乙型重型肝炎(肝衰竭)的人工肝治疗
李兰娟 章益民
人工器官的研制和广泛应用是20世纪医学领域中的一项重要进步。体外循环机、呼吸机的出现，使心胸外科出现了奇迹；而人工肾脏的应用(如血液透析)则给急、慢性肾衰竭的治疗带来了革命性的改变。同样，在乙型重型肝炎(肝衰竭)的治疗领域里也出现了人工肝(artificial liver)。
为什么要研究人工肝？重型肝炎可造成严重的生理紊乱和毒性物质积聚，进而影响肝细胞的功能及再生，互成恶性循环，最终导致肝衰竭，内科综合治疗病死率高达80%以上。我国是病毒性肝炎高发国家，每年死于病毒性肝炎特别是重型肝炎的患者多达数十万人。临床工作者必须将思维跳出内科综合治疗的范畴，在人工器官领域研究适合乙型重型肝炎(肝衰竭)治疗的人工肝。
什么是人工肝？人工肝是借助非生物型或生物型的体外循环装置，清除乙型重型肝炎(肝衰竭)时产生的毒素，暂时替代肝脏的部分功能，促使肝细胞再生，最终使自体肝脏功能得以恢复或等待进行肝移植的人工器官。由于肝脏功能复杂，到目前为止，人工肝还没有完全成功的定型装置，目前的人工肝多数只能取代肝脏的部分功能，因此又被称为人工肝脏支持系统(artificial liver support system，ALSS)，简称人工肝。
早在20世纪50年代，人们就开始了人工肝的研究。1950年，Merrill首先用血液透析治疗肝衰竭患者。1956年，Sorrention证明了新鲜肝组织匀浆的解毒能力，首次提出了人工肝的概念。1958年10月，Kimoto首次应用人工肝模型成功地抢救了一例肝硬化合并肝性脑病患者。这种人工肝由四只并联的交叉血透器与四只狗的肝循环相连，并配有四台用于吸收氨和纠正酸碱平衡的离子交换仪，以使增高的血氨和血清胆红素水平降低，恢复患者神志，但这种方法比较烦琐。早期的人工肝临床治疗仅有个例报道，未形成系统、规模的应用，且由于早期管道、材料的生物相容性问题，副作用较大，未能广泛推广应用。随着血液净化技术的发展，针对我国乙型肝炎高发、乙型重型肝炎(肝衰竭)高病死率的特点，国内从20世纪80年代以来，将血液透析、血液滤过、血液/血浆灌流、血浆置换、活性炭灌注等多种人工肝治疗方法用于治疗重型肝炎发生肝衰竭患者，形成独特有效的人工肝脏支持系统。以后10余年，非生物型人工肝持续深入地被研究，同时，随着肝细胞分离和培养技术的日趋成熟，培养的肝细胞被引入人工肝，兴起了生物型人工肝研究的热潮，人们围绕着肝细胞的长期培养、功能维持，生物反应器的设计，肝细胞的冻存等进行了大量的研究。
人工肝的分型见表10-3。
表10-3人工肝的分型分型
一、人工肝治疗乙型重型肝炎(肝衰竭)的机制
1.肝脏功能
肝脏拥有600多种酶，因此肝脏功能是极其复杂的，被喻为人体化工厂。总体而言，肝脏具有以下几个方面的基本功能：①有机物质的代谢功能，通常指糖类、蛋白质、脂肪的代谢，以提供营养物质；②生物合成功能，主要合成各种大分子物质，如白蛋白、各种凝血因子、纤维连接蛋白等；③生物转化功能，通过氧化反应、结合反应，将一些内源性物质如氨、胆红素、激素递质及外源性的药物、毒物进行生物转化，达到灭活、有利于排泄的目的；④排泌功能，如结合胆红素、排泌各种胆汁酸盐等；⑤免疫与体液调节功能，如清除各种细菌、内毒素，以及合成/灭活细胞因子等。
2.肝脏功能受损的后果
临床常见各种原因如肝炎病毒、药物、毒物等引起的乙型重型肝炎(肝衰竭)，其结果是肝脏合成、代谢、解毒等诸多基本功能丧失，免疫功能下降；白蛋白、凝血因子等有益物质严重缺乏；有毒代谢产物大量积聚；水、电解质紊乱和酸碱失衡。通常，内科保守治疗难以清除体内大量的有毒代谢产物，不能大量补充白蛋白、凝血因子、调理素等，因而难以有效地促进肝细胞再生，患者最终因肝性脑病、感染、肝肾综合征等并发症而死亡。
3.人工肝的功能
目前，临床应用非生物型人工肝的血液透析、血液滤过、血液/血浆灌流、血浆置换，尤其是血浆置换，在清除乙型重型肝炎患者体内的有毒代谢产物、内毒素，纠正氨基酸代谢异常等方面有显著的疗效。肝细胞有强大的再生能力，人工肝通过支持给患者创造一个良好的内环境，阻断病毒、胆红素、毒素的作用，暂时替代肝脏的部分解毒、合成蛋白质和代谢功能，为肝细胞再生争取时间和创造条件，使患者能度过危险的肝衰竭难关而获得生存。生物型人工肝及混合型人工肝在动物实验中取得了较好的疗效，与非生物型人工肝相比，其优势在于完善的合成和解毒功能。
二、人工肝治疗乙型重型肝炎(肝衰竭)的适应证和禁忌证
生物型、混合型人工肝尚在研制过程中，现今应用于乙型重型肝炎(肝衰竭)临床治疗的是非生物型人工肝，下文仅讨论非生物型人工肝治疗乙型重型肝炎(肝衰竭)的适应证和禁忌证。中华医学会感染病学分会肝衰竭与人工肝学组在2002年制订了《非生物型人工肝支持系统操作规范和管理制度》，对我国开展非生物型人工肝起到了重要的作用，并于2016年在2002年版和2009年版指南的基础上，制订了《非生物型人工肝治疗肝衰竭指南(2016年版)》，将该指南应用于乙型重型肝炎(肝衰竭)的治疗，可得出下列非生物型人工肝的适应证和禁忌证。
(一)非生物型人工肝的适应证
(1)各种原因引起的肝衰竭前、早、中期，PTA介于20％～40％的(应该用INR)患者；晚期肝衰竭患者也可进行治疗，但并发症多见，治疗风险大，临床医师应权衡利弊，慎重进行治疗，同时积极寻求肝移植机会。
(2)终末期肝病肝移植术前等待肝源、肝移植术后出现排斥反应、移植肝无功能期的患者。
(3)严重胆汁淤积性肝病，经内科治疗效果欠佳者；各种原因引起的严重高胆红素血症者。
(二)非生物型人工肝相对禁忌证
(1)伴有严重活动性出血或弥散性血管内凝血者。
(2)对治疗过程中所用血液制品或药品(如肝素和鱼精蛋白等)严重过敏者。
(3)循环功能衰竭者。
(4)心肌梗死、脑梗死非稳定期者。
(5)妊娠晚期。
三、人工肝治疗乙型重型肝炎(肝衰竭)的应用
1.血浆置换
血浆置换(plasma exchange，PE)可将患者含有致病物质的血浆分离出来，弃去异常血浆或血浆中的病理成分，而将血细胞、其他保留成分及与废弃血浆等量的置换液一起回输体内，以达到治疗的目的。
1)原理
血浆置换的基本原理是通过有效的分离与置换方法选择性地从循环血液中除去病理血浆或血浆中的某些致病物质。临床上许多难治性重症的致病物质，如自身抗体、致病抗原、免疫复合物、与血浆蛋白结合的某些毒素或过量药物、高胆红素等，用通常的血液透析疗法不能清除，而血浆置换能有效和迅速地去除这些致病物质，特别是药物治疗不能奏效和不能自己排出的致病物质。
血浆分离器具有无数小的膜孔，将血液分离成能透过膜孔的物质(血浆成分)和不能透过膜孔的物质(血细胞成分)。溶于血浆中的各种成分，如激素、电解质、糖、维生素、蛋白质、免疫复合物等，均能透过膜孔被分离出来，而红细胞和血小板等血细胞成分不能透过膜孔。血浆置换可通过降低血浆炎性介质(如补体产物、TNF-α、内毒素、IL-6、纤维蛋白原等)浓度来改善病情。
2)分类
血浆置换包括两个过程，血浆分离和补充置换液。
3)血浆分离
血浆分离的方式分为非选择性血浆分离法和选择性血浆分离法。
