功能。但目前進(jìn)行EVNP研究的各個(gè)中心的灌注液方案及方法并無(wú)明確共識(shí)，還處于開創(chuàng)性的概念驗(yàn)證研究階段。

EVNP灌注液通常包括供氧載體（通常是紅細(xì)胞）、膠體、晶體、能量底物（糖類）、抗凝劑、甘露醇、地塞米松、碳酸氫鈉、葡萄糖酸鈣、多種維生素及抗生素等。

目前應(yīng)用最多的供氧載體是去除白細(xì)胞、血小板和血漿的紅細(xì)胞[43]。臨床紅細(xì)胞來(lái)源有限，即使有的中心使用供者血回收后濃縮的紅細(xì)胞，但受損的紅細(xì)胞在灌注系統(tǒng)中容易引起溶血或血栓形成。人工血紅蛋白類氧載體（hemoglobin-based oxygen carrier，HBOC）有希望成為紅細(xì)胞的替代品，在常溫下具有與人類血紅蛋白相似的攜氧能力，更容易向組織中釋放氧氣。Aburawi等[48]通過(guò)對(duì)棄用的腎臟進(jìn)行6 h EVNP，證明與含紅細(xì)胞灌注液相比，使用含HBOC灌注液在血流動(dòng)力學(xué)、耗氧量或終末組織三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）水平方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。也有研究表明只要灌注液氧分壓保持在500 mmHg 以上，即使在常溫下，短時(shí)的腎臟EVNP不需要額外的氧載體即能實(shí)現(xiàn)足夠的組織氧合[49]。另外，許多學(xué)者也在不斷研究使用具有攜氧能力的無(wú)細(xì)胞灌注液的效果。Minor 等[50]報(bào)道使用稀釋的STEEN液對(duì)ECD供腎進(jìn)行2 h EVNP，充以100% 氧氣，供腎移植后即時(shí)恢復(fù)功能，無(wú)并發(fā)癥發(fā)生。

在EVNP過(guò)程中產(chǎn)生的尿液，通常被引流出循環(huán)并補(bǔ)充晶體溶液。而Weissenbacher等[37,40]發(fā)現(xiàn)將尿液再循環(huán)有助于維持穩(wěn)定的灌注液量和供腎的電解質(zhì)、酸堿及代謝平衡，并證明了EVNP持續(xù) 24 h的可行性，這為臨床醫(yī)師利用更長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行供腎評(píng)估及使用新藥進(jìn)行灌注修復(fù)提供了機(jī)會(huì)。

2.4 添加劑

供腎EVNP技術(shù)的發(fā)展也為進(jìn)一步緩解供腎損傷、促進(jìn)修復(fù)和再生的干預(yù)治療提供了一個(gè)獨(dú)特平臺(tái)。藥物可直接進(jìn)入腎臟血管及組織內(nèi)，避免了全身給藥引起的并發(fā)癥，這是目前ECD供腎研究的一大熱點(diǎn)。

2.4.1 組織纖溶酶原激活劑+纖溶酶原 供腎長(zhǎng)時(shí)間冷保存會(huì)導(dǎo)致纖維蛋白原在腎小管上皮積聚，再灌注后可觸發(fā)紅細(xì)胞聚集和微血栓形成。DiRito等[51]對(duì)棄用腎臟進(jìn)行EVNP過(guò)程中加入組織纖溶酶原激活劑（tissue plasminogen activator，tPA）+纖溶酶原，結(jié)果顯示tPA+纖溶酶原的聯(lián)合應(yīng)用可溶解微血栓，腎損傷標(biāo)志物顯著減少，供腎功能得以改善。

2.4.2 血液吸附劑 在EVNP過(guò)程中腎臟產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)進(jìn)入灌注回路會(huì)加劇無(wú)菌性炎癥。此外，供腎組織內(nèi)的大量過(guò)客白細(xì)胞會(huì)被動(dòng)員到循環(huán)液中。而對(duì)灌注液的過(guò)濾或吸附可能會(huì)減輕腎臟的炎癥激活。Ferdinand等[46]對(duì)棄用供腎行EVNP過(guò)程中，在灌注回路中添加小分子血液吸附劑，結(jié)果顯示血液吸附劑對(duì)灌注參數(shù)無(wú)影響，但可顯著降低循環(huán)中細(xì)胞因子含量，包括IL-1β、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、IL-6及IL-10等，同時(shí)減少了炎癥小體相關(guān)基因[包括NOD樣受體蛋白3（NOD-like receptor protein 3，NLRP3）、IL-1β、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）-1]以及DGF相關(guān)基因表達(dá)。

