肝衰竭病情进展快，病死率高。李氏人工肝自1986年起发展至今，逐步形成了独特且疗效显著的治疗体系，被广泛应用于肝衰竭的救治。李氏人工肝治疗模式各有特点，新型李氏人工肝系统(Li′s artificial liver system, Li-ALS)集成血浆置换、血浆灌流和血液滤过等各种净化手段，提供了肝衰竭同质化治疗方案。选择人工肝治疗时机，筛选人工肝相关生物标志物及联合新的肝衰竭治疗手段是李氏人工肝潜在的发展方向。
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肝衰竭是多种因素引起的严重肝脏损伤，导致肝脏合成、解毒、代谢和生物转化功能严重障碍或失代偿，出现以黄疸、凝血功能障碍、肝肾综合征、肝性脑病、腹水等为主要表现的一组临床症候群[1]。肝衰竭病情进展快，常规内科治疗效果不理想，病死率高达50%～80%[2]。肝衰竭时肝细胞出现大块、亚大块坏死，肝脏功能迅速丢失，造成代谢产生的毒素无法清除，有益物质无法合成，水、电解质平衡紊乱，最终导致患者死亡。所以，借助体外反应装置，即人工肝装置，暂时替代肝脏功能，直至自体肝细胞再生、肝功能得以恢复，成为治疗肝衰竭的有效手段之一。
浙江大学附属第一医院李兰娟院士团队于1986年开始进行人工肝研究，历经30余年，形成了一套根据不同病情进行不同组合，能暂时替代肝脏的主要功能、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，统称为李氏人工肝系统(Li′s artificial liver system, Li-ALS)。
克服应用难题，建立人工肝治疗体系。20世纪80年代至90年代，中国仍是乙型肝炎的高流行区。重症病毒性肝炎并发多系统脏器衰竭病死率高达80%～90%。浙江大学附属第一医院李兰娟院士率先系统地将血浆置换(plasma exchange)、血液灌流(hemoperfusion)、血液滤过(hemofiltration)、血液透析(hemodialysis)等应用于肝衰竭患者的治疗，并克服了出血与灌流器凝固、低血压与心功能负荷过重等技术难点。浙江大学附属第一医院早期进行88例重型肝炎患者治疗，对中、晚期重型肝炎的治愈好转率分别达到71.0%和20.5%[3]。1999年，李兰娟院士团队凭借"人工肝支持系统治疗重型病毒性肝炎的研究"的成果获得了国家科技进步二等奖。
多种模式联合，形成个体化治疗。改进人工肝治疗模式，运用小孔径血浆分离器进行血浆置换，有效减少了球蛋白和生长因子等有益物质的丢失[4]。从单一治疗模式逐步走向联合治疗模式，并提倡个体化治疗方案。将人工肝应用于肝移植围手术期[5]，延长了手术患者的等待时间，并为肝移植排斥反应患者的细胞再生提供了时间[5,6]。推广了人工肝治疗，引领了人工肝的发展潮流。
治疗模式创新，推进同质化治疗。在原有基础上，研发了Li-ALS，在提高疗效的同时减少了血浆用量[7]。从个体化的治疗方案逐步走向集成化、同质化治疗。自主研发具有独立知识产权的李氏人工肝治疗仪，入选"十二五"科技成果展。独创性运用李氏人工肝救治人感染H7N9禽流感重症患者，其成果获2017年国家科技进步特等奖。
李兰娟院士团队经过30余年的研究，创建了一系列根据不同病情组合、暂时替代肝脏主要功能、改善肝衰竭并发症、明显改善患者生存的人工肝系统，简称为Li-ALS[8]。团队在对400例经人工肝治疗的重型肝炎患者的研究中发现，经人工肝治疗后，急性或亚急性重型肝炎患者的治愈率达78.9%，显著高于对照组的11.9%，慢性重型肝炎患者治愈率达43.4%，高于对照组的15.4%[9]。另一项研究纳入460例经人工肝治疗的患者与422例对照者进行比较，发现人工肝可以提高急性肝衰竭(acute liver failure，ALF)、亚急性肝衰竭(subacute liver failure，SALF)、慢加急性(亚急性)肝衰竭(acute-on-chronic liver failure，ACLF)患者的短期存活率，且对终末期肝病模型(model for end-stage liver disease，MELD)评分较低(MELD≤20分)的患者疗效更为显著[10]。在几十年的临床应用过程中，一些人工肝治疗方法因疗效显著、易于开展而逐渐形成同质化的治疗模式，一些治疗方法得到改进和创新，并逐渐成为主要治疗方式之一。
