異種肝移植手術(shù)的特點(diǎn)與難點(diǎn)

李 霄， 陶開(kāi)山

空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院 肝膽外科， 全軍器官移植研究所， 西安 710032

近期，隨著美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)和馬里蘭大學(xué)完成臨床異種腎移植和心臟移植的臨床試驗(yàn)[1-2]，以豬為供體的異種移植研究進(jìn)入了新元年，即將走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入臨床實(shí)用階段[3-4]。2021年，國(guó)際權(quán)威雜志Science發(fā)布全球未來(lái)最前沿的11個(gè)醫(yī)學(xué)問(wèn)題之一，異種移植位列其中。同年，世界首家豬器官人體移植公司Miromatrix Medical在納斯達(dá)克上市。當(dāng)時(shí)，有科學(xué)家預(yù)測(cè)，以基因編輯豬為供體的異種腎移植、心臟移植的臨床試驗(yàn)分別會(huì)在未來(lái)2年和5年內(nèi)開(kāi)展。鑒于異種移植的重大價(jià)值，筆者研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)科學(xué)院竇科峰院士帶領(lǐng)下于2013年國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展相關(guān)研究，完成國(guó)內(nèi)首例多基因編輯小型豬為供體的異種肝臟、心臟和腎移植試驗(yàn)，并2次創(chuàng)造異種輔助性肝移植存活時(shí)間世界紀(jì)錄，獲得了寶貴的異種肝移植手術(shù)試驗(yàn)的工作經(jīng)驗(yàn)[5-8]。與心臟和腎臟移植相比，異種肝移植的手術(shù)技術(shù)難度較高，圍手術(shù)期管理困難，故目前全世界僅有少數(shù)歐美國(guó)家和我國(guó)能夠開(kāi)展。鑒于此，本文試就目前已開(kāi)展的異種肝移植術(shù)式進(jìn)行綜述，并分析其技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)，為即將開(kāi)展相關(guān)研究的中心和學(xué)者提供經(jīng)驗(yàn)與參考。

1 豬肝臟與人肝臟的解剖比較

1.1 基本解剖位置及結(jié)構(gòu) 豬肝與人肝的解剖結(jié)構(gòu)大致相同。豬肝相對(duì)較大，成年豬的肝臟重1.0～2.5 kg，占體質(zhì)量的1.5%～2.5%。與人體類(lèi)似，豬肝主要位于右季肋區(qū)，橫膈膜后下方。豬肝呈紅褐色，中央較厚而周?chē)^薄。豬肝的分葉和分段與人肝的Couinaud解剖分段類(lèi)似，由4個(gè)肝葉和8個(gè)肝段組成。圓韌帶將肝臟分為左右半肝。左半肝以葉葉間切跡分為左外側(cè)肝葉(Ⅱ、Ⅲ段)和左內(nèi)側(cè)肝葉(Ⅳ段)；右半肝分為右肝外側(cè)葉(Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ段)和右肝內(nèi)側(cè)葉(Ⅴ、Ⅷ段)。在左肝內(nèi)側(cè)葉和右肝內(nèi)葉之間，沿著膽囊，有較小且非常薄的方葉。還有一個(gè)很小的分葉附著于肝右外側(cè)葉，稱(chēng)為尾狀葉。與人體不同的是，豬肝尾狀葉很小，無(wú)乳狀突。

人的肝臟位于腹腔的右上象限，橫膈膜的下方，胃的右側(cè)。人類(lèi)肝臟呈三棱柱形，從右到左體積逐漸減小。肝臟分葉和分段方法較多，按照應(yīng)用最為廣泛的Couinaud分段法，分為5葉、8段；左外葉(Ⅱ、Ⅲ段)、左內(nèi)葉(Ⅳ段)、右前葉(Ⅴ、Ⅷ段)、右后葉(Ⅵ、Ⅶ段)和尾狀葉(Ⅰ段)。

