引用本文: 楊先偉, 楊令鵬, 楊闖, 邱逸聞, 王文濤. ALPPS 動物模型及其基礎研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2018, 25(12): 1515-1520. doi: 10.7507/1007-9424.201805102 復制
肝切除術是原發性和繼發性肝臟腫瘤的主要治療選擇。隨著外科技術的進步,大多數肝癌在技術上都是可切除的,但因為切除后剩余肝體積(future liver volume,FLV)和肝功能不足,有 10%~25% 的病例無法實現根治性切除[1]。當沒有其他肝臟基礎疾病(纖維化、肝硬變、脂肪變性等)或肝實質損傷存在時,肝臟可以承受多達 75% 的實質損失,但如果伴有肝硬變或者患者既往多次接受化療,FLV 占比至少需要 30% 或 40%,甚至更多[2-3]。失去大量的功能性肝組織極易導致危及生命的急性術后肝功能衰竭。自從 2011 年德國 Baumgart 醫生在南非肝膽胰大會報道聯合肝臟分隔和門靜脈結扎的二步肝切除術(ALPPS)后,這項新技術便進入了外科研究的聚光燈下,成為了臨床和基礎研究的焦點[4]。ALPPS 的主要目的是為了解決巨大肝腫瘤切除后 FLV 不足的問題,也優于單純門靜脈結扎術(PVL)和門靜脈栓塞術(PVE)[4],但術后并發癥發生率、二期手術失敗率和死亡率仍較高。于是,亟需 ALPPS 相關的基礎研究來進一步評估其近遠期療效及機制,但實驗(動物)研究和已發表的相關文章的數量仍然有限[5-23]。建立較穩定的、可復制的 ALPPS 動物模型,需要實驗員具備相對嫻熟的顯微外科技術,并且需要具有較大肝臟體積的物種。盡管如此,也很難建立一個完美的動物模型來模仿人類不同肝背景條件下行 ALPPS 后的肝再生過程。因此,筆者檢索了 Web of Science、Medline、PubMed、萬方、維普及中國知網數據庫[檢索時間為 2012 年 1 月至 2018 年 3 月,英文檢索詞包括“associating liver partition and portal vein ligation for staged hepatectomy”“ALPPS”“rat”“animal model”等,中文檢索詞包括“聯合肝臟分隔和門靜脈結扎的二步肝切除術”“ALPPS”“大鼠”“動物模型”等],同時通過手工檢索相關研究文獻的參考文獻作為補充,分析上述檢索出的已發表的文獻,探討 ALPPS 的基礎動物研究現況并展望未來研究趨勢。
1 ALPPS動物模型概述
2012 年 1 月至 2018 年 3 月期間,有 19 篇(表 1)文獻報道了 ALPPS 動物模型的技術要點,并探索了肝臟增生的機制。其中大鼠模型 11 篇,小鼠模型 4 篇,豬模型 2 篇,兔模型 1 篇,羊模型 1 篇。文獻以正常肝背景下模擬的 ALPPS 手術為主(16 篇),其他包括結直腸肝轉移小鼠 ALPPS 模型 2 篇,肝硬變背景下的 ALPPS 動物模型僅有 1 篇中文文獻報道。ALPPS 建模時,門靜脈分支的結扎比例為 20%~90%。最常用的模型動物是嚙齒動物[6, 19],尤其是 Sprague Dawley 大鼠(SD 大鼠)。對于中型動物模型,兔實驗模型也是肝再生的研究材料,但是兔肝臟的復雜解剖結構使 ALPPS 的實施較為困難,缺乏較寬的橫斷肝臟平面來模擬 ALPPS 模型[18]。豬和綿羊的肝臟較大,含有 ALPPS 可分隔的肝實質區域[14, 22],尚可用于 ALPPS 造模。靈長類動物也被用于外科研究[24],具有很大的轉化潛力,但是這種動物需要很復雜的設備和操作技巧,因而研究者較少使用。ALPPS 的關鍵在于第 1 步手術中有效地分隔肝臟,在動物實驗中游離第一肝門后,操作者將擬結扎的門靜脈結扎 1~3 min 后,肝臟表面出現缺血線及結扎肝葉顏色變暗,沿此解剖特點可完成肝臟分隔。肝臟的斷面常采用傳統縫扎方式止血,部分研究采用電凝止血[18]。

