机械灌注在公民逝世后器官捐献供肾质量维护方面的应用研究进展

昌盛 代林睿

肾移植是挽救终末期肾衰竭患者的最佳治疗选择。在过去的二十年中，器官移植的需求不断增加。我国自2010年开始进行人体器官捐献试点工作以来，中国器官捐献取得一系列卓有成效的成绩，初步建立了科学公正、遵循伦理、符合国情和文化的人体器官捐献与移植工作体系，已成为国际器官捐献系统中的不可缺少的一部分。我国公民逝世后器官捐献与移植数量大幅度增长，每百万人口器官捐献率由试点初期的0.03上升到了2019年的4.16，已经成为世界第二大器官捐献与移植国家[1]。

然而，标准供者来源的可用移植器官仍远不足以满足移植等待者数量增长的需求。利用扩大标准供者（expanded criteria donor，ECD）来增加供者来源成为现有捐献形式的有益补充。但与标准供者相比，ECD在捐献前通常处于显著的血流动力学不稳定和多系统病理生理变化中，包括因心脏停搏而延长的热缺血时间，以及内分泌失调、促炎反应、氧化应激和补体激活等，从而导致供肾对缺血-再灌注损伤（ischemic-reperfusion injury，IRI）敏感且耐受性差，早期正向免疫应答激活增强，最终增加了移植物功能恢复延迟（delayed graft function，DGF）、移植肾原发性无功能（primary nonfunction，PNF）、急性排斥反应等的发生率，不利于移植肾长期存活[2]。因此，改进并优化器官保存技术并修复供肾，尽可能地提高供肾质量和利用率是研究的重点。

静态冷保存（static cold storage，SCS）虽然在标准供者器官获取与保存方面应用较广且效果良好，但对于ECD来说，因其存在无法长时间保存供肾，无法评估及修复既有损伤，移植术后PNF、DGF、急性排斥反应的发生率相对较高等不足，促使移植学者将目光投向机械灌注技术，并对机械灌注技术的方方面面，包括器官保存液组成、氧合、低温或常温保存等问题不断探索。根据保存温度的不同，分为低温、亚低温、亚常温和常温机械灌注；根据离体与否，又分为原位和异位机械灌注。本文将重点讨论低温机械 灌 注（hypothermic machine perfusion，HMP）、体外常温机械灌注（ex vivonormothermic perfusion，EVNP）和腹部区域机械灌注（abdominal regional perfusion，ARP）的研究进展和局限性。

1 低温机械灌注

1.1 HMP临床应用结果

目前临床可用的商业化低温灌注机器包括LifePort Kidney Transporter（美国Organ Recovery Systems公司）、RM3 脉冲式肾脏灌注系统（美国Waters Medical Systems公司）及Kidney Assist灌注系统（荷兰Organ Assist公司）。仍在临床试验阶段的有便携式含氧合器的AirDrive冷灌注系统（荷兰阿姆斯特丹大学医学中心）及双泵给氧Waves冷灌注系统（美国Waters Medical Systems公司）。虽然各装置不同，但基本装置组件均包括灌注液的输送、生理参数的监测和温度调节装置[3]。其中，脉冲式的LifePort Kidney Transporter由于其便携性、性能优良等优势在国内外临床上应用较为广泛。用于 HMP 的标准灌注液是Belzer MPS®UW 机械灌注溶液，也称为 KPS-1（美国Organ Recovery Systems公司），无需添加其它任何物质[4]。HMP保存供肾时，KPS-1中提供的持续代谢支持被认为足以满足低温下的有氧代谢需求，且保存液中含有有效的抗氧化剂（如谷胱甘肽），有助于减轻保存过程中活性氧的产生[5]。HMP 和 SCS 之间的一个主要区别是HMP可提供液体流动，可为供肾提供持续低水平的代谢支持、抗氧化保护和代谢废物清除，还有助于减轻血管痉挛、改善微循环。另外，即使不额外补充氧气，灌注液中经空气弥散存在的溶解氧仍可实现有限的组织氧合，这些都有助于减轻供肾IRI，并进一步改善肾移植的临床效果[6]。

