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目前供者器官由于冷藏保存所致的缺血再灌注损伤将会影响肝移植受者的预后[1]，避免或减少这种损伤可提高移植后器官的功能和受者的生存期[2]。现有两种方法可减轻移植器官缺血再灌注所致的损伤[3]：(1)应用器官保存液冷藏保存器官；(2)应用机械灌注法保存器官。机械灌注的概念由Belzer教授提出[4]，根据灌注过程中维持温度的不同可以分为低温型、亚低温型及常温型，维持温度分别为4～6 ℃、20 ℃及32～37 ℃[5]。与冷保存比较，机械灌注可更有效地将供肝内红细胞及无氧代谢产物冲出[6]、减轻线粒体及细胞核的缺血再灌注损伤、减少枯否细胞活化和内皮细胞损伤[7]、实时动态监测移植物功能，并可扩展移植物保存时限及供肝池。机械灌注法已证实其有效性并已常规应用于肾脏灌注[8]，但在肝移植方面尚处于临床试验阶段[9]。虽然已有证据表明，机械灌注优于冷保存，但是各中心在众多关键参数，包括温度、流速、压力、灌流途径和氧合等方面都未取得共识，所以目前冷保存依然是离体肝脏保存金标准，目前供肝保存方法的提高主要致力于器官保存液不同组分的增减[2,3]。本文就目前各种保存液功能、应用情况及其差异进行综述。
静态低温保存(Static Cold Storage，SCS)是目前供肝保存的金标准。静态低温保存主要通过抑制器官的新陈代谢和酶类的分解来减轻器官损伤，Southard等[10]研究证明，温度每下降10 ℃，器官新陈代谢率就会减半；在4 ℃条件下，新陈代谢率只有原来的10%～12%。然而随着温度的降低，细胞膜上钠泵的活性也随之降低，细胞内钠离子浓度升高，导致细胞水肿，且低温保存后复温时出现的缺血再灌注损伤进一步影响肝移植受者的预后[11]。Collins于1969年发明了一种低温保存液，命名为Collins液[12]，该液简单、廉价，是一种高钾、高镁、低钠的细胞内液型溶液，但因其采用葡萄糖维持渗透压，会导致器官明显的酸中毒从而严重影响供者器官的质量，逐渐为临床淘汰。1987年Belzer等[13]在威斯康辛大学研发出一种新保存液——UW液(University of Wisconsin Solution)。UW液用乳糖钾、棉子糖和羟乙基淀粉(Hydroxyethyl Starch，HES)代替Collins液中的葡萄糖，避免了葡萄糖引起的酸中毒，HES作为一种大分子胶体物质，不能透过毛细血管壁，提高了毛细血管内渗透压，可有效抑制组织间隙水肿；加入了合成ATP的前体腺苷，有效减轻了再灌注损伤；含有的磷酸盐缓冲对可预防组织酸化；加入了氧自由基清除剂还原型谷胱甘肽和别嘌呤醇，可有效抑制氧自由基的形成。UW液所具备的这些特性使得供肝的静态低温保存时间由6 h延长至20 h，成为供肝保存技术的一项重大突破，其安全性及有效性得到了多年临床试验的证实。
欧洲肝移植注册中心的数据显示，自1987年UW液问世后便迅速应用于肝脏移植中，2年后其使用量便超过Collins液，成为至今为止最常用的供肝保存液，并于2001年达到最高的3750例[14]。然而在UW液大量使用的过程中也逐渐表现出三个方面的问题：(1)羟乙基淀粉的高黏滞度容易导致红细胞聚集，灌注效果欠佳；(2)高浓度的钾离子可能导致受者高钾血症；(3)由于供肝的匮乏所致的扩大标准供肝的大量应用，对保存液抗缺血再灌注损伤的作用提出了更高要求[15]。针对这些问题，在UW液基础上进行改良的保存液也相继问世。目前国际上最常用的器官保存液除了UW液之外，还有HTK(Histidine-Tryptophan-Ketoglutarate)液、CE(Celsior)液及IGL-1(Institut Georges Lopez-1)液，分别于1991、1998和2003年投入临床使用。由于多种保存液的应用，2003年以后UW液的使用量有所降低，欧洲肝移植注册中心统计数据显示截至2012年，各种保存液使用情况分别为：UW液占36%，HTK液占29%，CE液占23%，IGL-1液占10%以及2%的其他保存液[14]。