Schlegel 等[5]第 1 次建立了小鼠 ALPPS 模型,一期將 90% 門靜脈血管予以結扎,僅保留 10% 的門靜脈供應剩余肝臟。該研究[5]表明,與單純 PVL 對比,ALPPS 組術后 FLV 增生較快。同時,該研究組把 1 組小鼠的肝臟行 PVL 后,對小鼠的腎臟、脾臟或肺葉行消融處理(而不行肝切除或離斷),完成消融后 1 h 立即采集血清、再經下腔靜脈注入另外的 PVL 組,最后驚奇地發現,注入血清的 PVL 組的 FLV 增長速度與原始 ALPPS 組無差異(P>0.05)[5]。這表明,ALPPS 術后 FLV 增生的主要原因是源于炎癥細胞因子,如肝細胞生長因子(HGF)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)等,它們通過 IL-6-TNF-α-信號傳導及轉錄激活因子-3(STAT3)通路來上調增殖基因的表達。在后續的研究[9, 14]中,進一步從不同角度論證了 ALPPS 術后炎癥因子參與了肝臟再生。值得注意的是,近期有 2 篇[20-21]結腸癌肝轉移小鼠模型的研究,結果表明,在一期 ALPPS 術后未發現腫瘤在短期內有顯著進展(肝內轉移灶),但上述研究限于術后 12 d 和 21 d,還需要更長周期和更多樣本的研究來證實。
2 ALPPS后的肝臟病理生理學改變
既往研究[25]表明,肝臟有強大的增生能力,通常在肝切除術后 12 h 達到峰值,此時相關增殖基因表達最多。肝切除術后肝臟細胞的增殖常由 IL-6、HGF、表皮因子、轉化因子等介導的復雜信號通路來實現[26],這些因子的作用已在 PVE 術后的肝再生研究中被證實[27]。然而,ALPPS 與傳統的 PVL 和 PVE 相比,明顯加速了肝臟再生,所以機制并非原來所想的那樣簡單。除了上述的細胞因子參與外,目前研究還表明,ALPPS 術后產生肝臟細胞顯著增殖的機制可能包括:① 結扎后剩余門靜脈血流的再分布和肝營養因子的重新分布可能發揮重要作用[27-28];② 結扎肝葉剩余的肝動脈可以作為輔助肝臟(auxiliary liver),在早期(二期手術前)可以通過調節增殖肝和萎縮肝之間的血液流入,使 FLV 能夠增生[29-33];③ 此外,肝臟實質的分割阻斷了病肝和剩余肝之間門靜脈及肝動脈的血供和側支血管的形成,并引起斷面的強烈炎癥反應,釋放出大量刺激肝再生的生長因子,從而加速肝再生。
德國協作組[4]首次通過 25 例 ALPPS 術后患者的病理學檢查發現,在 ALPPS 一期術后,肝細胞有較強的增殖活性和增殖能力。另一項研究[34]對 14 例 ALPPS 病例的肝臟活檢結果進行了分析,結果表明,患者的術前平均 Ki-67 指數為 0,術后為(14±3)%,提示 ALPPS 術后肝臟新生細胞增殖明顯。最近一項研究[35]發現,ALPPS 后剩余肝中新生肝細胞數量顯著增加,同時在細胞水平上也有顯著的形態學變化,以及增殖活性分子標志物的表達上調,表明靜止的肝細胞可再次進入細胞周期并在 ALPPS 期間進行復制。