已有不少临床试验及Meta分析显示，HMP在心脏死亡器官捐献（donation after cardiac death，DCD）和ECD供肾中的保存效果明显优于SCS，尤其是明显降低了DGF的发生率[7-8]。Tingle等[9]对HMP与SCS保存的所有供者类型[包括脑死亡器官捐献（donation after brain death，DBD）、DCD 和 ECD]肾脏涉及的16项临床研究（2 266 例受者）进行Meta分析发现，与 SCS 相比，HMP 可明显降低 DGF发生的风险，对于DBD 和 DCD供肾均如此。且经济分析表明，在北美和欧洲的移植中心，HMP 可以节省成本[9]。国内尚缺乏相关经济分析报告。

Peng等[10]在排除了一些既往Meta分析结果中的混杂因素后，对HMP与SCS保存的13项随机对照临床试验（2 048例受者）进行分析。结果显示，HMP显著降低了 DCD 和 DBD 供肾移植中DGF发生率，且明显改善了移植肾3 年存活率，但尚无证据表明HMP与SCS在PNF、DGF持续时间、急性排斥反应、住院时间和受者及移植肾1年存活率等方面差异有统计学意义[10]。也有研究显示HMP对于DCD或ECD供肾的长期存活有良好效果。一项西班牙单中心前瞻性研究显示，在193例接受ECD供肾移植的受者中，使用HMP 可明显提高移植肾1年存活率[11]。加拿大的另一单中心研究将30对配对肾脏分别用HMP和SCS方式保存，结果显示尽管HMP保存方式冷缺血时间较SCS长，但可明显降低术后7 d内的移植肾动脉血管阻力，且明显改善DCD组受者移植术后2年的肾功能[12]。

目前越来越多的临床试验证据支持对所有非标准供者供肾使用 HMP。荷兰是第1个将 HMP 引入所有尸体供肾，并作为常规指南的国家[13]，也有国家或地区将 HMP 用于DCD供肾的首选保存方式，但并无统一的实践指南[14]。

1.2 HMP在供肾质量评估与移植结果预测中的应用价值

在HMP的临床实践中，人们发现其不但可以改善ECD供肾质量，而且通过机械灌注参数、灌注液中生物标志物等指标，在供肾质量评估及移植结果预测方面也有一定的应用价值。

1.2.1 灌注参数 在HMP过程中，LifePort可实时显示灌注流量、灌注时间及供肾阻力指数，目前已有很多临床研究报道了这些参数与移植效果的相关性，在供肾质量评估中具有一定价值，并可用于临床决策ECD供肾利用。使用灌注参数来评价供肾质量的基本原理是在缺血性和炎症损伤后，肾脏毛细血管收缩，血管内皮细胞受损，白细胞浸润增加，可引起微血栓及循环障碍，从而导致HMP过程中灌注流量降低与阻力指数增加[15]。Jochmans等[16]对HMP保存的尸体供肾进行前瞻性观察发现，HMP结束时的供肾阻力指数是 DGF 和移植肾1年丢失的独立危险因素。Yushkov等[17]的单中心回顾性研究提示，HMP灌注3 h供肾阻力指数是移植肾1 年存活的最早、最重要的预测指标，与移植肾1年存活率呈负相关；供肾阻力指数 >0.3 mmHg/（mL·min）（1 mmHg=0.133 kPa）是移植肾1 年存活率的独立危险因素。Patel等[18]的研究显示随着灌注时间延长，流量往往会升高而阻力指数下降，一般在2 h左右达到平均流量。开始时流量较低的供肾，虽然在持续灌注2 h后得到改善，但仍与较高的DGF发生率显著相关。上机初始供肾阻力指数≥0.56 mmHg/（mL·min）可预测移植肾1年的存活率，而灌注2 h供肾阻力指数≥0.2 mmHg/（mL·min）可预测 DGF的发生[18]。Patel等[19]分析了较高灌注压力组（≥23 mmHg）与较低灌注压力组（<23 mmHg）的灌注压力与移植效果的相关性，结果发现较高的灌注压力（≥23 mmHg）与 DGF 风险增加有关，但两组移植肾1 年存活率相似。Parikh等[20]前瞻性分析了多中心HMP保存供肾，发现1 h的灌注流量与DGF 发生呈负相关，而术后6 个月的估算肾小球滤过率与各时间点的供肾阻力呈负相关，与灌注流量呈正相关。