1.2 肝動(dòng)脈 與人腹腔動(dòng)脈干類(lèi)似，豬的腹腔動(dòng)脈起自腹主動(dòng)脈，隨后分為胃左動(dòng)脈、脾動(dòng)脈和肝動(dòng)脈。在第一肝門(mén)處，豬肝動(dòng)脈分為左支和右支。左支供應(yīng)左內(nèi)側(cè)葉和左外側(cè)葉，以及供應(yīng)膽囊和方葉。右支也分為2個(gè)分支，分別供應(yīng)右內(nèi)側(cè)葉和右外側(cè)葉。人類(lèi)的膽囊動(dòng)脈多起自右肝動(dòng)脈，這是與豬膽囊動(dòng)脈的不同之處。行供肝切取手術(shù)時(shí)應(yīng)注意辨別并妥善處理。

1.3 門(mén)靜脈 與人相同，豬門(mén)靜脈收集胃腸道、胰腺和脾臟的血液并輸送至肝臟。因此，異種移植后的肝臟能否發(fā)揮正常功能，與吻合后肝門(mén)靜脈的功能重建及通暢程度密切相關(guān)。豬的門(mén)靜脈走形于胰腺后面，由腸系膜上靜脈、腸系膜前靜脈和脾靜脈匯合形成。門(mén)靜脈在第一肝門(mén)處分為左支和右支。左支比右支長(zhǎng)且寬，供應(yīng)左內(nèi)側(cè)葉和左外側(cè)葉的肝段。右支分為右外側(cè)支和右正中支。右外側(cè)支對(duì)應(yīng)于Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ段，而右正中支對(duì)應(yīng)于Ⅴ、Ⅷ段。重要的是，在右正中支和右外側(cè)支之間存在門(mén)靜脈的交通支。手術(shù)分離肝組織的操作中，一定注意尋找并可靠結(jié)扎這些交通支，否則可能引起難以控制的出血。此外，豬肝門(mén)靜脈的長(zhǎng)度、管徑、壁厚、腔面積及管壁截面積分別為(5.62±0.48)cm、(1.17±0.08)cm、(0.54±0.05)mm、(98.11±13.38)mm2、(9.81±1.52)mm2。而健康成人肝門(mén)靜脈的長(zhǎng)度、管徑分別為7.0～8.0 cm、1.2～1.7 cm。故手術(shù)時(shí)，可直接行門(mén)靜脈對(duì)門(mén)靜脈的端端吻合。

1.4 肝靜脈 在豬體內(nèi)，肝臟血流通過(guò)四條主靜脈回流。右外側(cè)靜脈和右內(nèi)側(cè)靜脈引流右內(nèi)側(cè)葉和右外側(cè)葉段。Ⅰ段肝靜脈直接匯入腔靜脈。左外側(cè)靜脈回流左外側(cè)葉第Ⅲ段和第Ⅱ段血流，而左外側(cè)支回流左內(nèi)側(cè)葉第Ⅳ段血流。而人類(lèi)肝靜脈分為右、左和中3支肝靜脈，最后匯入下腔靜脈回流血液。

1.5 膽道系統(tǒng) 豬肝組織內(nèi)的小膽管匯合形成小葉間膽管，與門(mén)靜脈一起走形于Gllison’s鞘內(nèi)。最終在近第一肝門(mén)處匯合為左肝管與右肝管。右肝管引流右內(nèi)側(cè)葉、右外側(cè)葉和尾狀葉，而左肝膽管引流左內(nèi)側(cè)葉、左外側(cè)葉和方葉。左肝管引流Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ段分泌的膽汁，而右肝管引流Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ段分泌的膽汁。左、右肝管匯合形成肝總管，肝膽管在第一肝門(mén)附近與膽囊管匯合形成總膽管。豬的膽囊位于肝臟面的膽囊窩內(nèi)，在方葉與右內(nèi)側(cè)葉之間。膽囊呈長(zhǎng)梨形，膽囊管較長(zhǎng)，在肝門(mén)處與肝總管匯成膽總管，開(kāi)口于距幽門(mén)2～5 cm處不明顯的十二指腸大乳頭。需要注意的是，豬胰管開(kāi)口于距幽門(mén)10～12 cm處的十二指腸小乳頭，并不與膽管形成膽胰壺腹[9]。