另一項研究[36]比較了 ALPPS 手術組和 PVE 組術后剩余肝的組織學結果,發現 ALPPS 組患者的肝細胞密度和肝細胞體積要比 PVE 組大。同時,他們還證實,ALPPS 組中剩余肝葉的肝細胞比 PVE 組的肝細胞更不成熟。de Santiba?es 等[37]研究表明,PCNA 陽性增殖細胞與脫氧核苷酸末端轉移酶介導的 dUTP 缺口末端標記的凋亡細胞(TUNEL)比值是一個良好的 ALPPS 后增殖評估指數(PI),PI 在第 1 階段到第 2 階段可以從–3.78 cells/mm2上升到 2.32 cells/mm2。Shi 等[9]在大鼠模型中發現,ALPPS 組剩余肝的肝細胞增生速度比單純 PVL 組快 2 倍,ALPPS 組的 Ki-67 指數和 PCNA 的陽性細胞計數比單純肝臟離斷組高 10 倍,比 PVL 組高 4 倍。聚合酶鏈式反應(PCR)測定表明,TNF-α、IL-6 和 HGF 的表達量比對照組(PVL 組)均高 3 倍,并且發現 ALPPS 術后剩余肝組織中核因子-κB(NF-κB)、STAT3、p65 和 Yap 基因的表達上調,這些細胞因子及表達蛋白在細胞周期誘導和維持中起著重要作用,進一步證明了增殖基因協同表達并共同參與 ALPPS 術后的肝臟增生。同期,Yao 等[7]的動物模型研究也證實了這些主要的細胞因子促進了肝臟增生。
血流動力學的改變,即升高的肝血竇壓力和肝細胞剪切應力,可能是另一種刺激因素,最終驅動細胞進入分裂周期。經典的 PVL 后剩余門靜脈再灌注的肝實質(即剩余肝),可能通過已經存在的以及新形成的門靜脈-肝靜脈側支循環來減輕誘導的血流動力學變化[38]。在 ALPPS 的情況下,肝實質離斷去除了部分門靜脈、肝靜脈或門靜脈間分流,從而導致更多的血液流經剩余肝。增加的肝血竇壓力和流量導致更大的剪切應力,導致各種途徑激活,最終也可誘導肝再生[39]。除了上述的機制外,升高的門靜脈壓力還可能激活腸-肝軸,對肝再生過程產生影響[40]。
3 ALPPS一期和二期手術的間隔時間
ALPPS 的技術難點在于如何避免術后因 FLV 不足而導致的急性肝功能衰竭,因此在第 1 階段和第 2 階段之間的間隔時間是該術式關注的核心問題。有研究[41-42]已經指出,影像學評估的肝臟體積的變化、實驗室生化結果、炎癥因子檢測等并不能直接反映肝臟功能的恢復,FLV 的需求在不同患者中有不同的標準。Matsuo 等[36]研究發現,ALPPS 術后增殖的肝細胞的體積較小,且功能不成熟,盡管從數量上多于 PVL 組,但細胞間存在狹小間隙、肝竇擴張、纖維化、淤血等病理變化更明顯。目前的肝腫瘤的肝切除術治療共識[43-44]要求,肝切除術時 FLV>30% 或者 FLV/體質量(BW)>0.8%,對于伴有肝硬變者 FLV 至少在 40% 以上,同時 ALPPS 的二期可行性應根據實際情況進行修正,影像學測定的 FLV 有時不能反映實際的功能性 FLV。臨床上,多排螺旋 CT(MDCT)常作為術后 8~10 d 及 4 周內檢查 FLV 是否足夠的工具。Schadde 等[45]分析了 ALPPS 國際注冊網 320 例患者的數據后發現,有 86% 的患者通過 MDCT 評估后提示一期到二期之間肝臟增生可達到足夠的肝臟體積,從而能耐受二期切除,術后沒有發生肝功能衰竭。另外,99Tcm二甲基亞氨乙酸(HIDA)閃爍掃描技術攝取量也可以作為評估肝臟功能的評估手段[31]。然而在基礎研究[9, 14]中,大鼠或者其他物種在術后 2~7 d 即可恢復至術前的體質量,FLV 可耐受二期手術,這與人類有顯著差異,這也是動物模型的弊端之一。但值得注意的是,一期和二期手術的間隔時間越長,腹腔粘連情況越嚴重,會在一定程度上增加二期手術的難度。