也称Custodiol液，由Brtschneider等[16]研发而成，最早是用于心脏移植的非高钾停搏液，后来研究者发现在较短时间内保存标准供肝和肾脏的效果与UW液相当，进而逐渐被用于供者肝脏的保存。HTK液的基本组分有组氨酸、色氨酸及酮戊二酸。组氨酸作为缓冲剂可中和代谢产生的酸性物质，防止细胞酸中毒；酮戊二酸为无氧代谢的能量底物；色氨酸作为膜稳定剂可减轻细胞水肿。与UW液比较，因HTK液不含高粘滞度胶体，灌注效果更好，钾离子含量低，可减少高钾血症及钙离子超载的发生，含有的甘露醇可有效缓解器官的缺血再灌注损伤。
Celsior液由Menasche等[17]在1994年研发，最初用于保存移植心脏。Celsior液结合了UW和HTK液的优点，以乳糖酸作为渗透压成分，组氨酸作为缓冲系统，有效地减少氢离子的堆积，减轻细胞酸中毒；谷胱甘肽、甘露醇一起作为氧自由基清除剂，有效缓解器官的缺血再灌注损伤[18]。Celsior液是一种高钠低钾的细胞外液型保存液，可有效地抑制细胞水肿，目前已成功用于心、肝、肾、胰腺等的保存。
IGL-1液由法国里昂中心开发研制，它兼具UW液和Celsior的优点，有类似Celsior液的细胞外液型组成成分，使用聚乙二醇(Polyethylene Glycol，PEG)来替代UW液中的HES。PEG能黏附到细胞和组织表面，起到免疫伪装的作用，从而改变供者器官的免疫原性，可减轻移植后的免疫排斥反应[19]。IGL-1液钾离子含量低于UW液，可减少高钾血症及钙离子超载的发生，且IGL-1液黏度小，对供者器官的冲洗作用优于UW液。
移植肝功能丧失的独立危险因素，HTK液的使用量在近10年内一直稳步增长，Adam等[14]统计发现，HTK液使用量由2003年的10%上升至2012年的29%，UW液则由80%下降至36%，其使用量仅次于UW液。与UW液相比，低黏度的HTK液理论上可以减轻移植术后胆道并发症[20,21]。但是实际情况不尽相同，与UW液相比，使用HTK液肝移植术后胆道并发症发生率相同[20,21,22]、更高[23]、更低[20,24]的情况均有报道，也有研究称HTK液有助于降低术后肝动脉并发症的风险[22]。这些结果可能促进了HTK液迅速大量应用于临床器官保护，有报道称，与UW液比较，使用HTK液保护供者器官每一例可少花费400美元，这可能也是使用量增长的重要原因之一[20]。随着国际标准化心死亡器官捐献(DCD)的肝移植增加，由于HTK液的低黏度有益于DCD器官的获取和运输过程，DCD移植中HTK液的使用比例远超过其他保存液。由于HTK的渗透性、黏度和钾离子含量均低于UW液，理论上可以减少再灌注时的高钾血症，提高微循环灌注水平。然而，目前的临床试验结果和这一设想并不一致，研究表明，使用HTK液导致再灌注时期受者的血流动力学稳定性差，血钾水平更高[25]。尽管小规模临床试验表明对于年轻供者、非DCD供者、冷缺血时间(CIT)较短的供者，HTK与UW液效果相当，但这些报道多为小样本观察试验，缺乏大样本随机对照试验的证实[23,26,27]。
Stewart等[28]对基于器官共享联合网络(UNOS)数据的一项研究，比较UW与HTK液对供肝的保存效果，UW组有12473例，HTK组有4755例患者入选，经多因素分析校正了供者、受者、移植中心等变量后，结果表明，HTK液组移植后肝功能丧失的风险增加13%，尤其在DCD供肝、CIT>8h的病例中，HTK液是移植后肝功能丧失的独立危险因素。Adam等[14]研究也得出了相似的结论，该研究入选42 869例肝移植受者，结果表明，HTK组移植术后1年、3年、5年存活率(77%，69%，64%)均明显低于UW组(83%，75%，69%)，并且随着CIT延长，HTK组存活率随之下降，与其余3种保存液进行多变量分析发现，HTK组移植后肝功能丧失的风险要高10%(P＝0.02)，是移植后肝功能丧失的独立危险因素。值得注意的是，HTK液组预后不良并非只发生于CIT较长的病例中，即使CIT<6 h，HTK组的移植术后存活率仍低于其他保存液组，且随着CIT的延长这种差异更显著。一项大型单中心研究数据同样支持以上观点，供肝经受长达12 h以上的冷缺血时间后，HTK液组1年存活率(67%)显著低于UW液组(79%)[20]。