2.4.3 納米顆粒 聚合物納米顆粒具有緩釋特性，納米顆粒裝載藥物后可作為藥物在體內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間起效的緩釋儲(chǔ)存庫(kù)。在EVNP期間，沒(méi)有機(jī)體吞噬細(xì)胞的影響和肝脾組織過(guò)濾，納米顆粒在結(jié)合組織特異性抗體后可更高效地主動(dòng)靶向于腎臟的特定組織，從而進(jìn)行靶向性干預(yù)和治療。腎血管內(nèi)皮細(xì)胞是改善移植效果的潛在重要目標(biāo)。Tietjen 等[52]將腎血管內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)記分子CD31與納米顆粒結(jié)合后，在EVNP過(guò)程中加入灌注液中，初步結(jié)果顯示納米顆粒與腎血管內(nèi)皮細(xì)胞的靶向結(jié)合顯著增強(qiáng)，證明了體外納米藥物治療的潛力。

2.4.4 細(xì)胞療法 MSC是一類具有自我更新和多向分化潛能的多能干細(xì)胞，可以遷移到器官中分化為相關(guān)的功能細(xì)胞。在功能上，MSC表現(xiàn)出免疫逃逸的特性，可分泌多種細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子，伴隨著高度的免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗凋亡、抗氧化和再生能力，具有減輕供腎IRI，治療慢性排斥反應(yīng)和纖維化的潛在能力[53]。在體時(shí)由于肝、脾的過(guò)濾作用，如何將MSC輸送至靶器官成為限制MSC應(yīng)用的主要障礙。而將MSC與機(jī)械灌注結(jié)合可使足量的MSC有效到達(dá)并定居于供腎的微循環(huán)區(qū)域，有利于MSC的存活和功能，從而將供腎保存從單純保存轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)預(yù)處理和加速?gòu)?fù)蘇。Brasile等[47]對(duì)5對(duì)棄用腎臟進(jìn)行24 h EVNP，期間將MSC經(jīng)腎動(dòng)脈灌注，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分MSC保留在局部微循環(huán)系統(tǒng)中。經(jīng)MSC治療后腎臟合成的炎癥因子減少，同時(shí)觀察到組織修復(fù)再生相關(guān)的現(xiàn)象。

多能成體祖細(xì)胞（multipotent adult progenitor cell，MAPC）是骨髓間充質(zhì)來(lái)源的成體祖細(xì)胞，與MSC在功能及作用機(jī)制上非常相似。許多研究也驗(yàn)證了MAPC修復(fù)供腎炎癥損傷和減輕排斥反應(yīng)的效應(yīng)。Thompson等[54]對(duì)5對(duì)供腎進(jìn)行7 h EVNP過(guò)程中給予MAPC治療，發(fā)現(xiàn)大多數(shù) MAPC分布于腎小球和管周，經(jīng)MAPC治療的腎臟分泌更多尿液，彩色多普勒超聲提示微循環(huán)改善，損傷相關(guān)標(biāo)志物 NGAL和促炎因子IL-1β表達(dá)減少，而免疫抑制性細(xì)胞因子IL-10和吲哚胺 2,3-雙加氧酶表達(dá)增加。

還有一些療法雖然未直接在人腎EVNP中進(jìn)行試驗(yàn)，但臨床前研究已經(jīng)顯示有保護(hù)并改善供腎功能的潛力，如硫化氫、一氧化碳、細(xì)胞外囊泡、小干擾RNA及慢病毒載體等。

EVNP技術(shù)目前尚處于起步階段，確切的益處及機(jī)制仍存在爭(zhēng)議，未來(lái)需更多的臨床對(duì)照研究和更長(zhǎng)時(shí)間的觀察及優(yōu)化研究。相比于SCS與HMP，EVNP成本更高，操作更復(fù)雜，EVNP的失敗會(huì)導(dǎo)致額外的熱缺血時(shí)間。因此，盡管EVNP具有巨大的潛力，一系列開創(chuàng)性研究也表明EVNP在技術(shù)上安全可行，但探索建立最優(yōu)化的方案是EVNP廣泛臨床應(yīng)用的前提。