4 長期的腫瘤學效果
此外,需要關注的另一個重要問題是 ALPPS 治療后肝臟腫瘤的長期結果,即是否能延遲復發、降低轉移率和死亡率。由于上述僅有的 2 篇[20-21]報道,結腸癌肝轉移 ALPPS 動物模型的研究周期較短,從結果上尚不能判定遠期腫瘤復發或轉移情況。到目前為止(2018 年 3 月),已發表的臨床 ALPPS 研究結果多來自回顧性病例報道[34, 46-47],其中大部分系列還包括不同惡性腫瘤患者(異質組)。這些病例樣本量較小,無法單獨評估不同病因所致腫瘤的術后生存率和復發率,作出有肯定意義的結論是困難的。Oldhafer 等[48]研究了 7 例結直腸癌肝轉移患者,盡管二期完成率達 100%,但術后有 6 例患者復發,3 例患者出現肺轉移。最近臨床醫師 Fukami 等[49]報道,肝腫瘤行 ALPPS 一期后 Ki-67 指數的增加明顯,指出第一階段到第二階段之間的等待時間越短,腫瘤生長的概率就越低,但是仍然需要進一步研究,參考更敏感的腫瘤標志物或者檢測工具。
5 改良ALPPS在基礎研究中的運用
近年來,臨床工作中為了降低病死率和并發癥發生率,不斷改進了 ALPPS 手術方式,比如部分 ALPPS(partial-ALPPS)[50]、聯合右膽管阻斷 ALPPS 法[51]、微波消融法[52]等。但這些改良方法的臨床病例較少,也缺乏相應的基礎研究。Kawaguchi 等[16]對大鼠施行了 ALPPS 聯合肝靜脈結扎術(ALPPS+C,即一期同時行門靜脈、肝臟分隔及肝靜脈流出道結扎),結果顯示,肝再生率在術后 48 h和術后 7 d 均高于傳統 ALPPS 組(P<0.01),但臨床尚無類似報道證實或嘗試,因為阻斷結扎葉肝靜脈后肝臟“流出道”和“流入道”均同時被阻斷,短期內可能容易造成肝臟迅速壞死及腹腔感染。
6 肝硬變ALPPS模型的研究現狀
我國是乙肝后肝硬變肝癌患者最多的國家,許多醫療中心已嘗試在這部分患者中應用 ALPPS[32]。Cai 等[53]報道了 12 例肝硬變患者行 ALPPS,二期完成率為 83.3%,6 例患者因 FLV 不足導致術后肝功能衰竭而死亡,僅 2 例在隨訪期間(16 個月)未見復發。最后該研究者[53]指出,ALPPS 在肝硬變肝細胞癌的治療中可能是一把雙刃劍,必須精心挑選患者,對于 FLV/標準肝體積(SLV)<30% 的患者,不應推薦實施 ALPPS。Levi Sandri 等[54]報道了 1 例經動脈化療栓塞(TACE)、急診肝切除術、免疫球蛋白等多模式治療的肝硬變肝癌伴門靜脈癌栓(PVTT)患者,仍成功實施了 ALPPS,并于術后 21 d 出院,但后續隨訪結果未知。從動物模型檢索結果來看,僅有 1 篇中文文獻[23]報道,肝硬變大鼠實施 ALPPS 技術上是可行的,但該研究缺乏對照分組,且未進行分子水平等進一步研究,尚不能判定在肝硬變背景下 ALPPS 增生能力是否優于 PVL 或 PVE 等。鑒于肝硬變肝癌患者接受 ALPPS 的臨床實踐逐漸增多[32],治療中存在的問題及爭議亟需基礎實驗進一步研究,因此筆者相信,將會有越來越多的肝硬變 ALPPS 模型以及合并肝臟腫瘤的動物 ALPPS 模型的研究報道。
7 小結