目前的临床研究虽初步表明HMP参数如供肾阻力及灌注流量等与移植效果的相关性，但特异性和准确性尚待更多前瞻性研究验证。而且也有研究指出其在评估PNF发生和移植肾长期存活等方面的局限性。如Jochmans等[16]的研究发现所有发生PNF 病例的供肾阻力指数是介于即时功能恢复和 DGF之间的，单纯依靠供肾阻力指数决定供肾利用可能会增加PNF发生率。

1.2.2 灌注液中的生物标志物与代谢组学 除了灌注参数，在器官保存期间灌注液中的一些代谢产物、细胞损伤释放的酶类，以及炎症损伤相关生物标志物也表现出与DGF、PNF或移植肾存活的相关性[15,20]，可能作为潜在的供肾质量评估的方法。

最近，Guzzi等[21]对HMP保存期间灌注液中相关多种生物标志物的临床研究进行了Meta分析，包括上皮细胞破裂和肾小管损伤时释放的谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase, GST）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）、乳酸，由肾小管细胞在缺血性和毒性损伤时释放的中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL）、肝型脂肪酸结合蛋白（liver-type fatty acid-binding protein，L-FABP）、炎症相关分子基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2和MMP-9、白细胞介素（interleukin，IL）-18及微小核糖核酸（microRNA，miRNA，miR）-21。结果提示在HMP期间使用单一生物标志物无法准确预测短期或长期移植结果，GST 水平是预测 DGF与PNF最有希望的生物标志物，但它的预测能力仅为中等，而其余的生物标志物虽显示出与移植效果有一定相关性，但或因病例数少，或因研究项目数量少，经多因素分析后相关性并不明显[21]。

除针对性地检测特定生物标志物与移植效果的相关性外，有研究尝试将灌注液的代谢组学特征纳入供肾质量评估。Faucher 等[22]用液相色谱联合串联质谱评估了35个供肾在HMP保存中灌注液代谢组学特征，结果显示灌注结束时在灌注液中发现了 72 种代谢物，但这些代谢组学的变化均不能用于预测移植肾结局，或许有必要进一步扩大样本量并进行深层次分析。Gowers等[23]将快速采样微透析系统（rapid sampling microdialysis system）与HMP联合，在器官灌注保存期间对供肾代谢产物进行持续监测，认为这是评估肾脏质量的理想方法。微透析是一种组织取样技术，通过使用小型无菌探针从感兴趣的组织中收集关键标志物。探针的尖端有一半透膜，以低流速 （0.1～2.0 μL/min）灌注，在整个膜上产生浓度梯度。从而使组织的细胞外液和探针之间进行分子交换，收集可用于分析的含代谢物透析液。该中心已通过对猪肾和临床弃用的供肾进行研究证明了此方法在长时间连续监测供肾质量方面的可靠性，进一步应用的临床试验（NCT04619732）已在招募中[23]。

1.2.3 影像学评估 影像学作为一种快速无创的检测方法，对显微结构的辨别更清晰，特别是可与代谢组学相结合，在供肾评估中具有良好的应用潜力。光学相干断层扫描（optical coherence tomography，OCT）可提供对肾皮质显微结构变化的非侵入性视图。Konkel等[24]报道了单中心对SCS或HMP保存供肾进行OCT，提出OCT 评估的HMP供肾近曲小管扩张、管腔间距离减小可预测DGF发生，提示OCT成像在预测移植肾功能方面的潜在效用。Franck等进行了一项利用核磁共振波谱法（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR）对HMP供肾的灌注液进行代谢组学分析，研究结果尚未公布（NCT03024229）。

