生物人工肝研究现状
发布时间:2016-09-29
发布时间:2013-04-16
人工肝
脏的发展经历了非生物和生物两个阶段,目前采用的非生物人工肝如血液透析、血浆置换等方法,虽能不同程度地改善肝衰竭患者的临床症状,但不能完全代替肝脏功能,尤其是至关重要的合成蛋白和酶类物质的功能。因此,病情较重的患者仍无法取得满意的疗效。如果采用动物的肝细胞,利用其既有代谢、解毒又有合成方面的功能,达到更加全面的治疗效果,这就是正不断地带给人类新的希望的生物人工肝。下面介绍国内和国外关于生物人工肝的研究情况。
作为全军传染学专科中心、全国综合性医院中规模最大的专科,西南医院传染科早在90年代初就开展了肝细胞培养工作,掌握了一套成熟的肝细胞治疗
重型肝炎
疗效肯定的经验。他们瞄准国际上人工肝发展趋势,提出并开展了长期培养人肝细胞用于人工肝支持系统的方法学研究。该项目将进一步完善长期、大量、高密度、高活性肝细胞———肝非完质细胞培养系统,探讨体外大规模分离肝细胞及其冷冻保存的可靠方法,联合血液透析滤过、血浆交流、
血液灌流
吸附,优化组成混合生物人工肝支持系统,最终推出理想的国内最先进的并可模拟体内正常肝脏功能的混合生物人工肝支持装置,为重型肝炎等肝衰竭患者的肝移植和肝再生争取时间。近6年来,他们已进行了大量的基础研究和动物实验,现已投入临床应用,取得了较好的效果。第三军医大学西南医院全军感染研究所在1997年开始临床研究,承担的国家“九五”攻关项目“混合生物人工肝”是以培养肝细胞为生物材料的新型人工肝系统。
北京301医院,佛山市第一人民医院2001年利用猪肝细胞与中空纤维管组成的生物人工肝应用于临床。浙江大学医学院附属一院博士生导师、主任医师李兰娟率领的课题组近期在人工肝支持系统研究的基础上,以猪肝细胞作为肝细胞来源进行生物人工肝的研究,成功地分离出了猪肝细胞,并通过非生物人工肝与生物人工肝的联合应用,建立了“混合性人工肝”。北京佑安医院人工肝治疗中心是目前亚洲最大的人工肝脏支持中心,世界上8种技术,佑安医院可完成7种,居于国内外先进水平。天津市第三中心医院、天津市肝胆疾病研究所宋继昌教授等一直致力于人工肝的研究,其已完成的杂化型人工肝的研究共完成三部分工作,即动物游离肝细胞的大量制备和高活性培养;中空纤维生物反应器的构建及其体外灌流实验;大动物模型的建立及杂化型人工肝的治疗实验。
2002年初,由南京鼓楼医院肝胆外科和南京大学肝胆研究所共同承担的江苏省重点科技攻关项目"生物人工肝的构建和临床应用研究"通过了江苏省科技厅专家鉴定委员会的评审。中国科学院院士裘法祖教授等专家们高度评价这项研究成果达到了国际先进水平,多项技术达到国际领先水平,对我国的生物人工肝发展具有重要的推动作用,为晚期肝病患者开辟了一条新的治疗途径。从1997年起,鼓楼医院与南京大学生命科学院联合承担了"生物人工肝的构建和临床应用研究"课题。经过5年的努力,他们采用猪肝细胞构建出新型的生物人工肝脏,即把培养的动物肝细胞置于由无数根高分子纤维管组成的生物反应器中,患者的血液流经生物反应器时,动物肝细胞合成的蛋白、酶通过纤维半透膜进入人的血液,替代病肝发挥解毒、代谢、合成等作用,促进患者肝功能的改善和恢复。专家鉴定认为,该课题具有多项创新点:在国内率先建立了改良的原位猪肝灌注、分离肝细胞技术,研制出一种高效、实用的无血清培养基,摸索出一种简便且有效的肝细胞大规模培养和保存方法。在国际上首先系统地研究了无血清培养下肝细胞的不同密度与其形态和功能的关系。特别是在国际上最先将新型生物亲和界面技术引入到生物人工肝的研究中。
美国Extracorporeal Liver Assist Device (ELAD?生物材料为人肝细胞C3A细胞株,来自肝母细胞瘤HepG2细胞株的一株可以在无糖培养基中生长和产白蛋白的克隆,还可生成尿素,进行糖原异生,具有P450活性,合成凝血因子和肝细胞特异因子。其中空纤维型生物反应器与人工透析装置透析器相似,中空纤维外腔培育永生肝细胞株。应用时,将含培养3周肝细胞的的生物反应器最快速度空运至医院,经管路与血透机相连。治疗时病人血液分离为细胞成分和血浆成分,血浆进入生物反应器与细胞物质交换。其每只生物反应器中细胞相当200g正常肝细胞。耗材均为一次性。