目前,ALPPS 的基礎研究仍然有限,極度缺乏不同肝背景及肝腫瘤模型的基礎研究。根據臨床的初步結果,ALPPS 的安全性仍然值得商榷,目前仍需要謹慎地應用 ALPPS,且應限于經驗豐富的肝膽外科中心。
肝切除術是原發性和繼發性肝臟腫瘤的主要治療選擇。隨著外科技術的進步,大多數肝癌在技術上都是可切除的,但因為切除后剩余肝體積(future liver volume,FLV)和肝功能不足,有 10%~25% 的病例無法實現根治性切除[1]。當沒有其他肝臟基礎疾病(纖維化、肝硬變、脂肪變性等)或肝實質損傷存在時,肝臟可以承受多達 75% 的實質損失,但如果伴有肝硬變或者患者既往多次接受化療,FLV 占比至少需要 30% 或 40%,甚至更多[2-3]。失去大量的功能性肝組織極易導致危及生命的急性術后肝功能衰竭。自從 2011 年德國 Baumgart 醫生在南非肝膽胰大會報道聯合肝臟分隔和門靜脈結扎的二步肝切除術(ALPPS)后,這項新技術便進入了外科研究的聚光燈下,成為了臨床和基礎研究的焦點[4]。ALPPS 的主要目的是為了解決巨大肝腫瘤切除后 FLV 不足的問題,也優于單純門靜脈結扎術(PVL)和門靜脈栓塞術(PVE)[4],但術后并發癥發生率、二期手術失敗率和死亡率仍較高。于是,亟需 ALPPS 相關的基礎研究來進一步評估其近遠期療效及機制,但實驗(動物)研究和已發表的相關文章的數量仍然有限[5-23]。建立較穩定的、可復制的 ALPPS 動物模型,需要實驗員具備相對嫻熟的顯微外科技術,并且需要具有較大肝臟體積的物種。盡管如此,也很難建立一個完美的動物模型來模仿人類不同肝背景條件下行 ALPPS 后的肝再生過程。因此,筆者檢索了 Web of Science、Medline、PubMed、萬方、維普及中國知網數據庫[檢索時間為 2012 年 1 月至 2018 年 3 月,英文檢索詞包括“associating liver partition and portal vein ligation for staged hepatectomy”“ALPPS”“rat”“animal model”等,中文檢索詞包括“聯合肝臟分隔和門靜脈結扎的二步肝切除術”“ALPPS”“大鼠”“動物模型”等],同時通過手工檢索相關研究文獻的參考文獻作為補充,分析上述檢索出的已發表的文獻,探討 ALPPS 的基礎動物研究現況并展望未來研究趨勢。
1 ALPPS動物模型概述
2012 年 1 月至 2018 年 3 月期間,有 19 篇(表 1)文獻報道了 ALPPS 動物模型的技術要點,并探索了肝臟增生的機制。其中大鼠模型 11 篇,小鼠模型 4 篇,豬模型 2 篇,兔模型 1 篇,羊模型 1 篇。文獻以正常肝背景下模擬的 ALPPS 手術為主(16 篇),其他包括結直腸肝轉移小鼠 ALPPS 模型 2 篇,肝硬變背景下的 ALPPS 動物模型僅有 1 篇中文文獻報道。ALPPS 建模時,門靜脈分支的結扎比例為 20%~90%。最常用的模型動物是嚙齒動物[6, 19],尤其是 Sprague Dawley 大鼠(SD 大鼠)。對于中型動物模型,兔實驗模型也是肝再生的研究材料,但是兔肝臟的復雜解剖結構使 ALPPS 的實施較為困難,缺乏較寬的橫斷肝臟平面來模擬 ALPPS 模型[18]。豬和綿羊的肝臟較大,含有 ALPPS 可分隔的肝實質區域[14, 22],尚可用于 ALPPS 造模。靈長類動物也被用于外科研究[24],具有很大的轉化潛力,但是這種動物需要很復雜的設備和操作技巧,因而研究者較少使用。ALPPS 的關鍵在于第 1 步手術中有效地分隔肝臟,在動物實驗中游離第一肝門后,操作者將擬結扎的門靜脈結扎 1~3 min 后,肝臟表面出現缺血線及結扎肝葉顏色變暗,沿此解剖特點可完成肝臟分隔。肝臟的斷面常采用傳統縫扎方式止血,部分研究采用電凝止血[18]。