1.3 优化HMP效果的临床研究进展

1.3.1 氧 气 不少研究已经表明增加氧合是优化HMP器官保存的一个非常有前景的途径，其机制主要是维持有氧代谢和组织细胞的修复能力，减少无氧代谢产生的内皮细胞和线粒体损伤[25]。

低温氧合机械灌注（hypothermic oxygenated machine perfusion，HOPE） 是HMP的 一 种 形 式，Meister等[26]在单中心前瞻性病例匹配对照临床研究中，证明了 HOPE 在 ECD供肾中应用的安全性和可行性，但与SCS相比，二者对DGF发生率的影响差异无统计学意义。最近欧洲器官保护联盟报道了对补充氧合HMP的一项多中心随机对照研究的3 期临床试验结果，与常规HMP相比，含氧灌注改善了移植肾功能及存活，并减少了DCD供肾的严重并发症和排斥反应，进一步支持了对HMP补充氧气在提升 DCD 供肾质量方面的益处[27]。

除了直接补充氧气，在灌注液中加入含氧载体（如M101）的相关研究也得到了一些肯定的结果。M101是一种从海沙蚕中分离出来的具有高携氧能力的细胞外血红蛋白，可根据环境中的氧分压释放氧，并具有抗氧化特性，不会诱导免疫原性或过敏反应，可降解为非结构化载脂蛋白和血红素[28]。一些临床前研究表明保存液中添加M101可降低HMP期间供肾阻力，减轻IRI及再灌注后纤维化[29]。Le Meur 等[30]进行了一项多中心开放随机对照临床研究以评估灌注液中加入M101对肾移植的影响，证明M101是安全的，且受者DGF发生率显著降低，移植肾功能更好[30]。

新型含氧的Airdrive低温灌注系统在第1项临床试验研究中被应用于5个供肾，术后随访1个月未观察到相关严重不良事件，初步证明该系统的可行性及安全性[31]。而脉冲式含氧低温灌注装置Waves系统在意大利圣拉斐尔移植中心已常规应用，其相关临床试验尚未见不良事件报道[32-33]。

1.3.2 肝素类似物 IRI后可引起血管内皮损伤，继而引起凝血系统的激活和微血栓形成，最终影响移植肾恢复。为进一步评估抗凝治疗对移植肾功能的改善效果，Amir等进行了一项前瞻性对照研究，在HMP灌注液中加入一种肝素类似物Renaparin以评估对移植肾的影响，目前尚在进行中（NCT03773211）。

1.4 HMP的局限性

由于HMP发挥最佳作用的生理窗口较窄，不同肾脏对灌注压力、温度及时间的耐受程度不同，偏离该范围会引发移植肾实质水肿、血管床损伤或灌注不足等风险，可导致肾小管上皮和血管内皮细胞损伤及移植后蛋白尿[34]。因此，要最大限度发挥HMP的效益，需要注意控制设备功能参数。此外，低温条件下代谢酶类的低活性也限制了对肾损伤的修复效果。

2 体外常温机械灌注

2.1 EVNP临床研究进展

EVNP即我们通常意义上所说的常温机械灌注（normothermic machine perfusion，NMP），它是在供肾获取后以接近体温的温度利用体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO） 保存、评估和修复肾脏的技术[35]。与SCS或HMP相比，EVNP的核心潜力是在体外恢复供肾功能，并可在灌注期间监测多个灌注及生化参数（如供肾阻力指数、尿量、肌酐清除率和乳酸水平等）来客观评估供肾质量，可降低ECD或DCD供肾弃用率。其次，EVNP可通过主动修复以改善供肾功能。此外，EVNP还可在生理体温下保持干预治疗药物的药代动力学，在灌注过程中向灌注液中添加生长因子或间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）等以进一步促进肾功能改善、修复及再生。而这些独特的功能对于ECD供肾尤为重要。

EVNP设备主要包括4个组件：氧合器、储血器、肾动脉灌注泵和热交换器，目前已经商业化的设备有荷兰Organ Assist公司的Kidney Assist®及瑞典XVIVO公司的Kidney Assist-transport。而英国OrganOx公司设计的一种EVNP 条件下长时间维持供肾的便携式系统，目前尚在临床试验阶段[35-37]。