(1)非选择性血浆分离法：包括离心式血浆分离法和膜式血浆分离法。①离心式血浆分离法：分为间断离心分离及连续离心分离。血液经离心分离出血浆，细胞成分及补充的置换液回输体内。目前，离心式血浆分离法除分离血浆治疗某些疾病外，更多是用于为临床提供血液成分。②膜式血浆分离法：目前已生产出各种类型血浆分离器。血浆分离器的膜是用高分子聚合物制成的空心纤维膜。空心纤维膜直径为270～370μm，膜厚度为50μm，孔径为0.2～0.6μm，纤维长度为13.5～26 cm。高分子聚合物性质稳定，生物相容性好，通透性高。影响膜式血浆分离速度的因素如下：a.膜面积越大，分离血浆速度越快，临床通常用膜面积为0.5m2的分离器，分离速度为1.0～1.5L/h；b.膜的特性，如膜的孔径大小、稠密度和形状，孔径均匀度，膜的理化性质等；c.血浆中溶质的分子大小、立体构造、电荷等以及血细胞比容，血及血浆黏度，血小板数，血浆蛋白成分；d.滤过压、跨膜压升高时，在一定范围内分离速度呈直线上升，超过一定限度，由于细胞成分阻塞膜孔，分离速度就不再加快，反而急剧下降；e.血流量越大，分离速度越快；f.滤过时间，随着时间延长，膜的血浆滤过速度降低；g.血细胞比容越大，分离速度越慢；h.接近空心纤维膜滤过器出口处，蛋白质浓度和血细胞比容均升高，故分离速度显著下降。
(2)选择性血浆分离法：非选择性血浆分离法可无选择性地除去所有的血浆成分，需要补充大量的置换液，很不经济，也不利于患者生理状态的维持。为了克服以上缺点，人们创造了选择性除去病理性血浆成分的方法，称为选择性血浆分离法或血浆成分分离法，此种方法可将患者自己的白蛋白回输体内，减少了置换液用量，节省了大量费用，并可维持患者内环境的稳定。
应用于乙型重型肝炎(肝衰竭)治疗的血浆成分分离法为二次滤过法(double filtration plasmapheresis，DFPP)：第一次滤过时应用上述非选择性膜式血浆分离器分离血浆和血细胞，然后将血浆通过第二次滤过器(称血浆成分分离器)。血浆成分分离器膜孔径比非选择性血浆分离器小，一般为0.08～0.2μm，使高分子免疫球蛋白被选择性除去，以白蛋白为主体的健康成分与细胞一同回输体内。一般情况下，二次滤过法每次用500mL的5%白蛋白林格混合液即可。
一般的病理性物质是高分子物质，多数致病性自身抗体和循环免疫复合物相对分子质量大于100000(如IgG)，有些达到900000(如IgM)，血清白蛋白的相对分子质量为69000。病理性物质的相对分子质量越大，清除时选择性越好，清除越充分，白蛋白也能充分回收。有些血清异常成分如骨髓瘤患者血清中异常增多的轻链与白蛋白的相对分子质量接近，则很难充分除去。若需要除去的病理性物质增多，那么白蛋白的损失也增加。最理想的膜应能把病理性物质和白蛋白完全分开。随着新型膜技术的发展，现已实现应用单根柱子达到选择性血浆置换的效果。
4)补充置换液
(1)置换液必须具备的条件如下：①能通过血管进行大量输入和反复使用；②适当的电解质浓度，以维持水、电解质平衡；③能保持血浆胶体渗透压稳定，即血浆蛋白浓度应正常或接近正常；④对组织、器官无损害，如对免疫系统、血液系统等无影响，以及无感染危险；⑤无炎性介质，不引起过敏反应。
(2)置换液的种类和组成。血浆置换需丢弃大量血浆，因此需要大量的置换液进行补充。由于血浆获取困难且价格较高，人们找到了许多种置换液，常用的有以下几种：①新鲜冰冻血浆(FFP)，新鲜血浆分离后，在-20℃以下冻结，含有所有的血浆蛋白，包括凝血因子和补体，在37 ℃水浴中解冻后使用。因FFP含有枸橼酸盐，大量迅速输入可能会导致枸橼酸中毒和低钙血症；②人血白蛋白溶液，20mL的25%白蛋白溶液在维持机体内胶体渗透压方面，约相当于100mL血浆或200mL全血的作用。临床上使用的精制20%人血白蛋白制品，使用时用电解质溶液稀释成4%～5%的白蛋白溶液。优点是过敏反应少，传播病毒性肝炎的概率低，但不含凝血因子、免疫球蛋白、补体成分；③血浆代用品，包括盐类、多糖类、蛋白质等物质的水溶液，一般要求有一定的胶体渗透压，可在短时间内保持血管内血容量，不致迅速排泄，但以溶质不会持久蓄积于体内为佳，同时要求无抗原性且不引起其他不良反应。临床上主要使用的有中分子右旋糖酐、低分子右旋糖酐、羟乙基淀粉(HES)，三者均为多糖，能快速有效地扩张和维持血容量。一般一次用量为500mL；④晶体液主要有生理盐水、葡萄糖生理盐水、林格液，用于补充血浆中各种电解质。晶体液中不含蛋白质，不能维持有效的胶体渗透压，在血管内保持时间较短。
(3)置换液的选择。置换液的选择要根据不同疾病、不同个体的特点而定。基本原则如下：缺什么，补什么；补足所需量；针对各种置换液的优缺点，互相弥补。对于乙型重型肝炎(肝衰竭)患者，最好给予新鲜血浆或新鲜冰冻血浆。这种置换液含有各种凝血因子、补体和免疫球蛋白。大量输入新鲜血浆或新鲜冰冻血浆，可引起枸橼酸中毒。为预防枸橼酸中毒，可在血浆置换后给予适量10%葡萄糖酸钙溶液。
(4)血浆置换量和频率。目前没有标准化的置换量，文献报道不一致。理想的置换量较难精确确定。置换量的多少直接影响疗效。清除量过多会浪费大量置换液，增加治疗费用；清除量过少，则疗效不显著。不同个体、不同病情的适宜血浆置换量有较大的差异。相关文献报道，一次血浆置换量为2～4L，每周换2～3次，也有达10余次者。近年来国内外文献报道很不一致，有人认为置换量不需太大，次数也不必太多。血浆置换量的确定受以下几个方面的影响：①个体血浆量的差异：同样体积的血浆置换量不仅对不同体重的人，而且对不同程度贫血的人意义均不相同。因此，在考虑一次血浆置换量时，必须以体重计算出全身血容量，再根据血细胞比容计算出全身(血管内)血浆量。可用以下公式计算：全身血浆量=体重(kg)×67.8(男)或62.3(女)×(100-血细胞比容)。②置换效率估计：血浆交换时，只有首次换出的血浆混有极少量置换液，以后置换出的血浆中含有越来越多的置换液，而固有的血浆越来越少。换言之，血浆交换的效率一次比一次低。如果一个患者的血浆量是2000mL，每一次循环换出血浆200mL，则第1次循环换出的血浆为所有血浆的10%，但至第10次循环换出的固有血浆不是100%，而是65.2%，到第15次循环是79%。可见在一次血浆交换治疗中，循环次数过多，效率越来越低，得益不成正比。③置换后血管内、外蛋白质分布：每次血浆交换后，未置换的蛋白质浓度重新升高，通过两个途径，即从血管外返回血管内再分布，再合成。血浆交换后血管内和血管外之间的蛋白质浓度达到平衡需1～2天。血管内蛋白质浓度再升高还取决于血管内、外蛋白质占全身蛋白质总量的比例。因此需要置换的蛋白质的分布情况会影响血浆置换的疗效。
置换频率要根据基础疾病和临床反应来决定。如肝衰竭患者一次置换3～5L，连日进行直至意识好转；慢性重型肝炎患者可每2～3天治疗一次；急性中毒患者的置换频率应以毒物完全清除到体外为准，在达到安全浓度以下之前，连日进行较为理想；家族性高胆固醇血症患者每次2～3L，间隔2～3周或更长时间。血浆置换的临床效果也是决定治疗次数的一个依据。血浆中与发病机制直接有关的成分如能准确测定，就能根据其减少的程度来确定以后的治疗方案。但发病因素不明确或因素复杂时，不能准确测定。在这种情况下，只能以临床改善的情况决定治疗是否继续。
5)临床应用