總體上，豬的肝臟與人的肝臟解剖結(jié)構(gòu)基本相同，微小差異在于：(1)豬肝臟各葉之間有明顯的結(jié)締組織，相比人的肝臟更容易辨別；(2)豬肝的Ⅰ段肝靜脈穿過(guò)肝實(shí)質(zhì)直接匯入后腔靜脈，增加了這部分肝切除手術(shù)的難度；(3)豬肝中，門(mén)靜脈右正中支和右外側(cè)支之間存在交通支；(4)豬肝Ⅰ段的膽管匯入右肝管，而在人體內(nèi)主要是左肝管[10]。

2 豬-非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物肝移植模型的建模技術(shù)

目前豬-非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物肝移植模型有原位全肝移植[11-13]和脾窩異位輔助性肝移植[14-15]2種，建模技術(shù)分述如下。

2.1 原位全肝移植術(shù)

2.1.1 供體手術(shù) 供體小型豬以舒泰(Telazol，2 mg/kg)鎮(zhèn)靜后帶入手術(shù)室。采用異氟醚進(jìn)行氣管內(nèi)麻醉。取腹正中切口，上至劍突、下至臍上。逐層切開(kāi)腹壁各層次進(jìn)入腹腔。在腎平面以下找到腹主動(dòng)脈，游離、暴露后進(jìn)行插管，并將遠(yuǎn)端腹主動(dòng)脈結(jié)扎。游離出腸系膜上靜脈，并置入灌注管。游離肝臟各韌帶并小心解剖肝十二指腸韌帶、游離肝門(mén)結(jié)構(gòu)。切斷膽總管，遠(yuǎn)側(cè)斷端結(jié)扎。解剖分離肝動(dòng)脈，結(jié)扎并切斷胃右動(dòng)脈、胃十二指腸動(dòng)脈、脾動(dòng)脈、胃左動(dòng)脈，顯露腹腔動(dòng)脈，并游離附近的腹主動(dòng)脈。提起肝動(dòng)脈，顯露其后的門(mén)靜脈。分離并結(jié)扎胃左靜脈及來(lái)自胰腺的第一支靜脈，游離出盡可能長(zhǎng)的門(mén)靜脈，將脾靜脈充分游離。在灌注開(kāi)始前5 min，應(yīng)經(jīng)靜脈注射肝素300 U/kg，而后用冷乳酸林格溶液沖洗肝臟，然后用冷UW溶液沖洗肝臟。最后將肝臟切除、稱(chēng)重并放置在冰上，在冰上進(jìn)行供者膽囊切除術(shù)并準(zhǔn)備移植血管。

2.1.2 受體手術(shù) 受體以阿托品(0.01 mg/kg)和氯胺酮(10 mg/kg)鎮(zhèn)靜后帶入手術(shù)室。氣管插管和異氟醚全身麻醉后，在無(wú)菌技術(shù)下將小口徑經(jīng)皮動(dòng)脈導(dǎo)管置入右股動(dòng)脈。通過(guò)中線(xiàn)切口進(jìn)入腹部，行脾切除術(shù)，隨后行受體肝切除術(shù)。使用5-0 Prolene縫線(xiàn)完成肝上腔靜脈吻合，然后使用6-0 Prolene縫線(xiàn)完成肝下腔靜脈吻合和使用7-0 Prolene縫線(xiàn)完成門(mén)靜脈吻合。對(duì)肝臟行再灌注，然后使用在顯微鏡下將供體肝動(dòng)脈與受體肝動(dòng)脈行端-端吻合。最后以6-0 Prolene縫線(xiàn)對(duì)供、受體膽管行端-端吻合。常規(guī)關(guān)腹后將其放回籠中進(jìn)行完全恢復(fù)。

2.2 脾窩異位輔助性肝移植術(shù)