HTK液导致移植后肝功能丧失风险增加的原因尚不清楚，可能与溶液的黏度、渗透压以及是否存在抗氧化剂等因素有关[14]。理论上来讲，低黏度的保存液更有利于冲洗和扩散，使器官末梢组织得到充分浸润，可以有效地减少移植后胆道并发症。然而保存液的效果更依赖于抗氧化剂或其他保护成分的存在，而HTK液中这些成分含量较低。HTK液的不良效果尚未得到大规模前瞻性随机对照试验的证实，目前仅有两项关于DCD肝移植的随机对照试验结果表明，移植后早期存活率在HTK和UW液两组间无显著差别，但这一结果的价值受到其小样本量的限制[23,27]。
Celsior液在肝脏移植领域的使用量仅次于UW液及HTK液，其黏度较低、无需进行开放前冲洗，对胸腹部器官的摘取保存都适用，同HTK液相比，应用CE液的肝移植术后患者生存期更长[29]。Adam等[14]的研究与上述结论一致，在全肝移植、部分肝移植及肝癌肝移植病例中，HTK液组移植后存活率均低于CE液组。2014年O Callaghan等[30]采用META分析，收集了16个随机临床试验数据，对比UW、HTK和CE液的效果，在移植早期肝脏功能不良、原发性肝脏功能丧失发生率及患者存活率方面并无显著差异，但作者指出数据仍存在局限性。现有研究认为，Celsior液肝脏保护的效果优于HTK液或与其相同，但尚未有证据显示Celsior液在应用于静态低温保存标准供肝时比UW液具有优势。
由于用聚乙二醇代替了羟乙基淀粉，在灌洗效果方面，IGL-1液优于UW液。Zaouali等[31]研究显示，IGL-1在非标准供肝中的保存效果优于UW液，可能是通过提高NO等血管舒张因子的释放、预防氧化应激反应、减轻线粒体损伤等机制，来提高供肝对缺血再灌注损伤的耐受性。器官移植中的再灌注过程所致的血管内皮损伤，会引起一系列的病理生理过程，影响受者的预后，所以器官保存和运输过程中，对血管内皮的保护显得尤为重要[32]。目前已证实，内皮型一氧化氮合酶(eNOS)被激活后可以刺激NO的释放来对抗冷缺血损伤，IGL-1液可以通过激活碱性磷酸酶(AKP)和AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)来维持细胞能量平衡及调节下游信号通路，同时AKP及AMPK可作用于eNOS来对抗血管内皮损伤，最大限度的保存内皮依赖的血管舒张作用[33]。
一项前瞻性随机研究比较了IGL-1与UW液在肝移植中的效果，结果显示IGL-1组患者在术后住院日、短期存活率、移植后肝功能丧失、胆道狭窄、肝动脉血栓等方面与UW组无显著差异[34]。Adam等[14]也证实了上述结论，且值得注意的是，部分肝移植病例中IGL-1组移植后存活率较UW组更高。这一优势可能与IGL-1通过激活AMPK从而使肝脏再生介质增加有关，尤其在部分供肝移植中这一机制可以有效触发肝细胞再生，因此对于部分供肝移植具有重要意义。此外，缺血损伤导致的组织水肿程度决定了移植器官再灌注后的功能，尤其对于脂肪肝，其肝窦常被脂肪积聚的肝细胞所阻塞，如合并组织间隙水肿则会加重肝窦血管间隙的堵塞，导致器官灌注不足，保存液中的大分子胶体如PEG、HES可以有效防止组织水肿，冲洗后可以有效减轻脂肪肝的组织水肿进而改善微循环。统计发现，IGL-1液出现原发性移植物功能丧失的比例极低(3.1%)，且主要由出血事件所致[14]。
综合上述研究结论，IGL-1是目前与UW液保存效果相当的保存液，且有研究发现在非标准供肝、脂肪变性供肝、部分肝移植中其效果甚至优于UW液，但IGL-1液的供肝保存效果还有待前瞻性随机对照试验的进一步验证。
尽管现有的保存液对供肝的保存相对安全有效，然而缺血再灌注损伤是一种多因素参与的过程，为进一步提高抗缺血能力和低温保存的效果，还需要对保存液的成分进行更深入的探索。现存的各种保存液可以通过钾离子量，大分子胶体的种类，是否有抗氧化剂和预防缺血再灌注损伤的试剂加以区分。现今主要致力于在UW液的基础上实现原组分的增减以及新组分的加入，据此已经开发出一些新保存液及新成分，其保存效果已得到初步试验证实，但仍需要更多的临床证据的支持。
Polysol液是是一种细胞外液型多器官保存液，采用PEG作为高渗分子，含有多种氨基酸、维生素和抗氧化剂以供低温条件下的代谢需求。Hata等[35]研究证实，与HTK液对比，Polysol液应用于脂肪肝的低温保存时，肝细胞氧消耗降低，移植后胆汁分泌功能保留较好，肝功能损害较轻。基于上述特点，Polysol液具有很好的应用前景，但目前还处于试验阶段，具体效果尚需进一步验证。