血浆置换在日本主要用于治疗暴发性肝炎和手术后FHF患者。血浆置换的疗效各家报道不一致，有学者总结了血浆置换治疗的117例FHF患者，其苏醒率为36%，生存率为24%。有报道称，Okayama大学医学部第一内科1987—1993年采用血浆置换治疗急性肝衰竭和亚急性肝衰竭患者22例，存活5例。有报道称用醋酸纤维素分离器，对10例FHF患者(1例Ⅲ期昏迷，9例Ⅳ期昏迷)和10例慢性肝功能不全急性发作的昏迷患者(1例Ⅱ期昏迷，6例Ⅲ期昏迷，3例Ⅳ期昏迷)进行血浆分离、血浆置换治疗，使患者的血液以60～100mL/min流速进入血浆分离器，弃去滤出的血浆，然后把补充的新鲜血浆或新鲜冰冻血浆同患者的血细胞输回体内，每次血浆置换量为4.8L。10例FHF患者经此治疗后5例痊愈出院，10例慢性肝功能不全急性发作的昏迷患者意识全部恢复。有学者用离心式血浆分离器，对6例肝性脑病患者进行血浆分离、血浆置换治疗，清醒率为60％，有2例痊愈。上述文献普遍认为血浆置换对肝衰竭患者具有改善肝功能、凝血功能障碍，降低游离脂肪酸、血氨水平，调整支链氨基酸和芳香族氨基酸比例的作用。与此同时，加强肝衰竭患者的对症治疗和护肝措施，可使肝细胞在新的条件下再生，从而有利于维持肝脏功能，提高肝衰竭患者的生存率。但由于这些研究在病例选择、治疗方式及治疗时间等方面未统一标准，也无严格的随机对照，故不能据此对血浆置换疗法做出确切评价。Kondrup等从理论推算得知，FHF患者的毒性物质弥散在包括血浆的大量细胞外液(相当于体重的20%)中，如果每次置换相当于细胞外液总量的血浆，连续治疗3天，可使毒性物质水平降为治疗前的18%。实际应用该法治疗11例Ⅲ/Ⅳ期肝性脑病的FHF患者，6例对乙酰氨基酚中毒者有5例存活，2例非甲型非乙型肝炎、1例乙型肝炎、1例氟烷中毒及1例戒酒硫中毒患者死亡。所有死亡患者治疗期间血压保持稳定，其中4例意识改善，2例曾完全苏醒。以上结果表明，大量血浆置换至少对对乙酰氨基酚中毒者的疗效优于常规血浆置换治疗。所有报道均显示其生化指标明显改善，血中毒性物质浓度显著降低，而凝血因子、白蛋白等生物活性物质浓度明显升高。但对生化指标的意义评价却不一致，Kondrup等发现存活者治疗前血清总胆红素水平为(152±50)μmol/L，而死亡者为(490±95)μmol/L，两者存在显著差异；大量血浆置换后血清总胆红素水平下降为治疗前的50%～60%，与理论推算相近，故血清总胆红素水平可作为血浆置换解毒功能的指标；半乳糖清除能力反映残存肝的再生能力，血浆置换前后该指标并无显著差异，表明治疗后内环境改善，而肝再生能力并未立即增强，但存活者治疗前该指标显著高于非存活者，提示可将其作为选择病例的指标。Agish等的研究发现血清总胆红素、转氨酶及血氨水平等指标在存活者与死亡者之间并无显著差异，而凝血因子水平既是预后的指标也是停止治疗的指征，如果经过最初几次治疗后凝血因子恢复正常，则患者预后较好；反之，则预后不佳，应改用其他疗法。
2.血液透析
血液透析(hemodialysis，HD)应用于临床已有近50年的历史，目前仍是血液净化疗法中使用最多、最广泛的一种方法，近年来已扩大应用于治疗肝衰竭患者尤其是肝肾综合征患者，并取得了明显的疗效。
1)原理
血液透析的原理是根据Gibbs-Donnan膜平衡原理，半透膜两侧溶液的溶质和水(溶剂)按浓度梯度和渗透梯度做跨膜移动，从而达到动态平衡。将患者血液和透析液同时引入透析器内，分别流经透析膜两侧时，两侧可通过透析膜的溶质和水做跨膜移动，进行物质交换。血液中积累的尿素、肌酐、胍类、中分子物质、酸根和过多的电解质等代谢产物从透析液中排出。而透析液中的碳酸氢根、醋酸盐、葡萄糖、电解质等机体所需物质被补充到血液中，从而达到清除体内多余的代谢产物，以及纠正水、电解质紊乱和酸碱失衡的目的。
在透析过程中，溶质和水的转运主要是通过弥散和超滤两种机制完成的。
(1)弥散：透析过程中溶质转运的基础是弥散。弥散是溶质由高浓度溶液向低浓度溶液被动转运的过程。溶质运动的能源来自其本身的分子运动。溶液A(A液)中的溶质分子向四周运动，不时与透析膜碰撞。若溶质分子恰好碰到足够大的膜孔，该分子通过半透膜进入溶液B(B液)。同样，B液中的小分子溶质反方向通过半透膜进入A液。
(2)超滤：液体在一定压力梯度作用下，通过半透膜的转运称为超滤。临床血液透析中，超滤是指水分由血液向透析液转运的过程。单位时间内从血液中超滤的液体的量称为超滤率，简称QF，单位是mL/h。超滤是血液透析的重要作用之一，可以有效地清除透析间歇期体内潴留的液体，维持患者的标准体重，达到理想的透析效果。
超滤的主要动力是透析膜两侧液体压力差，即水压超滤(hydraulic ultrafiltration)。透析器内血液间隙与透析液间隙的液体平均压力之差称为跨膜压(transmembrane pressure，TMP)。
2)临床应用
血液透析能够清除大量的氨，因此有明显高氨血症的患者，如侧支循环显著的肝硬化患者摄入高蛋白饮食或者由食管和胃底静脉曲张破裂出血等诱发肝性脑病的患者，在血液透析后神志状态有时获得改善，但在暴发性肝炎进入肝性脑病期的患者，血液透析并无明显效果。血液透析是通过半透膜把血液与透析液隔开，中、小分子物质借助浓度梯度在半透膜两侧弥散，从而达到清除血液中毒性物质的目的。决定膜性能的重要因素是膜孔的孔径，标准透析膜只能清除相对分子质量在300以下的物质。故某些引起肝性脑病的毒性物质，经一般透析膜不能透析到体外，可采用聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)膜来进行血液透析。这种膜能透析相对分子质量在15000以内的物质，包括氨、游离脂肪酸，且对芳香族氨基酸的清除能力优于活性炭血液灌流，已试用于治疗肝性脑病。采用PAN膜血液透析治疗暴发性肝衰竭并Ⅳ期肝性脑病患者，首先由Opolon(1957年)报道，他应用PAN膜透析器治疗24例暴发性肝衰竭并Ⅳ期肝性脑病患者，多数患者神志改善，13例完全清醒，但生存率只有22%，其结果说明其和一般综合治疗的效果比较，可使患者神志状态明显改善，但对提高生存率未见确切效果。
1978年，Nusinovici用PAN膜血液透析治疗了37例暴发性肝衰竭患者(Ⅳ期肝性脑病35例，Ⅲ期肝性脑病2例)，连续进行脑电图监测，55次中有29次明显改善，神志恢复16例(43.2％)，存活8例(21.6％)，神志一度恢复，但最后死亡的8例中3例与并发症有关，5例与肝细胞不能再生有关。Denisi报道了用PAN膜血液透析治疗41例暴发性肝衰竭患者，神志完全恢复17例，部分恢复7例。PAN膜血液透析对血浆和脑氨基酸水平影响的研究中，Opolon发现缺血性肝性脑病患者大脑内酪氨酸水平增高，下丘脑、脑桥中羟苯乙醇胺增多，大脑皮质、中脑、下丘脑、脑桥及纹状体中去甲肾上腺素及多巴胺减少，5-羟色胺增加，使用PAN膜血液透析后，这些指标恢复正常，血浆和脑脊液中支链氨基酸与芳香族氨基酸的比例异常得到纠正。
关于PAN膜治疗肝衰竭效果的评价，目前认为它能明显地提高Ⅳ期肝性脑病患者的神志恢复率，但对长期生存率影响不大。动物实验发现，PAN膜血液透析后血清假性神经递质的水平显著低于铜氨膜血液透析后，氨相对分子质量较小，两种透析后无差异。该实验表明，PAN膜清除中、大分子的假性神经递质效果优于低通透性的铜氨膜。脑水肿时需反复使用甘露醇，若患者处于少尿期，用PAN膜血液透析效果更好。PAN膜血液透析治疗肝衰竭较活性炭血液灌流有其独特的优势，如PAN膜的血液相容性好，不引起血小板和白细胞凝聚的破坏，无严重的低血压反应，患者的耐受性较好。此外，血液透析还能纠正肝衰竭中常见的水、电解质紊乱和酸碱失衡，在治疗并发肾衰竭时更为合适，但单纯透析因为弥散机制，即使用高通透性的膜，溶质的传送也只能限制在相对分子质量在15000以下的溶质，且亲脂性或与蛋白质结合的物质不能透过，这使疗效受到影响。膜通透性不仅取决于膜孔的孔径，还与膜内所含液体的性质、膜本身的化学性质、膜对颗粒的吸附性以及所带电荷性质等因素有关。最近有研究者研制出亲脂性膜和脂溶性透析液，这种方法有助于亲脂性物质的清除，目前医院多应用醋酸纤维素膜透析器。