3 腹部區(qū)域機(jī)械灌注

ARP是指在確認(rèn)供者循環(huán)停止后，利用ECMO，對(duì)腹部區(qū)域進(jìn)行持續(xù)灌注，是一種在體動(dòng)態(tài)保存技術(shù)。ARP適用于可控型DCD（controlled DCD，cDCD）和非可控型 DCD（uncontrolled DCD，uDCD），是擴(kuò)大供者來(lái)源的重要途徑，可最大限度減輕供腎熱缺血損傷，且比EVNP更符合生理環(huán)境，有助于改善供腎質(zhì)量，增加器官的利用率，還可用于供腎質(zhì)量評(píng)估[55]。更重要的是通過(guò)ARP可將緊急獲取手術(shù)變?yōu)閾衿谑中g(shù)，可對(duì)器官進(jìn)一步評(píng)估、維護(hù)與修復(fù)，減少器官損傷和棄用，且可同時(shí)對(duì)腹腔多個(gè)器官灌注，更具經(jīng)濟(jì)效益[13]。根據(jù)灌注溫度，可將ARP分為常溫區(qū)域灌注（normothermic regional perfusion，NRP）和低溫區(qū)域灌注（hypothermic regional perfusion，HRP）。HRP最先開展應(yīng)用，但隨著技術(shù)的發(fā)展，NRP更為國(guó)際認(rèn)可，大多數(shù)文獻(xiàn)也集中在 NRP上，相關(guān)研究也表明NRP臨床應(yīng)用有利于增加供者利用率，改善器官質(zhì)量[56]。

NRP最早是在西班牙uDCD中進(jìn)行的[57]。隨著cDCD試點(diǎn)的推進(jìn)，NRP的使用也逐漸擴(kuò)大，目前在西班牙超過(guò)50% 的cDCD獲取是通過(guò)使用 NRP 進(jìn)行的[58-59]。但關(guān)于DCD，國(guó)際上有不同的法律框架和倫理要求，這也成為DCD和ARP發(fā)展的障礙，如有的國(guó)家只有cDCD或uDCD，允許實(shí)行NRP的DCD具體類型也有不同；心臟停搏后的無(wú)接觸時(shí)間規(guī)定為5～30 min；能否進(jìn)行死前干預(yù)（肝素化和股動(dòng)靜脈插管）和死后干預(yù)也存在差異[60]。

所有實(shí)施NRP的國(guó)家均是通過(guò)手術(shù)夾閉或使用主動(dòng)脈球囊來(lái)阻斷主動(dòng)脈，以避免在確定循環(huán)死亡后發(fā)生自發(fā)性心腦活動(dòng)恢復(fù)的可能，這已被證明是一種有效的方法，嚴(yán)格遵守心臟停搏后5 min間隔是進(jìn)行NRP的前提，迄今ARP的使用也尚未發(fā)生自發(fā)性心腦活動(dòng)恢復(fù)[61]。

NRP是在常溫（35～37 ℃）條件下使用 ECMO設(shè)備用含氧血液對(duì)腹部區(qū)域進(jìn)行持續(xù)灌注。NRP可為細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和組織修復(fù)過(guò)程提供充足的氧氣和能量底物，減少了無(wú)氧代謝引起的活性氧等損傷因子產(chǎn)生。NRP充當(dāng)了心臟停搏和器官獲取之間的灌注橋梁，減輕了熱缺血損傷，且允許在非缺血條件下更好地評(píng)估供腎質(zhì)量[62]。NRP對(duì)DCD供者維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，已促使很多國(guó)家（包括西班牙、法國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、美國(guó)）將其作為DCD器官維護(hù)的一種策略。

3.1 可控型DCD

對(duì)cDCD供者來(lái)說(shuō)，既往超快速獲取一直是腹部器官獲取的標(biāo)準(zhǔn)方法，但多項(xiàng)研究顯示NRP應(yīng)用可減少緊急情況，降低供腎棄用率，并減少移植術(shù)后DGF和PNF的發(fā)生[63-64]。最近Padilla等[59]進(jìn)行了一項(xiàng)多中心回顧性研究，比較了2012年至2018年期間使用 NRP與超快速獲取技術(shù)獲取的cDCD腎臟，結(jié)果顯示使用NRP后腎移植受者DGF 發(fā)生率更低，1年生存率更高，腎功能明顯更好，但二者在PNF發(fā)生率和移植腎1年存活率上差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示與超快速獲取相比，NRP 似乎可以改善cDCD腎移植的短期效果[59]。