Circe公司的HepatAssist 2000 System 与Extracorporeal Liver Assist Device (ELAD?原理相似,最大的不同是应用猪肝细胞。每次治疗持续6个小时,病人血液亦经血浆分离装置先分离为血浆和细胞成分,血浆进入生物反应器。血浆先经过2个活性炭过滤器,滤去细菌和微粒子,然后进入容纳肝细胞的中空纤型生物反应器。在活性炭过滤器和生物反应器之间有氧合器和加热装置。Circe公司1994年开始研发,倾注了数以百万计的资金。1999年,Circe公司被母公司W.R. Grace公司的遗弃(W.R. Grace公司单方面撤资)。随后,Circe公司总裁Dr. Barry Solomon筹集了1600万美元的风险基金用来维持公司生存。接下来2年,Solomon又觅集到2800万美元使公司HepatAssist进入II/III期前瞻、随机、对照临床实验。2002年,因为FDA宣布实验结果无效必须停止实验,公司不得不重新进行III期实验。
美国明尼苏达州Excorp Medical公司和匹兹堡大学(Thomas E. Starzl 移植研究所等)共同研发Bioartificial Liver Support System (BLSS? 。其生物反应器中的中空纤维膜可以截留10万Da物质,容纳100g猪肝细胞。包含血泵、热交换,氧合器,压力和流量报警。治疗持续12小时。他们1995年开始基础和动物研究。
美国Algenix公司的LIVERX2000 System中空纤维型生物反应器也与肾透析器相似。猪肝细胞来自体重7-20公斤的美国约克郡猪,肝细胞悬在胶原内,注入纤维内腔,然后与管道相连,腔外走培养基。胶原24小时后皱缩为原来的60%,培养基在剩余的40%空间中流动。病人的血液在中空纤维外流动。两个中空纤维型生物反应器共有80g细胞,在培养箱中,具有温度、pH、溶解氧监测系统。
德国Charite Virchow公司的Modular Extracorporeal Liver System (MELS?生物人工肝生物反应器由模块组成。模块为平行的2个多聚碳酸盐盘状物组成,下面的盘状物半透膜上附有肝细胞,上方的盘状物为平行的允许气体通过的中空纤维管阵,其中的每个功能单位由直角截面的通道组成。每台机器的模块可以达到10个,容纳约500g细胞,细胞可以生存2周。欧洲有4个中心,包括德国、法国、西班牙、英国,参加本实验。
人工肝
脏的发展经历了非生物和生物两个阶段,目前采用的非生物人工肝如血液透析、血浆置换等方法,虽能不同程度地改善肝衰竭患者的临床症状,但不能完全代替肝脏功能,尤其是至关重要的合成蛋白和酶类物质的功能。因此,病情较重的患者仍无法取得满意的疗效。如果采用动物的肝细胞,利用其既有代谢、解毒又有合成方面的功能,达到更加全面的治疗效果,这就是正不断地带给人类新的希望的生物人工肝。下面介绍国内和国外关于生物人工肝的研究情况。
作为全军传染学专科中心、全国综合性医院中规模最大的专科,西南医院传染科早在90年代初就开展了肝细胞培养工作,掌握了一套成熟的肝细胞治疗
重型肝炎
疗效肯定的经验。他们瞄准国际上人工肝发展趋势,提出并开展了长期培养人肝细胞用于人工肝支持系统的方法学研究。该项目将进一步完善长期、大量、高密度、高活性肝细胞———肝非完质细胞培养系统,探讨体外大规模分离肝细胞及其冷冻保存的可靠方法,联合血液透析滤过、血浆交流、
血液灌流
吸附,优化组成混合生物人工肝支持系统,最终推出理想的国内最先进的并可模拟体内正常肝脏功能的混合生物人工肝支持装置,为重型肝炎等肝衰竭患者的肝移植和肝再生争取时间。近6年来,他们已进行了大量的基础研究和动物实验,现已投入临床应用,取得了较好的效果。第三军医大学西南医院全军感染研究所在1997年开始临床研究,承担的国家“九五”攻关项目“混合生物人工肝”是以培养肝细胞为生物材料的新型人工肝系统。
北京301医院,佛山市第一人民医院2001年利用猪肝细胞与中空纤维管组成的生物人工肝应用于临床。浙江大学医学院附属一院博士生导师、主任医师李兰娟率领的课题组近期在人工肝支持系统研究的基础上,以猪肝细胞作为肝细胞来源进行生物人工肝的研究,成功地分离出了猪肝细胞,并通过非生物人工肝与生物人工肝的联合应用,建立了“混合性人工肝”。北京佑安医院人工肝治疗中心是目前亚洲最大的人工肝脏支持中心,世界上8种技术,佑安医院可完成7种,居于国内外先进水平。天津市第三中心医院、天津市肝胆疾病研究所宋继昌教授等一直致力于人工肝的研究,其已完成的杂化型人工肝的研究共完成三部分工作,即动物游离肝细胞的大量制备和高活性培养;中空纤维生物反应器的构建及其体外灌流实验;大动物模型的建立及杂化型人工肝的治疗实验。