2.2.1 供體手術(shù) 術(shù)前準(zhǔn)備及麻醉同2.1.1。供肝切取可采取在體切肝或離體切肝2種方法。在體切肝時(shí)先切取適應(yīng)體積的肝臟，而后再進(jìn)行灌注?？紤]到受體猴的腹腔容積有限，常規(guī)選擇切取供肝左外側(cè)葉即可。待切取肝臟離體后，再行插管灌注并修整。離體切肝是將供肝整個(gè)先完整切下來(lái)，然后在體外進(jìn)行分離切取和修整。筆者團(tuán)隊(duì)對(duì)2種方法均進(jìn)行了實(shí)踐，體會(huì)在體切肝的缺血時(shí)間相對(duì)較短，對(duì)于供肝質(zhì)量的保護(hù)是更有益。當(dāng)然，在體切肝的技術(shù)難度略大，對(duì)于術(shù)中肝內(nèi)外重要管道的辨認(rèn)和保護(hù)的要求更高。因此，無(wú)論在體切肝，還是離體切肝，都應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的高年資肝臟外科醫(yī)師實(shí)施，以最大程度保護(hù)供肝質(zhì)量。

2.2.2 受體手術(shù) 術(shù)前準(zhǔn)備及麻醉同2.1.2。結(jié)扎脾動(dòng)靜脈并切除脾臟。充分解剖并暴露左腎腎門(mén)及左腎靜脈與下腔靜脈匯合處，并游離腹主動(dòng)脈，準(zhǔn)備吻合供肝的各條管道。對(duì)于移植肝血流重建方法，筆者曾嘗試過(guò)不同方式。由于脾靜脈直徑太小，不適合與門(mén)靜脈進(jìn)行吻合，因此初期曾嘗試切除脾臟后再離斷左腎靜脈，而后將移植肝肝動(dòng)脈與受體脾動(dòng)脈吻合，移植肝門(mén)靜脈與受體左腎靜脈遠(yuǎn)端吻合，移植肝肝靜脈與受體左腎靜脈近端吻合。經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試各血管壓力，發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈流入壓力不足而流出道壓力偏大，隨后將血流重建方案更改為肝動(dòng)脈-腹主動(dòng)脈、門(mén)靜脈-左腎靜脈遠(yuǎn)端、肝靜脈-下腔靜脈。膽道經(jīng)插管后引出體外，以方便觀(guān)察膽汁分泌情況。如果手術(shù)操作順利，開(kāi)放兩條靜脈血流后，可觀(guān)察到移植肝臟表面迅速變紅，肝組織較為柔軟，膽道引流管中會(huì)有金黃色膽汁流出，提示移植肝逐漸恢復(fù)代謝與合成功能，手術(shù)取得成功。

3 異種肝移植技術(shù)的特點(diǎn)與難點(diǎn)

總體上，原位全肝移植術(shù)的操作難度小于異位輔助性肝移植術(shù)，但考慮到異種肝移植很有可能會(huì)先以“橋接治療”的方式應(yīng)用于臨床[16-17]，主要面對(duì)的是暴發(fā)性肝衰竭、急性肝衰竭、慢加急性肝衰竭和原發(fā)性同種異體肝移植失敗等患者[18-21]。因此，掌握輔助性肝移植術(shù)較為重要。無(wú)論是原位移植還是異位輔助性移植，都應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)注意精細(xì)操作，保證血管吻合質(zhì)量。血管吻合的質(zhì)量關(guān)系到手術(shù)成敗，避免吻合口狹窄、迂曲、扭轉(zhuǎn)，保證通暢的血液流動(dòng)。此外，要引起注意的是，移植肝血流開(kāi)放后極易出現(xiàn)吻合口滲血現(xiàn)象。滲血程度不嚴(yán)重時(shí)，可用紗布輕輕按壓，以壓迫止血為主。當(dāng)滲血較為嚴(yán)重時(shí)，除了妥善的縫合止血外，還應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充外源性血液。