SCOT(Solution de conservation des organes et des tissues，SCOT)液为仿细胞外液型保存液，选用与IGL-1液相同的PEG作为胶体成分。动物试验证实，SCOT液在肝、肾、胰岛移植中的保存效果优于UW液，显示出一定的免疫伪装特性，对减轻肝移植术后胆汁淤积的效果较好，目前已用于临床肝脏的保存[36]。
长征1号保存液(CZ-1液)是在UW液配方的基础上改良而成。目前大量动物试验证实，CZ-1液能保存肾脏72 h、肝脏24 h、心脏18 h，并已成功应用在动物器官移植模型上。
(1)抗缺血药物：研究表明抗缺血药物曲美他嗪(TMZ)具有抗氧化作用，将加入TMZ的UW液用于低温保存小鼠肝脏，可以改善肝脏微循环，减轻氧化应激反应，保护线粒体结构并改善线粒体功能[37]。加入TMZ的IGL-1保存液效果优于单纯的IGL-1液，不仅减少缺氧诱导因子-1α(HIF1α)的活化，同时还可增加NO含量[38]。目前对于曲美他嗪在器官保存液中的应用价值还在进一步的研究中。(2)蛋白酶体抑制剂：蛋白酶体系统(UPS)是一种需能的降解错误折叠蛋白的系统，参与调节多种细胞活动[39]。研究发现低温保存的缺血器官内ATP水平下降，可以激活UPS，释放细胞破坏蛋白产生一系列的病理生理损伤。在UW液中加入蛋白酶体抑制剂，有助于保持缺血损伤后细胞超微结构的完整性。近来研究表明，在UW液或IGL-1液中加入可逆性蛋白酶体抑制剂硼替佐米(BRZ)、MG132可以减轻肝脏离体损伤，且BRZ效果较MG132更好[40]。(3)激素：褪黑素(ML)是一种由松果体周期性分泌的激素，研究发现，将ML加入IGL-1液后可以增强肝脏抗缺血损伤的能力，其原因主要与增强eNOS及组织血红素氧合酶的表达，减轻线粒体损伤，降低氧化应激水平有关[41]。也有研究发现，加入表皮生长因子、胰岛素样生长因子的UW液和IGL-1液也可以增强脂肪肝供肝的抗损伤能力[42,43]。(4)磷酸肌酸(Creatine Phosphate，CP)：CP作为人体内自有的活性物质，是人体重要的能量供应源，外源性CP作为能量基质加入保存液中可使缺血细胞能量得到补充，线粒体及细胞膜功能得到维护[44]。既往关于CP的研究主要领域是离体心脏，近年曹经琳[45]等首次采用动物肝脏进行的离体试验表明，在UW液中加入CP对离体肝脏有较好的保护作用，优于单纯应用UW液保存。(5)抗肿瘤药：氨磷汀为一种有机硫化磷化合物，在细胞内可转化为具有活性的代谢产物WR-1065，其巯基具有清除组织中自由基、对抗氧化损伤及细胞毒物的作用，Sami等[46]进行的动物试验表明，UW或HTK液加入氨磷汀后的肝细胞保护作用更好，肝细胞损伤程度明显下降。(6)他汀类：他汀类药物目前常用于治疗血脂异常，同时也具有不同程度的抗炎、抗氧化和免疫调节的功效，通过激活eNOS释放NO来保护细胞屏障。研究表明UW液中加入辛伐他汀后可显著的减轻内皮细胞损伤[47]，IGL-1液中加入辛伐他汀可协同作用于eNOS，减轻离体肝脏的微循环障碍[34]。(7)其他新型添加成分：去乙酰化酶激活剂SIRT1可调节组蛋白及非组蛋白的生成，在细胞凋亡和氧化应激过程中发挥重要作用[48]，研究表明SIRT1通过激活eNOS、AMPK信号通路，对于缺血预处理的肝脏可起到一定的保护作用[49]。此外，转录因子Nrf2激活剂、维生素E1、CO气体分子等在器官保护方面的功效也在研究当中[50]。
随着各种新型保存液的出现，UW液的应用较前有所下降，其他保存液尤其是HTK液的应用显著上升，但目前没有证据显示其他保存液优于UW液，UW液仍应作为当前肝脏保存液的金标准，尤其在DCD及CIT较长的肝移植中。尽管有研究者认为，HTK液在CIT较短的标准供肝移植中仍有应用价值，但任何不可预知事件都可能会使CIT延长至8 h甚至更久，将对患者术后存活率产生不利影响。对于脂肪肝供肝的低温保存，UW液及IGL-1液的保存效果在理论上更有优势，并已得到证实，而部分肝移植的病例，应用IGL-1液可能患者预后更佳。近年来提出的供肝应用HTK液冲洗后再用UW液低温保存的方法[51]，肝脏的组织损伤更轻，胆汁分泌功能较好，器官保存效果可得到进一步的提升，并可减少UW液的使用量来降低费用，其保存效果及应用前景有待进一步的研究和证实。