2002年初,由南京鼓楼医院肝胆外科和南京大学肝胆研究所共同承担的江苏省重点科技攻关项目"生物人工肝的构建和临床应用研究"通过了江苏省科技厅专家鉴定委员会的评审。中国科学院院士裘法祖教授等专家们高度评价这项研究成果达到了国际先进水平,多项技术达到国际领先水平,对我国的生物人工肝发展具有重要的推动作用,为晚期肝病患者开辟了一条新的治疗途径。从1997年起,鼓楼医院与南京大学生命科学院联合承担了"生物人工肝的构建和临床应用研究"课题。经过5年的努力,他们采用猪肝细胞构建出新型的生物人工肝脏,即把培养的动物肝细胞置于由无数根高分子纤维管组成的生物反应器中,患者的血液流经生物反应器时,动物肝细胞合成的蛋白、酶通过纤维半透膜进入人的血液,替代病肝发挥解毒、代谢、合成等作用,促进患者肝功能的改善和恢复。专家鉴定认为,该课题具有多项创新点:在国内率先建立了改良的原位猪肝灌注、分离肝细胞技术,研制出一种高效、实用的无血清培养基,摸索出一种简便且有效的肝细胞大规模培养和保存方法。在国际上首先系统地研究了无血清培养下肝细胞的不同密度与其形态和功能的关系。特别是在国际上最先将新型生物亲和界面技术引入到生物人工肝的研究中。
美国Extracorporeal Liver Assist Device (ELAD?生物材料为人肝细胞C3A细胞株,来自肝母细胞瘤HepG2细胞株的一株可以在无糖培养基中生长和产白蛋白的克隆,还可生成尿素,进行糖原异生,具有P450活性,合成凝血因子和肝细胞特异因子。其中空纤维型生物反应器与人工透析装置透析器相似,中空纤维外腔培育永生肝细胞株。应用时,将含培养3周肝细胞的的生物反应器最快速度空运至医院,经管路与血透机相连。治疗时病人血液分离为细胞成分和血浆成分,血浆进入生物反应器与细胞物质交换。其每只生物反应器中细胞相当200g正常肝细胞。耗材均为一次性。
Circe公司的HepatAssist 2000 System 与Extracorporeal Liver Assist Device (ELAD?原理相似,最大的不同是应用猪肝细胞。每次治疗持续6个小时,病人血液亦经血浆分离装置先分离为血浆和细胞成分,血浆进入生物反应器。血浆先经过2个活性炭过滤器,滤去细菌和微粒子,然后进入容纳肝细胞的中空纤型生物反应器。在活性炭过滤器和生物反应器之间有氧合器和加热装置。Circe公司1994年开始研发,倾注了数以百万计的资金。1999年,Circe公司被母公司W.R. Grace公司的遗弃(W.R. Grace公司单方面撤资)。随后,Circe公司总裁Dr. Barry Solomon筹集了1600万美元的风险基金用来维持公司生存。接下来2年,Solomon又觅集到2800万美元使公司HepatAssist进入II/III期前瞻、随机、对照临床实验。2002年,因为FDA宣布实验结果无效必须停止实验,公司不得不重新进行III期实验。
美国明尼苏达州Excorp Medical公司和匹兹堡大学(Thomas E. Starzl 移植研究所等)共同研发Bioartificial Liver Support System (BLSS? 。其生物反应器中的中空纤维膜可以截留10万Da物质,容纳100g猪肝细胞。包含血泵、热交换,氧合器,压力和流量报警。治疗持续12小时。他们1995年开始基础和动物研究。
美国Algenix公司的LIVERX2000 System中空纤维型生物反应器也与肾透析器相似。猪肝细胞来自体重7-20公斤的美国约克郡猪,肝细胞悬在胶原内,注入纤维内腔,然后与管道相连,腔外走培养基。胶原24小时后皱缩为原来的60%,培养基在剩余的40%空间中流动。病人的血液在中空纤维外流动。两个中空纤维型生物反应器共有80g细胞,在培养箱中,具有温度、pH、溶解氧监测系统。
德国Charite Virchow公司的Modular Extracorporeal Liver System (MELS?生物人工肝生物反应器由模块组成。模块为平行的2个多聚碳酸盐盘状物组成,下面的盘状物半透膜上附有肝细胞,上方的盘状物为平行的允许气体通过的中空纤维管阵,其中的每个功能单位由直角截面的通道组成。每台机器的模块可以达到10个,容纳约500g细胞,细胞可以生存2周。欧洲有4个中心,包括德国、法国、西班牙、英国,参加本实验。