EVNP在临床肾移植中的应用报道较少，但现有临床研究已表明供肾EVNP是安全可行且有益的，可使原本灌注不良的肾脏功能得到明显改善，与未接受EVNP的供肾相比，接受EVNP的供肾肾移植术后DGF的发生率明显降低[38-42]。

EVNP领域的先驱英国剑桥大学Hosgood和Nicholson[43]在2011年进行了第1例EVNP后肾移植，供肾为热缺血60 min的ECD肾脏，在被其他6个移植中心弃用后使用EVNP保存，灌注保存过程中供肾产生了50 mL尿液，移植术后受者每日尿量超过2 000 mL，术后近期移植肾功能缓慢恢复，移植肾至投稿日存活已超过10年；而对侧肾脏未经EVNP维护，移植术后DGF和急性排斥反应发生率及术后3个月血清肌酐水平均高于EVNP供肾[14,43]。在这之后，他们又收集了许多临床弃用肾脏进行EVNP研究，供肾常规灌注60 min。根据肾脏大体评估、灌注期间肾血流量和尿量等参数，他们开发了一套供肾评分系统（总分范围1～5分）：1～4分的供肾可用于移植，5 分的供肾风险非常高，不适合移植。他们将此评分系统应用于36个被弃用的供肾，评分为1～3分的供肾均进行了移植，术后DGF发生率为11%，远低于ECD或DCD供肾的DGF发生率（50%），术后1年时受者100%存活，移植肾存活率为97%（35/36），移植肾功能良好。提示通过EVNP及其评分系统可大大提高ECD或DCD供肾利用率，降低DGF的发生率，改善移植肾功能[44]。

2019年，国内中山大学附属第一医院何晓顺团队报道了利用EVNP系统进行第1例无缺血肾移植，用基于红细胞的灌注液灌注DBD供肾110 min，全程维持循环，术后移植肾功能即时恢复，无特殊并发症发生[45]。

2.2 EVNP对供肾保护的分子机制

关于EVNP对供肾保护的分子机制研究仍较少。Ferdinand等[46]使用从同一供者获得的匹配肾脏分别进行EVNP与SCS，随后行供肾全基因组分析，证实与SCS相比，EVNP期间促进能量产生的基因表达增加，同时免疫和炎症激活通路的基因（如氧化磷酸化相关基因）的表达也增加，而早期的促炎过程有助于调控肾脏以适应再灌注。Hameed等[39]对弃用的配对供肾分别进行1 h的EVNP和SCS，结果也表明EVNP可促进多个保护性应激和炎症通路的基因表达上调，同时促进细胞存活和增殖通路的基因上调。此外，EVNP还可使供肾的大量过客白细胞动员到循环灌注液中，这可能有助于减少移植后的正向免疫应答[39]。Brasile等[47]的研究也证明，24 h的EVNP可以促进肾脏功能的恢复及缺血性损伤后的修复过程。

2.3 灌注条件

为了在EVNP保存期间重建细胞代谢的完整性，需要为供肾提供最佳的营养和氧气供应，并支持其代谢功能。但目前进行EVNP研究的各个中心的灌注液方案及方法并无明确共识，还处于开创性的概念验证研究阶段。