Schlegel 等[5]第 1 次建立了小鼠 ALPPS 模型,一期將 90% 門靜脈血管予以結扎,僅保留 10% 的門靜脈供應剩余肝臟。該研究[5]表明,與單純 PVL 對比,ALPPS 組術后 FLV 增生較快。同時,該研究組把 1 組小鼠的肝臟行 PVL 后,對小鼠的腎臟、脾臟或肺葉行消融處理(而不行肝切除或離斷),完成消融后 1 h 立即采集血清、再經下腔靜脈注入另外的 PVL 組,最后驚奇地發現,注入血清的 PVL 組的 FLV 增長速度與原始 ALPPS 組無差異(P>0.05)[5]。這表明,ALPPS 術后 FLV 增生的主要原因是源于炎癥細胞因子,如肝細胞生長因子(HGF)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)等,它們通過 IL-6-TNF-α-信號傳導及轉錄激活因子-3(STAT3)通路來上調增殖基因的表達。在后續的研究[9, 14]中,進一步從不同角度論證了 ALPPS 術后炎癥因子參與了肝臟再生。值得注意的是,近期有 2 篇[20-21]結腸癌肝轉移小鼠模型的研究,結果表明,在一期 ALPPS 術后未發現腫瘤在短期內有顯著進展(肝內轉移灶),但上述研究限于術后 12 d 和 21 d,還需要更長周期和更多樣本的研究來證實。
2 ALPPS后的肝臟病理生理學改變
既往研究[25]表明,肝臟有強大的增生能力,通常在肝切除術后 12 h 達到峰值,此時相關增殖基因表達最多。肝切除術后肝臟細胞的增殖常由 IL-6、HGF、表皮因子、轉化因子等介導的復雜信號通路來實現[26],這些因子的作用已在 PVE 術后的肝再生研究中被證實[27]。然而,ALPPS 與傳統的 PVL 和 PVE 相比,明顯加速了肝臟再生,所以機制并非原來所想的那樣簡單。除了上述的細胞因子參與外,目前研究還表明,ALPPS 術后產生肝臟細胞顯著增殖的機制可能包括:① 結扎后剩余門靜脈血流的再分布和肝營養因子的重新分布可能發揮重要作用[27-28];② 結扎肝葉剩余的肝動脈可以作為輔助肝臟(auxiliary liver),在早期(二期手術前)可以通過調節增殖肝和萎縮肝之間的血液流入,使 FLV 能夠增生[29-33];③ 此外,肝臟實質的分割阻斷了病肝和剩余肝之間門靜脈及肝動脈的血供和側支血管的形成,并引起斷面的強烈炎癥反應,釋放出大量刺激肝再生的生長因子,從而加速肝再生。
德國協作組[4]首次通過 25 例 ALPPS 術后患者的病理學檢查發現,在 ALPPS 一期術后,肝細胞有較強的增殖活性和增殖能力。另一項研究[34]對 14 例 ALPPS 病例的肝臟活檢結果進行了分析,結果表明,患者的術前平均 Ki-67 指數為 0,術后為(14±3)%,提示 ALPPS 術后肝臟新生細胞增殖明顯。最近一項研究[35]發現,ALPPS 后剩余肝中新生肝細胞數量顯著增加,同時在細胞水平上也有顯著的形態學變化,以及增殖活性分子標志物的表達上調,表明靜止的肝細胞可再次進入細胞周期并在 ALPPS 期間進行復制。另一項研究[36]比較了 ALPPS 手術組和 PVE 組術后剩余肝的組織學結果,發現 ALPPS 組患者的肝細胞密度和肝細胞體積要比 PVE 組大。