早年研究表明，肝肾综合征(hepatorenal syndrome，HRS)透析治疗效果不佳。但近来，Kaplan等认为，既往文献多是针对慢性终末期肝病(chronic end-stage liver disease)患者，透析效果确实不佳；而急性肝肾综合征患者肾衰竭尚属可逆时，透析治疗可取得较满意的效果。随着原位肝移植技术的成熟和发展，一些等待肝移植的慢性终末期肝病患者也通过透析治疗改善肾功能，保证容量平衡，预防急性肺水肿等致命性并发症，且为输注碳酸氢钠、血液制品等提供了余地。
现已证实肝衰竭时存在氨基酸及糖代谢紊乱，会导致肝性脑病和低血糖的发生，Knell等在透析液中加入与血浆等浓度的氨基酸、葡萄糖及电解质，以纠正肝衰竭患者的代谢失衡状态，采用该法治疗9例肝衰竭患者，其中3例存活。
由于肝衰竭患者体内积累的毒性代谢产物包括胆红素、氨等亲水性的物质和脂肪酸、硫醇、酚等亲脂性物质，传统的亲水性透析膜比较容易去除前一类物质，而对后一类物质的透析效果不佳。为此，Konstantin等开发了一种亲脂性高流量聚砜膜透析器，将其与一种新型的亲水性液相膜透析器串联起来，构成一种透析型的人工肝装置，体外试验和动物体内实验均表明该装置能迅速除去亲脂性及亲水性的肝衰竭毒性产物。动物体内实验还显示了该装置的选择性透析功能，即不改变体内去甲肾上腺素、多巴胺、醛固酮及甲状腺素等激素的正常水平。
3.血液滤过
血液滤过(hemofiltration，HF)是在超滤技术的基础上发展起来的。早在1907年，Bechhold就提出了模仿人体肾脏功能，利用滤过方法清除人体内过量的水分和溶质的设想。1947年，Malinow等首次运用人工肾进行超滤实验。1967年，Hendson等报道了应用多种渗透膜清除过多液体，并同时补充置换液的滤过技术，从而发展成为一种新的血液净化方法——血液滤过。1973年，血液滤过正式应用于临床，成为血液净化的一种重要手段。20世纪80年代以来，血液滤过已日趋普及。
1)原理
血液滤过是血液净化治疗的一种新技术，它模仿肾小球滤过功能的原理，以对流方式清除血液中的过量水分和有毒物质，与血液透析相比，后者是根据透析膜两侧的溶质浓度差与渗透压差所产生的弥散作用进行溶质交换的。实践证明，前者具有治疗期间心血管的状态稳定、滤过膜的生物相容性好、中分子物质的清除率高等诸多优点。血液滤过即血液通过一个高通透性膜制成的滤过器，并由负压泵造成一定的跨膜压，以对流的方式滤过血液中的水分和溶质，同时补充等量的与血液电解质浓度相同的替代液。血液滤过膜通常是用高分子聚合材料制成的非对称性膜，其非对称性膜的一面为100～300μm厚的疏松结构，用以支持滤过膜承受高的跨膜压，另一面是厚度小于1μm的选择层，此为真正的滤过膜，其孔径可根据需要确定，大小一致、分布均匀，故血液滤过时溶质的清除率与其相对分子质量大小无关，凡能通过滤过膜者，无论其大小均以同样速度被滤过。
血液滤过(简称血滤，HF)与血液透析(简称血透，HD)的主要区别如下：血滤通过对流作用清除溶质，而血透通过弥散作用清除溶质。血滤的清除率与超滤量和筛滤系数(sieve filtration coefficient)有关，而与相对分子质量大小无关，不同相对分子质量的物质的清除率基本相似。血透的清除率则与相对分子质量成反比，而与任何膜的筛滤系数无关。
血滤的主要优点是对中分子(相对分子质量为1000～5000)毒性物质的清除率较高。血滤清除中分子(相对分子质量为1000～5000)毒性物质的能力是血透的2倍，而对小分子物质(如K+、BUN、Cr等)的清除率还不到血透的1/2。血透清除小分子物质较快，而清除中分子物质不如血滤有效。血透和血滤的清除率比较如表10-4所示。
表10-4血透和血滤的清除率比较 单位：mL/min
2)临床应用
血滤可采用孔径较大的膜，以液体静压力差作为跨膜压，使血液中的毒性物质经膜滤过而除去，它对中分子物质的清除更为有效。Opolon等在患者肝性脑病早期即开始进行血滤，直至清醒，结果10例有5例存活。血滤与血透相结合可取得更好效果。
与血透相比，血液透析滤过(HDF)对小分子物质的清除率虽低于血透，但对中分子溶质的清除率则明显高于血透。既往报道聚丙烯腈膜HDF疗法生存率为21.5%，另一报道为33.0%。Yoshiba等应用HDF治疗FHF 13例，其中11例存活(84.6%)；治疗亚急性FHF 13例，存活7例(53.8%)；治疗迟发性肝衰竭6例，3例存活(50.0%)。尽管各家报道HDF具有一定疗效，但由于没有严格大规模临床对照研究，尚难得出确切结论，目前HDF很少单独应用，多与其他类型人工肝组成联合装置。
CRRT使用高通透性的透析器，能持续、缓慢地清除中分子物质，同时能改善患者的神志情况、降低颅内压。中分子毒性物质与肝性脑病的发生密切相关，Matsubara等用HPLC方法研究发现，持续性静脉-静脉血液滤过(CVVH)每小时置换液量为500～600mL时能清除中分子毒性物质，并使16例患者中的8例神志情况得到改善。
Davenport等发现，由血泵驱动的血滤(machine-drivenhemofiltration，MHF)治疗方式能增大置换液量(每3～4h置换17 L)，暴发性肝衰竭(FHF)患者颅内压(ICP)明显升高，而CAVH(无血泵)每小时置换液量为1 L时却无此现象，推测高效血滤对血渗透压的影响大，使ICP升高。随后该作者将肝性脑病Ⅳ期和肾衰竭的患者随机分为MHF和CAVH两组，结果发现MHF组ICP增高，CAVH组ICP逐步下降，但ICP与渗透压并不完全一致，第一个小时两组的生化参数几乎无差异。进一步研究发现，MHF治疗后平均动脉压显著下降，这使脑灌注压降低的可能性更大。
CRRT能精确地控制容量、电解质和酸碱平衡，同时清除大量的细胞因子，有助于全身炎症反应综合征的治疗。Bellomo等在肝移植术中行CVVH，1h内安全输入2.2 L全血、2.0 L血小板和5 L生理盐水。10例患者在肝-肾联合移植术中行持续性静脉-静脉血液透析(CVVHD)治疗，圆满地实现了液体平衡(人均输入3.6 L含细胞成分的胶体和7.0 L血浆)。CVVH和CVVHD还成功救治了55例FHF和原位肝移植术后的容量超负荷患者，这些患者多合并急性肾小管坏死(ATN)、肝肾综合征(HRS)和败血症或感染性休克。1例3岁半男性患儿，在其移植肝切除、门体分流的手术中，CVVHD保持了液体、代谢平衡和循环状态的稳定，该患儿66h处于无肝状态，直至再次肝移植成功。
随着生物医学工程学的发展，具有高效、良好生物相容性的新型膜材料不断出现，采用三醋酸纤维素膜及聚甲基丙烯酸甲酯膜(polymethyl methacrylate，PMMA)制成的空心纤维膜血液透析滤过器，其效率为聚丙烯腈膜的3倍，将血浆置换与这类高效率膜HDF联合治疗27例FHF患者，25例(92.6%)意识恢复，15例(55.6%)存活，人均治疗时间为19.3天，未出现明显副作用。
4.血液灌流和血浆灌流
过去的20年里，在血液净化疗法中，除了各种血液滤过技术的发展外，人们还尝试了应用各种吸附材料进行血液净化的方法，即血液灌流(hemoperfusion)技术。
血液灌流，就是使患者的动脉血液流经体外一内含特制活性炭或树脂颗粒的筒形灌流器，靠吸附作用清除血液中的毒性物质或药物，灌流后的血液再经导管从静脉返回体内。后来由于灌流材料对血液有形成分的破坏，进而发展为分离后的血浆再经过灌流器，称为血浆灌流(plasma perfusion)。