EVNP灌注液通常包括供氧载体（通常是红细胞）、胶体、晶体、能量底物（糖类）、抗凝剂、甘露醇、地塞米松、碳酸氢钠、葡萄糖酸钙、多种维生素及抗生素等。

目前应用最多的供氧载体是去除白细胞、血小板和血浆的红细胞[43]。临床红细胞来源有限，即使有的中心使用供者血回收后浓缩的红细胞，但受损的红细胞在灌注系统中容易引起溶血或血栓形成。人工血红蛋白类氧载体（hemoglobin-based oxygen carrier，HBOC）有希望成为红细胞的替代品，在常温下具有与人类血红蛋白相似的携氧能力，更容易向组织中释放氧气。Aburawi等[48]通过对弃用的肾脏进行6 h EVNP，证明与含红细胞灌注液相比，使用含HBOC灌注液在血流动力学、耗氧量或终末组织三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）水平方面差异无统计学意义。也有研究表明只要灌注液氧分压保持在500 mmHg 以上，即使在常温下，短时的肾脏EVNP不需要额外的氧载体即能实现足够的组织氧合[49]。另外，许多学者也在不断研究使用具有携氧能力的无细胞灌注液的效果。Minor 等[50]报道使用稀释的STEEN液对ECD供肾进行2 h EVNP，充以100% 氧气，供肾移植后即时恢复功能，无并发症发生。

在EVNP过程中产生的尿液，通常被引流出循环并补充晶体溶液。而Weissenbacher等[37,40]发现将尿液再循环有助于维持稳定的灌注液量和供肾的电解质、酸碱及代谢平衡，并证明了EVNP持续 24 h的可行性，这为临床医师利用更长时间进行供肾评估及使用新药进行灌注修复提供了机会。

2.4 添加剂

供肾EVNP技术的发展也为进一步缓解供肾损伤、促进修复和再生的干预治疗提供了一个独特平台。药物可直接进入肾脏血管及组织内，避免了全身给药引起的并发症，这是目前ECD供肾研究的一大热点。

2.4.1 组织纤溶酶原激活剂+纤溶酶原 供肾长时间冷保存会导致纤维蛋白原在肾小管上皮积聚，再灌注后可触发红细胞聚集和微血栓形成。DiRito等[51]对弃用肾脏进行EVNP过程中加入组织纤溶酶原激活剂（tissue plasminogen activator，tPA）+纤溶酶原，结果显示tPA+纤溶酶原的联合应用可溶解微血栓，肾损伤标志物显著减少，供肾功能得以改善。

2.4.2 血液吸附剂 在EVNP过程中肾脏产生的炎症介质进入灌注回路会加剧无菌性炎症。此外，供肾组织内的大量过客白细胞会被动员到循环液中。而对灌注液的过滤或吸附可能会减轻肾脏的炎症激活。Ferdinand等[46]对弃用供肾行EVNP过程中，在灌注回路中添加小分子血液吸附剂，结果显示血液吸附剂对灌注参数无影响，但可显著降低循环中细胞因子含量，包括IL-1β、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、IL-6及IL-10等，同时减少了炎症小体相关基因[包括NOD样受体蛋白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相关基因表达。

2.4.3 纳米颗粒 聚合物纳米颗粒具有缓释特性，纳米颗粒装载药物后可作为药物在体内长时间起效的缓释储存库。在EVNP期间，没有机体吞噬细胞的影响和肝脾组织过滤，纳米颗粒在结合组织特异性抗体后可更高效地主动靶向于肾脏的特定组织，从而进行靶向性干预和治疗。肾血管内皮细胞是改善移植效果的潜在重要目标。Tietjen 等[52]将肾血管内皮细胞的标记分子CD31与纳米颗粒结合后，在EVNP过程中加入灌注液中，初步结果显示纳米颗粒与肾血管内皮细胞的靶向结合显著增强，证明了体外纳米药物治疗的潜力。

2.4.4 细胞疗法 MSC是一类具有自我更新和多向分化潜能的多能干细胞，可以迁移到器官中分化为相关的功能细胞。在功能上，MSC表现出免疫逃逸的特性，可分泌多种细胞因子和生长因子，伴随着高度的免疫调节、抗炎、抗凋亡、抗氧化和再生能力，具有减轻供肾IRI，治疗慢性排斥反应和纤维化的潜在能力[53]。在体时由于肝、脾的过滤作用，如何将MSC输送至靶器官成为限制MSC应用的主要障碍。而将MSC与机械灌注结合可使足量的MSC有效到达并定居于供肾的微循环区域，有利于MSC的存活和功能，从而将供肾保存从单纯保存转变为主动预处理和加速复苏。Brasile等[47]对5对弃用肾脏进行24 h EVNP，期间将MSC经肾动脉灌注，结果发现大部分MSC保留在局部微循环系统中。经MSC治疗后肾脏合成的炎症因子减少，同时观察到组织修复再生相关的现象。