同時,他們還證實,ALPPS 組中剩余肝葉的肝細胞比 PVE 組的肝細胞更不成熟。de Santiba?es 等[37]研究表明,PCNA 陽性增殖細胞與脫氧核苷酸末端轉移酶介導的 dUTP 缺口末端標記的凋亡細胞(TUNEL)比值是一個良好的 ALPPS 后增殖評估指數(PI),PI 在第 1 階段到第 2 階段可以從–3.78 cells/mm2上升到 2.32 cells/mm2。Shi 等[9]在大鼠模型中發現,ALPPS 組剩余肝的肝細胞增生速度比單純 PVL 組快 2 倍,ALPPS 組的 Ki-67 指數和 PCNA 的陽性細胞計數比單純肝臟離斷組高 10 倍,比 PVL 組高 4 倍。聚合酶鏈式反應(PCR)測定表明,TNF-α、IL-6 和 HGF 的表達量比對照組(PVL 組)均高 3 倍,并且發現 ALPPS 術后剩余肝組織中核因子-κB(NF-κB)、STAT3、p65 和 Yap 基因的表達上調,這些細胞因子及表達蛋白在細胞周期誘導和維持中起著重要作用,進一步證明了增殖基因協同表達并共同參與 ALPPS 術后的肝臟增生。同期,Yao 等[7]的動物模型研究也證實了這些主要的細胞因子促進了肝臟增生。
血流動力學的改變,即升高的肝血竇壓力和肝細胞剪切應力,可能是另一種刺激因素,最終驅動細胞進入分裂周期。經典的 PVL 后剩余門靜脈再灌注的肝實質(即剩余肝),可能通過已經存在的以及新形成的門靜脈-肝靜脈側支循環來減輕誘導的血流動力學變化[38]。在 ALPPS 的情況下,肝實質離斷去除了部分門靜脈、肝靜脈或門靜脈間分流,從而導致更多的血液流經剩余肝。增加的肝血竇壓力和流量導致更大的剪切應力,導致各種途徑激活,最終也可誘導肝再生[39]。除了上述的機制外,升高的門靜脈壓力還可能激活腸-肝軸,對肝再生過程產生影響[40]。
3 ALPPS一期和二期手術的間隔時間
ALPPS 的技術難點在于如何避免術后因 FLV 不足而導致的急性肝功能衰竭,因此在第 1 階段和第 2 階段之間的間隔時間是該術式關注的核心問題。有研究[41-42]已經指出,影像學評估的肝臟體積的變化、實驗室生化結果、炎癥因子檢測等并不能直接反映肝臟功能的恢復,FLV 的需求在不同患者中有不同的標準。Matsuo 等[36]研究發現,ALPPS 術后增殖的肝細胞的體積較小,且功能不成熟,盡管從數量上多于 PVL 組,但細胞間存在狹小間隙、肝竇擴張、纖維化、淤血等病理變化更明顯。目前的肝腫瘤的肝切除術治療共識[43-44]要求,肝切除術時 FLV>30% 或者 FLV/體質量(BW)>0.8%,對于伴有肝硬變者 FLV 至少在 40% 以上,同時 ALPPS 的二期可行性應根據實際情況進行修正,影像學測定的 FLV 有時不能反映實際的功能性 FLV。臨床上,多排螺旋 CT(MDCT)常作為術后 8~10 d 及 4 周內檢查 FLV 是否足夠的工具。Schadde 等[45]分析了 ALPPS 國際注冊網 320 例患者的數據后發現,有 86% 的患者通過 MDCT 評估后提示一期到二期之間肝臟增生可達到足夠的肝臟體積,從而能耐受二期切除,術后沒有發生肝功能衰竭。另外,99Tcm二甲基亞氨乙酸(HIDA)閃爍掃描技術攝取量也可以作為評估肝臟功能的評估手段[31]。然而在基礎研究[9, 14]中,大鼠或者其他物種在術后 2~7 d 即可恢復至術前的體質量,FLV 可耐受二期手術,這與人類有顯著差異,這也是動物模型的弊端之一。但值得注意的是,一期和二期手術的間隔時間越長,腹腔粘連情況越嚴重,會在一定程度上增加二期手術的難度。