血浆灌流是将第一次滤过的血浆通过吸附装置，将病理性蛋白质吸附除去，经过吸附的血浆重新输回体内。该方法只清除致病因子，没有弃掉血浆，因而不需要补充置换液，且可针对疾病来选择相应吸附器，但相关吸附柱费用昂贵。目前已有几种吸附柱用于特异性吸附，其中胆红素吸附器可用来治疗重型肝炎、手术后高胆红素血症、原发性胆汁性肝硬化；无敷层活性炭吸附器治疗肝性脑病和药物中毒；活性炭灌流柱主要用于乙型重型肝炎(肝衰竭)合并肝性脑病患者。
早期Yatzidis就报道过应用未经膜包裹的活性炭直接进行体外血液灌流治疗急性药物中毒和尿毒症的方法。但这种方法可造成严重的血小板破坏及粉末栓塞，延缓了该方法的临床应用。1969年，华裔科学家张明瑞教授提出用超薄半透膜白蛋白硝酸纤维素膜包裹活性炭，形成微囊炭系统，并于1975年将该系统应用于临床，治疗急性药物中毒及尿毒症，并取得了满意的结果。这种系统具有良好的生物相容性，其包膜对中、小分子物质的通透性比标准血液透析膜高出400倍，而大分子物质如蛋白质、血小板、白细胞等则不能透过。目前，血液灌流技术主要用于治疗某些急性药物或毒物中毒。另外，血液灌流还可与其他净化手段联合，用于治疗肝、肾功能不全。
1)原理
血液灌流的确切含义是血液吸附，即溶解在血液中的物质被吸附到具有丰富比表面积的固形物质上，从而达到清除血液中毒性物质的目的。
(1)血液灌流吸附剂的一般特征及必备条件。
吸附是溶质在液体与固体或气体与固体两相的交界面上集中浓缩的现象。吸附过程发生在固体表面。血液灌流吸附剂是一些多孔性固体物质，其表面布满许多吸附位点。吸附剂的比表面积越大，吸附位点越多，吸附能力就越强。目前所使用的血液灌流吸附剂都具有很大的比表面积，巨大的比表面积提供了大量的吸附位点。一般血液灌流吸附剂必须具备的条件如下：①应具有较快的吸附速度和较高的吸附容量；②对人体无毒，无过敏反应，不破坏血液正常成分和电解质平衡；③有良好的机械性能，无颗粒脱落，表面构成稳定；④与血液的生物相容性好。
(2)血液灌流吸附剂的种类。
①活性炭。活性炭是一种多孔性、大比表面积、颗粒型无机吸附剂。由柚棕炭、石油炭、椰壳炭等在有控制的氧化条件下，高温活化制成，比表面积在1000 m2/g以上，孔径分布宽，孔隙率高，属广谱型吸附剂。早期使用未经膜包裹的活性炭副作用很大；多种血液生物相容性良好的半透膜用于活性炭的微囊化，可提高活性炭的含量，减少副作用。但活性炭仍有可能引起肺梗死，激活血小板和白细胞，造成严重的出血倾向。Williams等发现静脉输注PGI2能够减少副作用发生。精制天然活性炭不能去除血氨，但可吸附相对分子质量为500～5000的中分子物质及与蛋白质结合的大分子物质，包括芳香族氨基酸、硫醇、中短链脂肪酸、酚类等与肝性脑病有关的物质。近年来，为改善活性炭的血液相容性及机械性能，人们相继研制出了活性炭微胶囊、活性炭纤维、活性炭膜等多种医用活性炭吸附材料，其中活性炭微胶囊已广泛用于血液灌流，用于治疗急性药物中毒、肝性脑病及肾衰竭等疾病。
②合成树脂。合成树脂是另一类使用较广泛的医用吸附剂，是网状结构的高分子聚合物，包括中性交换树脂、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂。树脂可根据需要进行人工合成，使其具备特定的吸附性能。树脂吸附容量较大，机械性能强，对脂溶性物质及与蛋白质紧密结合的物质有很强的吸附效果，能够清除一般活性炭难以吸附的血氨。阳离子交换树脂对氨的清除效果好，阴离子交换树脂能有效吸附胆红素及有机阴离子，中性树脂对胆红素、胆汁酸、游离脂肪酸及酰胺等起吸附作用。树脂的主要缺点是血液生物相容性差，有的树脂灌流1h即可引起严重血小板及白细胞减少。减少树脂副作用的方法如下：开发血液相容性良好的树脂材料；树脂颗粒外加半透性包膜；将树脂加入透析液中进行生物学透析治疗(biologic dialysis treatment，biologic DT)。
(3)血液灌流吸附剂的吸附机理。
活性炭的吸附力主要是物理性的，其中包括分子和(或)原子之间的偶极-偶极相互作用力、偶极极化力和其他物理引力，这些引力使得相邻的分子和原子相互吸引，一般无化学反应的参与。
采用树脂作吸附剂时，其吸附性能和吸附谱因树脂的化学结构而异。阳离子或阴离子交换树脂分别对带有正、负电荷的分子具有相应的亲和力，其性质属于化学吸附。但是中性树脂的结构中无离子基团，其吸附过程主要为物理吸附及疏水基团的相互作用，而不是离子交换反应。以当前国际上研究和应用得较多的Amberlite系列树脂而言，其骨架为苯乙烯和二乙烯苯的聚合物，其芳香环和乙烯基对各种分子的亲脂、疏水基团表现出很高的亲和力。
如果药物或毒性物质分子的极性较小而且带有芳香环、烷烃链或其他亲脂、疏水基团，那么它们就易被树脂和活性炭吸附，因而血液灌流的清除率也相应较高，对这类药物或毒性物质的抢救也较易成功。反之，带有较多亲水基团和较强极性的物质，如电解质、尿素、葡萄糖等，与树脂、活性炭表面的亲和力很低，在血液灌流中的清除率也极低。
2)临床应用
自从Chang于1973年首次应用活性炭灌流治疗临床FHF之后，10多年来已有多组小型非对照研究报道：1973年，Chang首次报道了用活性炭血液灌流治疗肝性脑病患者，给予300g微胶囊灌流1h后患者即能正确回答医务人员提出的问题；Gimson和Williams治疗76例，其中29例存活(38%)，Ⅳ期肝性脑病患者生存率仅为20%。为了明确早期活性炭灌流对FHF的疗效，1988年英国皇家学院的O’Grady等报道了137例肝性脑病患者的临床对照研究：75例Ⅲ期肝性脑病患者随机分为每天血液灌流5h和10h两组，62例Ⅳ期肝性脑病患者随机分为非血液灌流和每天血液灌流10h两组，Ⅲ期肝性脑病每天灌流5h组的总生存率为51.5%，10h组为50.0%；Ⅳ期肝性脑病非血液灌流组生存率为39.3%，血液灌流10h组为34.5%。按病因分组后，对乙酰氨基酚中毒、甲型肝炎、乙型肝炎、非甲非乙型肝炎和其他药物中毒患者的生存率分别为52.9%、66.7%、38.9%、20.0%及12.5%；灌流的主要并发症为脑水肿和急性肾衰竭。故单用血液灌流对FHF预后的影响尚不能确定，目前血液灌流一般与血液透析、血浆置换等串联使用。
临床上主要将血液灌流用于清除体内药物或毒性物质及肝性脑病的治疗。血液透析适用于水溶性高、相对分子质量小的物质的清除，而血液灌流则适用于清除大、中分子物质及亲脂性高、易与蛋白质结合的药物或毒性物质。就各种催眠、镇静药等神经系统抑制药物中毒而言，血液透析的疗效远不如血液灌流。在某些特殊情况下，如某些中毒导致急性肾衰竭或急、慢性肾衰竭合并药物中毒，可将灌流器与透析器串联使用，可兼顾肾衰竭和药物、毒性物质中毒。对于急性肝衰竭的症状控制，血液灌流有一定的效果和理论支持，为提高患者生存率，人们正在深入研究生物材料的组合装置。
血液灌流的缺点：血液灌流时不仅毒性物质可被吸附，对机体有用的物质和药物也可被吸附；只能替代肝脏的解毒功能，不能补充机体所需的生物活性物质；副作用较大，尤其对血小板的吸附可能导致危险的血小板减少症。
四、人工肝治疗乙型重型肝炎(肝衰竭)的并发症及其防治