(2)異位輔助性肝移植因血管口徑相差較大，吻合口易形成血栓。尤其是動(dòng)脈吻合口栓塞發(fā)生率更高，導(dǎo)致移植肝血供匱乏，最終出現(xiàn)缺血性壞死。解決該問(wèn)題的關(guān)鍵在于，一方面要提高血管吻合技術(shù)、保證吻合質(zhì)量；另一方面要通過(guò)基礎(chǔ)研究解決受體凝血調(diào)節(jié)功能紊亂，預(yù)防晚期血管栓塞[22]。

(3)供肝體積與受體腹腔空間要相適應(yīng)。受體腹腔空間有限，即便是全肝移植，也盡量選擇2個(gè)月齡以?xún)?nèi)的小型豬，以免肝體積太大無(wú)法植入腹腔。對(duì)于輔助性肝移植，應(yīng)切取體積恰當(dāng)?shù)墓└?。如果供肝體積太大，而受體非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物腹腔容積小，術(shù)后易導(dǎo)致移植肝受壓和腹腔壓力增高，影響移植肝血流循環(huán)。此外，供肝體積太大，也容易加重術(shù)后紅細(xì)胞和血小板被破壞的程度，導(dǎo)致凝血和循環(huán)不穩(wěn)定[23]。

(4)術(shù)前充分備血，術(shù)中輸血注意控制速度和總量，避免輸注全血。恰當(dāng)?shù)妮斞欣谛g(shù)中、術(shù)后系統(tǒng)穩(wěn)定，提高存活率。術(shù)后早期引流管引流出較多血性液體，受體心率較快，提示失血較多。此時(shí)，如果沒(méi)有充分的備血，就需要輸入大量的晶體液和膠體液以維持血容量，極易導(dǎo)致急性肺水腫和左心衰竭。因此，術(shù)前應(yīng)充分備血，以供術(shù)中和術(shù)后使用。此外，如果有條件盡量避免輸注全血，以防白細(xì)胞引發(fā)排斥反應(yīng)。若不能進(jìn)行血液成分分離，則應(yīng)用射線(xiàn)照射血液，以降低輸血可能帶來(lái)的免疫排斥反應(yīng)。

(5)加強(qiáng)術(shù)中管理，注意循環(huán)系統(tǒng)和凝血功能的平衡。術(shù)中管理的目的是穩(wěn)定循環(huán)，維護(hù)出血與止血的平衡點(diǎn)，做到出血與止血適度，即減少出血，又不引起血栓形成。本團(tuán)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)是新肝植入后，除丹參外可不使用任何其他抗凝藥物。維持低凝狀態(tài)，嚴(yán)防吻合口血栓形成，是移植肝存活的前提。此外，還要嚴(yán)密監(jiān)測(cè)生命體征，特別注意低體溫，對(duì)所輸液體要進(jìn)行加溫。

4 小結(jié)

自1963年Starzl教授完成世界第一例肝移植手術(shù)后，歷經(jīng)60年的發(fā)展，臨床肝移植技術(shù)已非常完善，而異種肝移植這一全新領(lǐng)域才剛剛起步。在研究開(kāi)始初期，需要探索、掌握的技術(shù)很多，手術(shù)操作無(wú)疑是最重要的一步。盡管小型豬的肝臟在解剖結(jié)構(gòu)上與人肝臟區(qū)別不大，但精細(xì)、準(zhǔn)確、流暢的手術(shù)操作是確保肝移植成功的關(guān)鍵一環(huán)。未來(lái)隨著更多的肝移植中心開(kāi)展此類(lèi)研究，積累的例數(shù)會(huì)越來(lái)越多，相信異種肝移植技術(shù)也會(huì)像同種肝移植技術(shù)那樣，最終成為成熟、標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)手術(shù)，在全世界得到推廣和應(yīng)用。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：李霄負(fù)責(zé)文獻(xiàn)檢索，撰寫(xiě)論文；陶開(kāi)山負(fù)責(zé)指導(dǎo)撰寫(xiě)文章并最終定稿。