4 長期的腫瘤學效果
此外,需要關注的另一個重要問題是 ALPPS 治療后肝臟腫瘤的長期結果,即是否能延遲復發、降低轉移率和死亡率。由于上述僅有的 2 篇[20-21]報道,結腸癌肝轉移 ALPPS 動物模型的研究周期較短,從結果上尚不能判定遠期腫瘤復發或轉移情況。到目前為止(2018 年 3 月),已發表的臨床 ALPPS 研究結果多來自回顧性病例報道[34, 46-47],其中大部分系列還包括不同惡性腫瘤患者(異質組)。這些病例樣本量較小,無法單獨評估不同病因所致腫瘤的術后生存率和復發率,作出有肯定意義的結論是困難的。Oldhafer 等[48]研究了 7 例結直腸癌肝轉移患者,盡管二期完成率達 100%,但術后有 6 例患者復發,3 例患者出現肺轉移。最近臨床醫師 Fukami 等[49]報道,肝腫瘤行 ALPPS 一期后 Ki-67 指數的增加明顯,指出第一階段到第二階段之間的等待時間越短,腫瘤生長的概率就越低,但是仍然需要進一步研究,參考更敏感的腫瘤標志物或者檢測工具。
5 改良ALPPS在基礎研究中的運用
近年來,臨床工作中為了降低病死率和并發癥發生率,不斷改進了 ALPPS 手術方式,比如部分 ALPPS(partial-ALPPS)[50]、聯合右膽管阻斷 ALPPS 法[51]、微波消融法[52]等。但這些改良方法的臨床病例較少,也缺乏相應的基礎研究。Kawaguchi 等[16]對大鼠施行了 ALPPS 聯合肝靜脈結扎術(ALPPS+C,即一期同時行門靜脈、肝臟分隔及肝靜脈流出道結扎),結果顯示,肝再生率在術后 48 h和術后 7 d 均高于傳統 ALPPS 組(P<0.01),但臨床尚無類似報道證實或嘗試,因為阻斷結扎葉肝靜脈后肝臟“流出道”和“流入道”均同時被阻斷,短期內可能容易造成肝臟迅速壞死及腹腔感染。
6 肝硬變ALPPS模型的研究現狀
我國是乙肝后肝硬變肝癌患者最多的國家,許多醫療中心已嘗試在這部分患者中應用 ALPPS[32]。Cai 等[53]報道了 12 例肝硬變患者行 ALPPS,二期完成率為 83.3%,6 例患者因 FLV 不足導致術后肝功能衰竭而死亡,僅 2 例在隨訪期間(16 個月)未見復發。最后該研究者[53]指出,ALPPS 在肝硬變肝細胞癌的治療中可能是一把雙刃劍,必須精心挑選患者,對于 FLV/標準肝體積(SLV)<30% 的患者,不應推薦實施 ALPPS。Levi Sandri 等[54]報道了 1 例經動脈化療栓塞(TACE)、急診肝切除術、免疫球蛋白等多模式治療的肝硬變肝癌伴門靜脈癌栓(PVTT)患者,仍成功實施了 ALPPS,并于術后 21 d 出院,但后續隨訪結果未知。從動物模型檢索結果來看,僅有 1 篇中文文獻[23]報道,肝硬變大鼠實施 ALPPS 技術上是可行的,但該研究缺乏對照分組,且未進行分子水平等進一步研究,尚不能判定在肝硬變背景下 ALPPS 增生能力是否優于 PVL 或 PVE 等。鑒于肝硬變肝癌患者接受 ALPPS 的臨床實踐逐漸增多[32],治療中存在的問題及爭議亟需基礎實驗進一步研究,因此筆者相信,將會有越來越多的肝硬變 ALPPS 模型以及合并肝臟腫瘤的動物 ALPPS 模型的研究報道。
7 小結
目前,ALPPS 的基礎研究仍然有限,極度缺乏不同肝背景及肝腫瘤模型的基礎研究。根據臨床的初步結果,ALPPS 的安全性仍然值得商榷,目前仍需要謹慎地應用 ALPPS,且應限于經驗豐富的肝膽外科中心。