现今在临床应用广泛的非生物型人工肝，在乙型重型肝炎(肝衰竭)患者中的疗效确切，但它是一种创伤性的治疗手段，治疗的乙型重型肝炎(肝衰竭)患者有凝血功能紊乱、抵抗力低的特点，非生物型人工肝的治疗是一种体外循环，有些治疗方法需接触血液制品，治疗过程中体外循环量巨大。上述特点决定了人工肝在治疗乙型重型肝炎(肝衰竭)过程中会引起相关并发症。经过长期的临床实践，笔者就人工肝治疗过程中遇到的并发症做一完整的归纳，并总结出一套相应的防治方法。
生物型人工肝和混合型人工肝存在细胞等生物成分，因此除了非生物型人工肝治疗中存在的不同类型的并发症之外还存在异种蛋白反应、异种病原体感染、致癌等风险。由于它们处于临床前研究和临床试验过程中，尚未成熟和定型，此处暂不论述。
(一)过敏反应
人工肝治疗过程中需要接触大量的药物和血液制品，容易引起过敏反应。其中最容易引起过敏反应的是新鲜冰冻血浆、血浆代用品(如白蛋白)、鱼精蛋白等，其主要临床表现如下。
1.皮肤反应
应用明胶类血浆代用品后，患者最常见的表现是荨麻疹。静脉滴注血浆代用品后，有近30%的患者可出现荨麻疹。输注HES，有些患者可出现静脉刺激症状。此外，过敏反应发生时，多数患者出现程度不一的水肿，以眼睑处最明显。
2.心血管系统症状
有学者报道，使用血浆代用品后患者心搏骤停。反应较轻的患者仅出现低血压及心动过速，由组胺释放、毛细血管扩张、血浆外渗及血容量不足所致，反应严重的出现休克、心搏骤停。
3.呼吸系统症状
支气管痉挛可单独发生或伴其他症状。若伴有低血压，可致脑缺氧引起死亡，呼吸困难、发绀较常见，严重的可出现呼吸骤停。
4.胃肠道症状
主要表现为恶心、呕吐、腹痛等胃肠道紊乱症状，也是组胺释放所致。
对于Ⅰ～Ⅱ级反应(如皮肤反应和轻度发热、非致命性心肺功能障碍、胃肠紊乱症状等)，首先应立即停止血浆、血浆代用品或药物的输入，面罩吸氧，给予苯海拉明0.5～1.0mg/kg，若有恶心、呕吐等症状，可给予异丙嗪。根据临床表现，若有大片荨麻疹和水肿出现，应快速补充液体，防止和治疗低血压，也可以使用糖皮质激素。
出现严重低血压、休克、支气管痉挛、会厌水肿等症状的患者，应迅速开放静脉通路输注大量液体，恢复血容量，纠正动脉缺氧。若有呼吸道阻塞，应立即静脉注射肾上腺素5μg/kg，不太严重者亦可皮下注射等剂量肾上腺素。对于较顽固的支气管痉挛，应给予氨茶碱。有会厌水肿者应做气管切开以防窒息。严重低血压时，可给予多巴胺、肾上腺素或去甲肾上腺素。其他一些对治疗过敏反应有效的药物包括可的松、异丙肾上腺素、阿托品等。心搏骤停和(或)呼吸骤停的患者，必须立刻进行心肺脑复苏术。(https://www.daowen.com)
此外，组胺是过敏反应释放的主要介质，因此，为了减少和减轻反应，可预防性使用H1、H2受体拮抗剂。输注右旋糖酐和血浆代用品时速度不宜过快，因为快速输注会导致血中组胺水平升高，而HES无此现象。另外，国外报道预先注射半抗原抑制剂可以预防右旋糖酐过敏反应的发生。半抗原是一种能与抗体特异性结合但不产生相应生物学效应的物质，单价的半抗原通过与抗体结合竞争性抑制大的抗原-抗体复合物的形成。目前常用的抑制剂右旋糖酐尽管不能完全阻止反应的发生，但它能有效起到预防作用。
(二)出血
肝是维持机体良好凝血功能的重要器官，多种凝血因子在肝内合成。乙型重型肝炎(肝衰竭)患者的凝血功能紊乱，再给予药物抗凝，部分患者可出现出血等并发症。
1.出血的临床类型
(1)插管处出血：临床表现为插管处渗血、皮下出血或血肿，严重者可危及生命。原因有插管时误伤动脉或损伤了深静脉，留置导管破裂或开关失灵，留置导管与皮肤结合部松动、脱落等。一旦发现出血应及时加压包扎，必要时使用止血药物。这类患者由于凝血功能极差，一旦误伤血管，不易止血，必要时终止治疗或请血管外科医师进行手术处理。
(2)消化道出血：临床表现为呕血、便血，严重者可很快出现烦躁、疲乏、恶心、口渴、皮肤苍白和湿冷、脉搏细速、血压下降、发绀、少尿等症状。这类患者行急诊胃镜检查可见胃黏膜弥漫性出血。这可能是由治疗过程中肝素、糖皮质激素的应用，以及体外循环所致的应激造成的。出血倾向明显或大便潜血阳性患者术中应尽量少用或不用肝素，也可采用体外肝素化。一旦发生消化道大出血，应正确估计出血量，及时予以扩容、使用制酸剂、止血等治疗。
(3)皮肤黏膜出血：主要表现为鼻衄、皮肤大量瘀斑及瘀点。应严密观察生命体征变化，必要时终止治疗。
(4)颅内出血：这是最严重的出血性并发症，往往出血量很大，患者很快出现脑疝而死亡。需请脑外科医师进行紧急处理。
(三)凝血异常
接受人工肝治疗的患者若抗凝剂用量不足，则易出现凝血，表现为灌流器凝血。另外，人工肝治疗需多次进行，患者多有静脉留置管，抗凝剂用量不足会改变置管处的血流，容易造成留置管凝血和局部血栓形成。
1.灌流器凝血
临床表现为跨膜压(TMP)急剧上升，随之动脉压也逐步升高，导致临床上TMP过高，对血细胞造成机械性破坏，以至于人工肝治疗后血细胞明显减少，尤其以血小板为甚，或由于TMP超过警戒值而无法继续进行人工肝治疗。应采取等渗盐水冲洗，加大肝素用量或更换灌流器等。
2.留置管凝血
肝素浓度不够或用量不足可导致留置管凝血。临床上表现为在进行人工肝治疗时血流不畅。所以在留置管封管时，肝素量要适当加大，应根据留置管的长度给足剂量。
3.深静脉血栓形成
应用人工肝的患者需每天测量腿围。患者出现腿围增粗、下肢肿胀疼痛时，应及时行下肢深静脉Ｂ超检查，确定有无血栓形成。若有血栓形成，应立即拔除留置管，抬高患肢，并请血管外科医师会诊。
(四)溶血
人工肝治疗过程中发生急性溶血是少见而严重的并发症，严重时可致命。常见的病因及机制如下：①异型输血时因抗原或抗体不合，可发生严重溶血而危及生命；②血泵或管道内表面对红细胞的机械性损伤，在少数情况下血泵或管道内表面粗糙，对红细胞机械性损伤加重，可引起溶血；③透析中发生急性溶血的原因绝大多数与透析液组分有关。
由于造成溶血的原因不同及诱发程度的差异，溶血可在透析的不同时期发生，临床表现差异极大。发生急性溶血时，患者感觉在接受回血的静脉处疼痛、胸闷、气急、烦躁、心悸及心绞痛；有些患者有严重腰痛、腹部痉挛，可能与缺血有关。严重者有发冷、寒战、血压下降、心律失常、血红蛋白尿甚至昏迷。
发现溶血后应立即停止血泵，夹住血路导管。因已发生溶血的血液含钾量极高，故血路中的血液不能回输。有贫血者应立即补充新鲜血液并给予纯氧吸入。有高钾血症者给予相应处理，在纠正溶血原因后可再开始透析，对处理高钾血症很有帮助。
(五)低血压
人工肝治疗建立了体外循环，同时接触了血液制品，容易引起低血压。主要原因如下：①体外循环的建立导致有效血容量减少。②血管反应性差。乙型重型肝炎(肝衰竭)患者往往合并肝源性糖尿病和自主神经疾病，由于压力感受器功能障碍，在有效血容量减少时，不能有效地降低静脉容量而起到自身输血作用，机体的代偿机能受到限制，这类患者也容易发生低血压。③乙型重型肝炎(肝衰竭)患者出现胸、腹水，水分进入第三间隙，同时由于食欲极差，进食、进水少，也可合并贫血，本身就存在有效血容量不足，在血液透析和血浆置换过程中损失血浆时，体内血流动力学进一步改变，机体无法代偿而发生症状性低血压。④乙型重型肝炎(肝衰竭)患者经人工肝治疗后体内中、小分子物质部分被清除，血浆渗透压下降，并与血管外液形成了一个渗透压梯度，阻止了水分由血管外向血管内移动，同时水分由细胞外进入细胞内，进一步引起有效血容量减少，导致症状性低血压。
针对低血压，应进行如下预防及处理：①低蛋白血症患者在人工肝治疗术前或术中输血浆、白蛋白或其他胶体溶液，维持患者血浆渗透压；②严重贫血患者在人工肝治疗前要预输血液；③药物或血浆过敏者预先给予抗过敏治疗；④纠正水、电解质紊乱及酸碱失衡；⑤治疗心律失常；⑥接受人工肝治疗的患者术中需密切观察血压、心率变化；⑦一旦发现血压较低或临床症状明显(如面色苍白、出汗等)，如非心源性原因所致则立刻输入生理盐水以补充血容量，但补液量不宜过多，应酌情控制，经补液治疗后血压仍不上升者，应立刻使用升压药物。如有心律失常则按心律失常处理。