多能成体祖细胞（multipotent adult progenitor cell，MAPC）是骨髓间充质来源的成体祖细胞，与MSC在功能及作用机制上非常相似。许多研究也验证了MAPC修复供肾炎症损伤和减轻排斥反应的效应。Thompson等[54]对5对供肾进行7 h EVNP过程中给予MAPC治疗，发现大多数 MAPC分布于肾小球和管周，经MAPC治疗的肾脏分泌更多尿液，彩色多普勒超声提示微循环改善，损伤相关标志物 NGAL和促炎因子IL-1β表达减少，而免疫抑制性细胞因子IL-10和吲哚胺 2,3-双加氧酶表达增加。

还有一些疗法虽然未直接在人肾EVNP中进行试验，但临床前研究已经显示有保护并改善供肾功能的潜力，如硫化氢、一氧化碳、细胞外囊泡、小干扰RNA及慢病毒载体等。

EVNP技术目前尚处于起步阶段，确切的益处及机制仍存在争议，未来需更多的临床对照研究和更长时间的观察及优化研究。相比于SCS与HMP，EVNP成本更高，操作更复杂，EVNP的失败会导致额外的热缺血时间。因此，尽管EVNP具有巨大的潜力，一系列开创性研究也表明EVNP在技术上安全可行，但探索建立最优化的方案是EVNP广泛临床应用的前提。

3 腹部区域机械灌注

ARP是指在确认供者循环停止后，利用ECMO，对腹部区域进行持续灌注，是一种在体动态保存技术。ARP适用于可控型DCD（controlled DCD，cDCD）和非可控型 DCD（uncontrolled DCD，uDCD），是扩大供者来源的重要途径，可最大限度减轻供肾热缺血损伤，且比EVNP更符合生理环境，有助于改善供肾质量，增加器官的利用率，还可用于供肾质量评估[55]。更重要的是通过ARP可将紧急获取手术变为择期手术，可对器官进一步评估、维护与修复，减少器官损伤和弃用，且可同时对腹腔多个器官灌注，更具经济效益[13]。根据灌注温度，可将ARP分为常温区域灌注（normothermic regional perfusion，NRP）和低温区域灌注（hypothermic regional perfusion，HRP）。HRP最先开展应用，但随着技术的发展，NRP更为国际认可，大多数文献也集中在 NRP上，相关研究也表明NRP临床应用有利于增加供者利用率，改善器官质量[56]。

NRP最早是在西班牙uDCD中进行的[57]。随着cDCD试点的推进，NRP的使用也逐渐扩大，目前在西班牙超过50% 的cDCD获取是通过使用 NRP 进行的[58-59]。但关于DCD，国际上有不同的法律框架和伦理要求，这也成为DCD和ARP发展的障碍，如有的国家只有cDCD或uDCD，允许实行NRP的DCD具体类型也有不同；心脏停搏后的无接触时间规定为5～30 min；能否进行死前干预（肝素化和股动静脉插管）和死后干预也存在差异[60]。

所有实施NRP的国家均是通过手术夹闭或使用主动脉球囊来阻断主动脉，以避免在确定循环死亡后发生自发性心脑活动恢复的可能，这已被证明是一种有效的方法，严格遵守心脏停搏后5 min间隔是进行NRP的前提，迄今ARP的使用也尚未发生自发性心脑活动恢复[61]。

NRP是在常温（35～37 ℃）条件下使用 ECMO设备用含氧血液对腹部区域进行持续灌注。NRP可为细胞稳态和组织修复过程提供充足的氧气和能量底物，减少了无氧代谢引起的活性氧等损伤因子产生。NRP充当了心脏停搏和器官获取之间的灌注桥梁，减轻了热缺血损伤，且允许在非缺血条件下更好地评估供肾质量[62]。NRP对DCD供者维护的优势，已促使很多国家（包括西班牙、法国、英国、俄罗斯、美国）将其作为DCD器官维护的一种策略。