血浆置换通过有效的分离置换方法从循环血液中除去病理血浆或血浆中的某些致病物质。Larsen等[11]采用大容量血浆置换治疗ALF患者，结果显示其可改善ALF患者预后，减轻ALF患者的炎症反应。Yue-Meng等[12]运用血浆置换治疗38例ACLF患者，与120例对照者相比，血浆置换治疗组短期存活率得到改善。2002年起，李兰娟院士团队将孔径只有普通血浆分离器约1/10的血浆成分分离器直接应用于血浆置换，有选择地清除患者体内物质[4]。这种选择性血浆置换既能很好地清除肝衰竭患者体内的主要毒素，又能更好地纠正肝衰竭患者的凝血障碍及合成功能下降，克服了普通血浆置换所带来的低胶体渗透压问题，并减少了新鲜血浆的用量。然而，单纯血浆置换存在以下几个方面的问题：①血浆需求量大，一次治疗需3 000～5 000 mL血浆，对于一些血浆资源短缺的地区，开展治疗存在困难，若血浆治疗量不达标，则治疗效果无法达到预期；②血浆置换所清除的物质选择性不高，单纯血浆置换清除物质范围广，但选择性较差，无法特征性清除某一类别或某些相对分子质量范围的物质，特别是其对水电解质失衡以及酸碱失衡等内环境紊乱的调节作用较小，对中小分子物质的清除能力不如血液透析和滤过。
近些年的研究显示，血液滤过可以改善肝衰竭患者肝性脑病症状及降低患者血氨水平[8,13]。其原理可能是血液滤过以清除中小分子物质为主，可以清除患者血液中的假性神经递质，并纠正肝衰竭中常见的水、电解质紊乱和酸碱平衡的失调，改善患者肝性脑病的症状。从理论上讲，血浆置换和血液滤过联合治疗具有良好的互补和协同作用，两者联合可以达到较好的治疗效果。
叶卫江和李兰娟[14]对血浆置换联合血液滤过做了系统综述，发现两种方法联合治疗可以纠正水、电解质酸碱平衡紊乱，减轻肝性脑病患者的脑水肿，弥补单纯血浆置换的不足。随后的研究发现，较之血浆置换组，血浆置换联合持续性静脉-静脉血液滤过(continuous veno-venous hemofiltration，CVVH)组能更好地改善肝衰竭患者的肝性脑病意识转清率，同时更有效地降低患者体内IL-1、IL-6水平，升高IL-10水平[15]。Yu等[16]运用血浆置换联合CVVH治疗妊娠期急性脂肪肝患者，可显著改善患者的肝功能及预后。运用血浆置换联合CVVH的治疗模式，可适当减少血浆使用量，推荐每次使用1 000～1 500 mL新鲜血浆＋500 mL的5%人血白蛋白。此外，根据患者的病情，可调整CVVH的持续时间，若患者并发肝性脑病、肝肾综合征等，可在血浆置换后行床旁持续肾脏替代疗法(continuous renal replacement therapy, CRRT)。
血液灌流或血浆灌流(plasma perfusion)适用于清除大、中相对分子质量物质，以及亲脂性高，易与蛋白质结合的药物或毒物。但血液灌流或血浆灌流只能替代肝脏的解毒功能，并不能补充机体所需的生物活性物质。故将血浆置换与血液灌流或血浆灌流联用既能有效清除导致肝衰竭的毒物和大量代谢毒素，又可以补充促进肝脏再生的有益物质。
许英等[17]分析了632例接受血浆置换联合血液灌流治疗的肝衰竭患者，结果显示总治愈率达到72.97%，且不良反应较轻。邱自辉等[18]运用血浆置换联合胆红素吸附(plasma specific bilirubin absorption，PBA)治疗35例肝衰竭患者，发现其降低胆红素能力较单纯血浆置换显著提高，且节约了血浆用量。由于血液或血浆吸附特异性清除脂溶性物质和毒物等，血浆置换联合血液灌流或血浆灌流可被应用于药物性肝损伤的治疗，但血浆灌流或血浆灌流的治疗时间受灌流器及吸附器的制约，因此治疗时间无法根据患者病情相应延长。