(六)空气栓塞
由于目前使用的仪器有完善的气泡报警设备，治疗中发生空气进入人体的概率不大。但一次性大量空气进入血液就会引起患者突然死亡。空气栓塞是人工肝治疗的致命并发症之一，若不及时进行处理，常会导致患者死亡。
在人工肝治疗过程中一旦发现空气进入人体，应立即阻断静脉回路。患者取左侧卧位及头低足高位，使空气聚集于右心房。症状严重者可肩着地，髋、腿放在床上，并进行心房抽气。心搏骤停者除进行心肺复苏术外，尽可能同时设法抽出右心房和右心室内空气，以免加重动脉栓塞。有些著作中强调必须在抽除心室内空气后方能进行心肺复苏术，其实这必然会延误抢救时间，导致患者死亡。发绀患者需用面罩给予纯氧吸入，昏迷患者或有呼吸障碍者可行气管切开。有脑性抽搐时给予静脉注射地西泮10～20mg。有脑水肿或昏迷者可给予地塞米松及脱水剂治疗，用肝素及低分子右旋糖酐增加微循环。有条件的单位可对重症空气栓塞患者进行高压氧舱治疗。在高压氧环境下，不但可供给纯氧，而且血液内气体因压力增加而溶解度增加，有利于空气栓塞消失。
(七)继发感染
感染是人工肝治疗的常见并发症之一，尽管近年来人工肝技术得到了发展和提高，但仍有一定比例的采用人工肝治疗的患者发生继发感染。肝衰竭患者对感染的抵抗力低下，加上医院内感染常常由耐药菌引起，因此，一旦发生感染，后果严重，往往是致死的并发症之一。
1.与人工肝治疗管路有关的感染
放置临时性插管(常选择锁骨下或颈内静脉、股静脉插管)的患者出现发热，若找不到明显的感染灶，应进行血培养并及时将留置管拔掉，剪下导管头部送培养。若不及时拔除感染的留置管，有可能导致严重的细菌感染并发症(如败血症等)。在获得血培养结果报告前可用复合青霉素、头孢菌素、氨基糖苷类、氟喹诺酮类、万古霉素等抗生素治疗。但抗生素的选择不是绝对的，要根据患者所在地区常见菌种的药物敏感性而定。患者如发生葡萄球菌性心内膜炎，不仅要拔除留置管，而且应该选用敏感抗生素治疗至少4周。
对于血管回路感染的预防，需做好以下几点：①导管连接动静脉血流时要注意无菌操作，避免污染。方法是将接头浸入吡咯烷酮碘消毒液2～3min，取出，晾干后连接。②穿刺部位涂上吡咯烷酮碘消毒液，每日消毒和更换敷料至少一次。③提高注入导管的肝素浓度，以减少注入肝素的次数，最好每次人工肝治疗结束时注入一次，保持到下次治疗。可用5000 U肝素加上与导管容量相同的盐水注入导管。④导管外口连接乳胶帽(肝素帽)，不必打开导管接头，只从外边消毒乳胶帽，通过乳胶帽注入肝素和药物。⑤封闭留置管时加入少量抗生素，可用庆大霉素20000 U。
2.人工肝治疗患者的血源性感染
人工肝治疗包括血液透析、血液滤过、血液/血浆灌流、血浆置换及生物型人工肝等，尤其是血浆置换，需要大量的异体血浆，易发生血源性感染。由于我国对HBV检测的重视和检测技术的成熟，加上绝大多数进行人工肝治疗的患者为HBV感染者，所以血源性感染的危险更侧重于HCV感染和HIV感染。应对血源性感染的主要措施在于预防。
(八)失衡综合征
失衡综合征是指在透析过程中或透析结束后不久出现的以神经、精神系统症状为主的症候群，常持续数小时至24h，之后逐渐消失。轻度失衡时患者仅有头痛、焦虑不安或恶心、呕吐，严重失衡时可有意识障碍、癫痫样发作、昏迷甚至死亡。失衡综合征发生率一般为3.4％～20％。此类并发症多见于肾衰竭患者，但在肝衰竭患者中有一部分可并发急性肾衰竭，这类患者在进行透析治疗时可出现失衡综合征。
对轻度失衡者无须终止透析，适当对症处理及改进透析方式可使症状缓解。有明显失衡症状时应停止透析和及时抢救。治疗措施如下：①静脉注射50%高渗葡萄糖注射液40～60mL或3%氯化钠注射液40mL；②症状明显者给予20％甘露醇注射液250mL脱水，并给予其他减轻脑水肿的措施；③发作抽搐时静脉注射地西泮10～20mg，其止痉效果可维持30～60min，对呼吸的抑制作用及毒性较短效巴比妥弱；④血压过高或有心律失常者应给予降血压及纠正心律失常治疗。
失衡综合征是可以有效预防的。由于其发生主要与尿素等物质移除过多、过快，而造成血液与脑组织间浓度梯度差过大有关。具体预防方法如下：①首次血液透析时避免使用大面积、高效透析器，透析时间不宜长于3h，血流量应小于200mL/min，脱水量不宜过多；②诱导透析宜循序渐进，每次透析使尿素氮下降不超过30%或血浆毫渗量浓度的降低不超过25mOsm/(kg·H2O)；③透析液钠浓度不宜过低，对首次血液透析或易发生失衡者应注意控制透析间期的体重增长，以免透析时脱水过多、过快，控制高血压，调整透析频率，使每次能得到充分透析，对常规透析易发生失衡者可改为血液滤过；④给首次透析患者或易发生失衡者服用苯妥英钠有一定的预防效果。
(九)其他
乙型重型肝炎(肝衰竭)患者在接受人工肝治疗的过程中还有可能出现高血糖反应，主要是由治疗过程中糖皮质激素的应用和滤过液中糖含量控制不佳所致，一般是一过性的。另外，低蛋白血症、高钠血症等可能由滤器或置换的血浆造成，处理的办法是配合血液滤过并选用截留相对分子质量适中物质的血浆分离器。
五、人工肝治疗乙肝重型肝炎(肝衰竭)的重要进展
1.NBAL系统
NBAL系统主要基于吸附和过滤原理，旨在通过使用不同孔径的膜和吸附柱去除循环中的毒素，并进行血浆等物质的补充和交换。
分子吸收剂再循环系统(molecular absorbent recirculating system，MARS)主要在欧美国家应用，血液泵出体外后首先通过一个白蛋白包被的高通量滤过器，血液中的有害代谢产物被转移到透析液中，随后该透析液流经含活性炭或者离子交换树脂的吸附柱，有害代谢产物被清除后，再回流至过滤器中与血液进行物质交换。该方法可去除大部分与白蛋白结合的水溶性毒素，而相对分子质量大于50000的物质，如与白蛋白结合的必需激素和生长因子，则不会被消除。2013年欧洲的有关MARS应用于ACLF的大型研究显示，MARS治疗组的肝性脑病等临床症状有所改善，但28天生存率未见影响。
普罗米修斯(Prometheus)系统于1999年首次推出，在该回路中，患者血浆首先通过一个白蛋白渗透过滤器分离器，白蛋白和其他血浆蛋白穿过膜，并通过两个串联柱：一个是阴离子交换柱，另一个是中性树脂吸附器，清洁后的白蛋白/血浆返回标准血池回路，然后在那里进行常规高通量血液透析。多项临床研究表明，普罗米修斯系统可降低ACLF患者血清胆红素、胆汁酸、氨、尿素、肌酐等临床指标水平，却不能改善全身血流动力学或者神经系统状态，对生存率的改善也不明显。在ALF患者中，更是缺乏相关随机对照研究。因而常规应用于肝衰竭患者的证据薄弱，有待进一步研究。
浙江大学附属第一医院李兰娟院士团队经过30余年的研究和实践，形成了一套根据不同病情进行不同组合，能暂时替代肝脏主要功能、改善肝衰竭并发症，以及明显提高患者生存率的新型人工肝系统，称为李氏人工肝系统(Li’s artificial liver system，Li-ALS)。为评价血浆置换(plasma exchange，PE)、血液滤过(hemofiltration，HF)、血液灌流(hemoperfusion，HP)等手段的治疗效果，李院士团队在400例重型肝炎患者中进行了研究，结果显示，人工肝支持系统(ALSS)治疗组的治愈率高于对照组，而且在疾病早期或中期接受ALSS治疗的患者的生存率比疾病末期的患者高。而在随后的发展过程中，一些人工肝治疗方法因疗效、可操作性、成本等原因得到了不断的实践和完善，成为主流治疗方式之一。