Mi?ambres等[65]研究了37 例cDCD供腎行 NRP后的腎移植，并將其臨床結(jié)果與 DBD 供腎腎移植進(jìn)行比較，結(jié)果表明PNF、DGF發(fā)生率及移植腎1年存活率與后者差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.2 非可控型DCD

uDCD器官丟失率高，熱缺血時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響移植效果，很多中心都提倡對(duì)uDCD器官進(jìn)行NRP，這可以增加器官來(lái)源，減少PNF的發(fā)生，明顯優(yōu)于超快速獲取[66]。

Reznik等[67]的一項(xiàng)研究中，對(duì)22例uDCD供腎進(jìn)行亞常溫區(qū)域灌注（27～32 ℃），44例腎移植受者中無(wú)PNF發(fā)生；與DBD供腎腎移植受者相比，這些uDCD供腎腎移植受者雖然在移植術(shù)后DGF發(fā)生率高（36.9%比52.0%），但術(shù)后3個(gè)月內(nèi)急性排斥反應(yīng)發(fā)生率低（9.8%比4.6%），術(shù)后1年的移植腎功能及存活率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Molina等[68]對(duì)比分析單中心237例使用NRP維護(hù)的uDCD供腎腎移植受者與237例DBD供腎腎移植受者的10年存活情況，結(jié)果顯示uDCD組較DBD組DGF發(fā)生率更高（73.4%比46.4%），但術(shù)后10年死亡刪失的受者、移植腎存活率和移植腎功能差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在uDCD組中，供者年齡>50 歲與移植腎丟失相關(guān)，供者年齡增加對(duì)uDCD供腎腎移植術(shù)后結(jié)果有負(fù)面影響。

3.3 局限性

NRP的動(dòng)物研究顯示，在機(jī)器運(yùn)行4 h后，循環(huán)穩(wěn)態(tài)難以維持，炎癥標(biāo)志物單核細(xì)胞趨化蛋白（monocyte chemoattractant protein，MCP）-1、IL-1β增多，巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)顯著增加，血小板活化和血栓調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)增多，這些都會(huì)對(duì)腹腔器官產(chǎn)生不利影響[66]。各中心根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，NRP的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間確定為240 min，但在有限時(shí)間內(nèi)對(duì)受損器官的深入評(píng)估和修復(fù)潛力是有限的。NRP操作復(fù)雜，運(yùn)行成本也較高，要求操作及維護(hù)的醫(yī)師技術(shù)熟練且經(jīng)驗(yàn)豐富。盡管與超快速獲取相比，NRP可使器官器官利用率得以提高，但對(duì)移植效果的益處尚需更多研究來(lái)證實(shí)。

4 小結(jié)與展望

本文概述了針對(duì)公民逝世后器官捐獻(xiàn)供腎（主要是DCD和ECD供腎）的不同灌注保存技術(shù)的臨床應(yīng)用和研究進(jìn)展，目前各種技術(shù)都有優(yōu)勢(shì)和局限性。為了提高ECD供腎利用率，減少術(shù)后并發(fā)癥，改善移植腎的功能及存活，移植科醫(yī)師對(duì)腎臟灌注保存技術(shù)的要求逐漸提高。SCS 是一種經(jīng)典的保存方法，但對(duì)供腎評(píng)估和改善的應(yīng)用空間有限；HMP在DCD和ECD供腎中應(yīng)用逐漸增多，可降低DGF的發(fā)生，但其最優(yōu)方案及對(duì)腎移植術(shù)后的益處尚需更多臨床試驗(yàn)驗(yàn)證；EVNP也是一種很有前途的保存新技術(shù)，目前臨床應(yīng)用尚較少，除了保存功能，其還具有評(píng)估功能、逆轉(zhuǎn)IRI及作為治療藥物遞送平臺(tái)的作用，具有顯著優(yōu)勢(shì)；NRP對(duì)DCD供者的器官保存有重要意義，目前臨床應(yīng)用的結(jié)果也令人鼓舞，但仍需更多臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。此外，各種保存方法的物流和成本也仍然是需要考慮的具有挑戰(zhàn)性的因素。在未來(lái)，移植學(xué)者仍需要設(shè)計(jì)更多的臨床對(duì)照試驗(yàn)來(lái)確定供腎的最佳保存方式，針對(duì)不同的供者類型，兼顧臨床效果和治療干預(yù)成本，個(gè)體化地選擇不同的器官灌注保存方式。