双重血浆分子吸附系统(double plasma molecular absorb system，DPMAS)是指在血浆PBA治疗的基础上增加1个可以吸附中大分子毒素的广谱吸附剂，使该疗法在吸附胆红素的同时，还能够清除炎症介质。该疗法不耗费血浆，同时也可以弥补特异性吸附胆红素的不足。由于整个治疗过程不需要血浆，所以该疗法可以作为治疗凝血功能障碍较轻或者以胆汁淤积表现为主的肝衰竭患者的首要选择之一。
Wan等[19]对比了DPMAS和血浆置换治疗乙型肝炎相关ACLF患者的疗效，发现血浆置换在清除胆红素、C反应蛋白上更有效，但血浆置换治疗使患者丢失了更多的血浆白蛋白。而对于12周的生存率，两种治疗方式并无明显差别。一些学者将DPMAS与血浆置换联用治疗肝衰竭患者。Yao等[20]对比了DPMAS与DPMAS联合血浆置换治疗肝衰竭患者的疗效，结果显示在针对ACLF中期患者时，DPMAS联合血浆置换较DPMAS能更好地改善短期预后。钟珊等[21]研究了251例ACLF患者，发现血浆置换联用DPMAS较血浆置换更能提高早期肝衰竭治疗有效率。
随着对肝衰竭发病机制研究的深入和生物工程技术的进展，李氏人工肝也在不断改进和创新。李兰娟院士团队在原有的配对血浆置换吸附滤过治疗模式基础上，研发了一套新型的治疗模式，简称Li-ALS。Li-ALS将血浆置换、血液灌流和血液滤过等多种净化手段模块化集成，研制了双腔循环池，提高循环效能和疗效[22]。治疗过程中先进行血浆置换，接着进行血浆吸附和血液滤过，从而有效地拓宽毒素的清除范围，实现各种治疗手段之间的优势互补。
叶卫江和李兰娟[14]观察了Li-ALS在急性肝衰竭实验猪模型上的疗效，对比了低剂量血浆置换、血浆吸附滤过和Li-ALS的疗效，结果显示Li-ALS组存活时间较其他组显著延长，且能更好地促进肝细胞再生。Li-ALS提高了血浆吸附滤过的毒素清除有效率，减少了总体血浆的使用量，更便于临床推广应用，但是目前国内外尚无可以搭载该治疗模式的人工肝治疗仪。为了解决这一问题，李兰娟院士团队自2007年便开始联合国内相关血液净化公司着手研发具有独立知识产权的李氏人工肝治疗仪。历经近10年的努力，李氏人工肝治疗仪终于研制成功，目前已进入临床验证阶段。
为了代替正常肝脏的解毒、合成和生物转化3项基本功能，学者们致力于生物人工肝的研究，并产生了李氏生物人工肝(Li′s Bioartificial Liver System，Li-BAL)系统、体外肝脏辅助装置(extracorporeal liver assist device, ELAD)系统，以及肝脏支持系统(bioartificial liver support system，BLSS)等相关的生物人工肝系统并进入了Ⅰ期临床试验。生物人工肝主要由细胞源和生物反应器两大部分组成。然而，生物人工肝临床试验尚存在诸多问题，如体外细胞源难以维持正常的肝细胞功能，反应器无法为细胞提供适宜的贮存环境，异种细胞使用的生物安全性等。将血液透析、血浆交换和血液灌流等非生物人工肝方法与生物型人工肝相结合，组成混合型人工肝脏，被认为具有更好的临床应用前景。
李兰娟等[23]将血浆置换与生物型人工肝相结合，使用猪肝细胞为细胞源，采用中空纤维管式生物反应器，治疗了15例重型肝炎患者。治疗过程中患者生命体征平稳，治疗后总胆红素和PT均得到了明显改善。最终15例患者中有10例经治疗后临床治愈出院。混合型人工肝结合了非生物及生物人工肝的优点，在毒素清除、有益物质补充上更贴近正常肝脏功能，但是目前存在合适细胞源缺乏，以及生物反应器无法有效维持细胞源功能等一系列技术问题，制约了生物或混合型人工肝进一步的临床应用。
2013年至2014年，我国华东地区暴发人感染H7N9禽流感疫情，患者表现为高热、咳嗽、气促，并快速进展为重症肺炎，继而出现急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)、感染性休克和多器官衰竭。对于出现呼吸功能障碍者，需要给予体外膜氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)支持治疗。