3.1 可控型DCD

对cDCD供者来说，既往超快速获取一直是腹部器官获取的标准方法，但多项研究显示NRP应用可减少紧急情况，降低供肾弃用率，并减少移植术后DGF和PNF的发生[63-64]。最近Padilla等[59]进行了一项多中心回顾性研究，比较了2012年至2018年期间使用 NRP与超快速获取技术获取的cDCD肾脏，结果显示使用NRP后肾移植受者DGF 发生率更低，1年生存率更高，肾功能明显更好，但二者在PNF发生率和移植肾1年存活率上差异无统计学意义。提示与超快速获取相比，NRP 似乎可以改善cDCD肾移植的短期效果[59]。

Miñambres等[65]研究了37 例cDCD供肾行 NRP后的肾移植，并将其临床结果与 DBD 供肾肾移植进行比较，结果表明PNF、DGF发生率及移植肾1年存活率与后者差异均无统计学意义。

3.2 非可控型DCD

uDCD器官丢失率高，热缺血时间长，严重影响移植效果，很多中心都提倡对uDCD器官进行NRP，这可以增加器官来源，减少PNF的发生，明显优于超快速获取[66]。

Reznik等[67]的一项研究中，对22例uDCD供肾进行亚常温区域灌注（27～32 ℃），44例肾移植受者中无PNF发生；与DBD供肾肾移植受者相比，这些uDCD供肾肾移植受者虽然在移植术后DGF发生率高（36.9%比52.0%），但术后3个月内急性排斥反应发生率低（9.8%比4.6%），术后1年的移植肾功能及存活率差异无统计学意义。Molina等[68]对比分析单中心237例使用NRP维护的uDCD供肾肾移植受者与237例DBD供肾肾移植受者的10年存活情况，结果显示uDCD组较DBD组DGF发生率更高（73.4%比46.4%），但术后10年死亡删失的受者、移植肾存活率和移植肾功能差异均无统计学意义。在uDCD组中，供者年龄>50 岁与移植肾丢失相关，供者年龄增加对uDCD供肾肾移植术后结果有负面影响。

3.3 局限性

NRP的动物研究显示，在机器运行4 h后，循环稳态难以维持，炎症标志物单核细胞趋化蛋白（monocyte chemoattractant protein，MCP）-1、IL-1β增多，巨噬细胞浸润显著增加，血小板活化和血栓调节蛋白表达增多，这些都会对腹腔器官产生不利影响[66]。各中心根据经验，NRP的最长持续时间确定为240 min，但在有限时间内对受损器官的深入评估和修复潜力是有限的。NRP操作复杂，运行成本也较高，要求操作及维护的医师技术熟练且经验丰富。尽管与超快速获取相比，NRP可使器官器官利用率得以提高，但对移植效果的益处尚需更多研究来证实。

4 小结与展望

本文概述了针对公民逝世后器官捐献供肾（主要是DCD和ECD供肾）的不同灌注保存技术的临床应用和研究进展，目前各种技术都有优势和局限性。为了提高ECD供肾利用率，减少术后并发症，改善移植肾的功能及存活，移植科医师对肾脏灌注保存技术的要求逐渐提高。SCS 是一种经典的保存方法，但对供肾评估和改善的应用空间有限；HMP在DCD和ECD供肾中应用逐渐增多，可降低DGF的发生，但其最优方案及对肾移植术后的益处尚需更多临床试验验证；EVNP也是一种很有前途的保存新技术，目前临床应用尚较少，除了保存功能，其还具有评估功能、逆转IRI及作为治疗药物递送平台的作用，具有显著优势；NRP对DCD供者的器官保存有重要意义，目前临床应用的结果也令人鼓舞，但仍需更多临床试验验证。此外，各种保存方法的物流和成本也仍然是需要考虑的具有挑战性的因素。在未来，移植学者仍需要设计更多的临床对照试验来确定供肾的最佳保存方式，针对不同的供者类型，兼顾临床效果和治疗干预成本，个体化地选择不同的器官灌注保存方式。