Li-ALS应用和发展了PE/选择性血浆置换(fractional plasma exchange，FPE)、血浆(血液)灌流(plasma-orhemo-perfusion，PP/HP)/特异性胆红素吸附、HF、血液透析(hemodialysis，HD)等经典方法，并在此基础上进一步完善，做到临床方案系统化、技术操作标准化、治疗模块集成化。目前新型的Li-ALS将血浆置换、血液滤过、血浆灌流等多种净化手段模块集成化，成功研制了双腔循环池，有机偶联血浆分离、选择性血浆置换、吸附以及滤过这四个功能单元，提高了循环效能。在具体治疗过程中，根据患者病情需要，设置不同参数，先进行血浆置换，接着进行血浆吸附、血浆滤过，从而有效拓宽了毒素的清除范围，也减少了总体血浆的使用量，实现了各治疗手段之间的优势互补，此外，其独特的设备及管路设计为上述功能的实现提供了充分的技术保障，相信在未来具有广阔的应用前景。
2.BAL系统
为代替肝脏的合成、解毒及生物转化功能，BAL系统诞生，目前主要有extracorporeal liver assist device(ELAD)系统、bioartificial liver support system(BLSS)，radial flow bioreactor(RFB)系统及Li-BAL系统。BAL系统复杂，关键生物活性物质的必要性，烦琐的技术，以及在使用猪肝细胞系的情况下异种传播的风险等多种因素限制其广泛应用。
有研究者通过谱系转换，由FOXA3、HNF1A和HNF4A诱导人类成纤维细胞得到了具有成熟肝细胞功能特征的人诱导性功能性肝细胞(human induced functionalhepatocytes，hiHeps)，进一步提高hiHeps的功能成熟度和产能(30亿个细胞)后，他们开发了一个基于hiHeps的BAL系统(hiHep-BAL)。在ALF的猪模型实验中，结果显示治疗恢复了患猪的肝功能，延长了其存活时间，重要的是，治疗组的患猪中可以检测到人白蛋白和α1-抗胰蛋白酶，此外，hiHep-BAL治疗可减轻肝损伤，缓解炎症，并促进肝再生。当然，hiHep-BAL的临床应用还面临很多难题，诸如扩大细胞培养体系，增强hiHeps的功能，筛选合适的患者(ALF或ACLF或其他患者)等。
大多数BAL系统是由一个中空纤维筒组成的，里面装着单个肝细胞。然而，体外研究表明，肝细胞球体比分散的单个肝细胞具有更显著的肝脏特异性功能，尤其是在解毒方面。Lee等利用固定在海藻酸钙微球上的猪肝细胞球体开发了一种BAL系统，对ALF的猪模型进行实验，结果显示该含有肝细胞球体的生物反应器的BAL系统能有效清除血氨，保护肾功能，延缓颅内压的升高，提高生存率。
改进的球状蓄水池生物人工肝(SRBAL)含有猪肝细胞-人静脉内皮细胞球体，具备全面的新陈代谢、合成功能和有效的解毒作用，SRBAL利用中空纤维筒膜，在不需要与患者交换大量血液的情况下清除相关毒素、蛋白质和其他多余的代谢产物。Li等利用原代猪肝细胞与人脐静脉内皮细胞共培养，作为SRBAL的细胞来源，研究动物为ALF猴，实验组分别在ALF诱导后12h、24h和36h开始SRBAL治疗。结果显示，与对照组相比，SRBAL治疗后ALF猴的血氨和血清总胆红素水平较低，白蛋白水平较高，生存率明显提高，且在猴肝脏和血液中均未发现猪内源性逆转录病毒，在存活病例中，SRBAL治疗组坏死和凋亡的肝细胞比例较低，预示早期肝再生促进了恢复，此外，SRBAL治疗还可改善细胞因子水平。
尽管目前尚未有BAL设备被美国FDA批准应用，但其因强大的肝脏替代功能，仍具有一定的研究及应用前景，这些BAL设备对肝衰竭患者的疗效及其安全性均需临床随机对照试验进一步验证。
六、人工肝治疗研究展望
目前临床应用较广的是非生物型人工肝，虽然人工肝支持治疗在临床上应用广泛，也在很多疾病的救治中取得很好成效，可以降低病死率，但仍有一些问题值得思考。
(1)如何量化及同质化人工肝治疗肝衰竭的最佳治疗时机。由于肝衰竭患者基数大，而血浆供应紧缺，如何优化医疗资源，是临床需要考虑的问题，选择一个好的治疗时机是提高治疗效率和优化效益-经济比的重要措施。近年来，国内外对肝衰竭的定义和分型都进行了更新，尤其是对慢加急性肝衰竭(acute-on-chronic liver failure，ACLF)的定义。欧洲肝脏研究学会主张使用器官衰竭和病死率定义ACLF，建立慢性肝衰竭序贯器官衰竭评估(chronic liver failure-sequential organ failure assessment，CLIF-SOFA)和慢性肝衰竭联盟慢加急性肝衰竭评分(CLIF-Consortium ACLF score，CLIF-C ACLFs)等评分系统，相关研究表明其对预后的预测效能要显著优于先前被广泛使用的MELD评分。但是这些研究只纳入了在肝硬化基础上发生的ACLF患者，与我国以慢性乙型肝炎为基础的ACLF人群并不相符。我国建立的首个乙型重型肝炎ACLF诊断与预后评估标准(Chinese Group on the Study of Severe Hepatitis B-acute on chronic liver failure criteria，COSSH-ACLF标准)，可为最佳治疗时机提供一定程度的建议，但是缺乏大样本的随机对照试验(RCT)研究及循证医学证据。
(2)如何兼顾病情的个体化差异和同质化人工肝治疗的临床获益。目前我国各省市多数三级综合性医院和传染病医院已能开展人工肝技术，但医疗差异使得临床治疗获益存在差异。肝衰竭患者病情严重程度不一，如何进行疾病分层后的同质化治疗值得思考。李氏人工肝系统根据病情分层，从个体化的治疗逐步走向集成化、同质化治疗，但仍需要有多中心、大样本数据支持其精准化治疗。
(3)筛选可评价人工肝疗效和判断预后的生物标志物。目前，评价人工肝治疗是否有效多依赖于生物化学指标和凝血功能的改善，如血清总胆红素、白蛋白、凝血酶原时间等，然而这些指标在治疗前后的改善并不能完全反映患者病情的改善，有待进一步筛选出预测人工肝治疗肝衰竭预后和评价人工肝疗效的特征性生物标志物。近年来，随着蛋白质组学、代谢组学、转录组学等检测方法的发展，一些生物标志物如胆汁酸、游离脂肪酸等被发现，但其临床应用价值待进一步明确。
(4)如何减少治疗并发症。减少治疗风险和并发症是精准化治疗的一个重要方面，如如何优化个体化抗凝措施、如何防止血栓形成等，也是人工肝临床应用要思考和研究的重要内容。
(5)其他临床应用适应证的进一步研究。人工肝在自身免疫性疾病和神经系统疾病方面的深入应用和探索需要更大规模的RCT研究评价。
(6)联合治疗新方法的探索。随着干细胞研究的深入开展，运用干细胞治疗肝衰竭也成为目前的热点话题之一。对肝衰竭动物模型的研究证实，干细胞可以显著提高ALF动物的生存率。此外，其他一些治疗手段，如肠道微生态治疗等有可能改善ACLF患者的预后。如何将人工肝治疗与这些新的治疗手段相结合，进一步提高肝衰竭患者的治愈率值得更深入的研究。
随着人工材料的进步和人工肝临床研究的进展，人工肝临床应用适应证的扩大和优化也是可持续发展的话题。
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