浙江大学医学院附属第一医院李兰娟团队对重症患者进行深入分析，发现这些患者体内存在"细胞因子风暴"[24]。Liu等[25]首创运用ECMO联合人工肝治疗H7N9患者，取得了显著的疗效。该研究入组40例H7N9重症患者，其中16例使用人工肝治疗，先进行3 h的血浆置换，序贯45 h的CRRT，共进行2个循环，总治疗时间为96 h。结果显示，非生物人工肝联合ECMO治疗显著抑制了患者体内的"细胞因子风暴"，缓解了患者全身炎症反应，促进了患者呼吸功能的恢复。在治疗过程中，人工肝治疗显著降低炎性因子水平，补充白蛋白，调整容量负荷，进而维持H7N9重症患者的各脏器功能。经该方法治疗的16例重症H7N9患者存活10例。这一创新性的应用，提高了人工肝在危重症救治中的地位。
近年来，国内外对于肝衰竭的定义和分型都进行了更新，尤其是对ACLF定义的讨论引起了国内外肝病学家的关注。欧洲肝病协会、亚太肝病协会和北美肝病协会都有各自对ACLF的定义和标准。其中，欧洲肝病协会主张使用器官衰竭和病死率定义ACLF，在此基础上建立的慢性肝衰竭-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-Consortinum ACLF Score, CLIF-C ACLFs)等评分系统，在相关研究中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CHB为基础的ACLF人群并不相符。
浙江大学附属第一医院联合全国12家国内著名三甲医院，建立了我国首个乙型肝炎ACLF诊断与预后评估标准(Chinese Group on the Severe Hepatitis B Acute on Chronic Liver Failure Criteria, COSSH-ACLF)[26]。但这些不同的定义和标准并不能指导人工肝治疗介入的最佳时机。明确人工肝治疗的适用人群既有利于节约血浆资源，避免治疗资源的浪费，又有利于帮助临床决策，使患者能尽快接受有效的治疗。
目前，尚缺乏用于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，与之相关的研究报道亦较少。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，如总胆红素、白蛋白、INR和PT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。氨基酸比例[27]、内毒素水平[28]、IL-2或IL-2受体水平[28]、IL-6水平[29]，以及其他一些生物标志物都曾作为评价人工肝疗效的标志物，但仍不能完全反映患者预后的改善程度。近年来，随着组学检测方法的发展，包括蛋白质组学、代谢组学、转录组学等越来越多地被运用于检测生物标志物。Wu等[30]尝试运用代谢组学寻找人工肝治疗前后变化的特征性生物标志物，发现胆汁酸、游离脂肪酸等指标在人工肝前后变化明显，但这些变化的具体意义需要更多研究进一步探索和验证。
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动物的存活率[31,32]。李兰娟院士团队运用干细胞治疗ALF猪模型，结果发现，87%的ALF猪经门静脉移植干细胞后长期存活(>6个月)，而经外周静脉移植等量干细胞组和经门静脉注射0.9%氯化钠溶液组动物则在4 d内全部死亡[31]。Lin等[33]的研究显示，使用干细胞治疗乙型肝炎相关ACLF患者可以改善其肝功能，降低严重感染的发生率，提高24周存活率。此外，其他一些治疗手段，如粒细胞集落刺激因子治疗[34]和肠道微生态治疗[35]，都有可能改善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地研究。
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