最新研究报道了一种新的全身器官保存系统能让死亡后器官保存时间延长，这种研究模式可以用于氢气作用的研究，希望从事器官移植保护的学者们关注这一技术。

没有氧气，哺乳动物的细胞就会死亡。矛盾的是，将缺氧的氧气恢复到细胞中也会导致压力和损伤，这种现象被称为缺血再灌注或缺氧再复氧损伤。几十年来，科学家们一直在寻找保护细胞和器官免受中风、心脏病发作或呼吸停止后缺氧和重新引入氧气的有害影响的策略。在《自然》杂志上，Andrijevic等人描述了一种名为OrganEx的系统，它能使氧气在猪的全身循环，在心脏骤停一小时后保存细胞和器官。

进行目前这项研究的小组之前，曾经开发了一种名为BrainEx的技术，可以在长达6小时的缺氧后恢复猪大脑细胞的某种程度的代谢活动。该策略涉及一种被称为低温保护灌注液的特殊液体，它被泵入大脑的血管(这种液体通过血管的通道被称为灌注)。灌注液主要由含有血红蛋白(Hemopure)的液体组成，血红蛋白是一种蛋白质血红蛋白的合成形式，在红细胞中携带氧气。灌注液还含有丰富的分子，有助于保护细胞(低温保护剂)和防止血栓。（相信这种液体用于治疗一氧化碳中毒非常有效）。

在目前的研究中，Andrijevic等人优化了这种全身再灌注，改变了其中的冷冻保护剂和抗生素等。他们使用一个电脑控制的系统，包括一个灌注泵、一个氧合器和一个血液透析装置，将灌注液泵入全身，以维持灌注液中电解质和其他必要分子的稳定水平。

作者将OrganEx与一种更传统的心肺替代设备——体外膜氧合系统(ECMO)进行了比较，ECMO将携带新鲜氧气的猪自己的血液泵入其体内。他们诱导猪心脏骤停，并在猪死后一小时将其放置。然后进行6小时的全身再循环和再氧合。ECMO未能导致所有器官的适当灌注，作者发现许多较小的血管已经塌陷(图1)。相比之下，使用OrganEx系统导致充分再灌注和稳定的耗氧，作者没有检测到电解质紊乱和典型的缺氧的异常酸性体液。对脑、心、肺、肝、肾和胰腺组织的深入分析显示，灌注OrganEx比ECMO更少地破坏细胞，更有证据表明灌注OrganEx能促进细胞修复。例如，研究人员在灌注OrganEx的猪的肾脏中发现了更多的细胞增殖的证据。

图1心脏骤停后猪肾脏|再灌注。缺氧，例如在心脏病发作后，会造成持久的组织损伤。在严重的循环或呼吸衰竭期间，一种称为体外膜氧合系统(ECMO)的心肺替代物通常用于将含氧血液泵入全身(再灌注)以恢复组织功能。Andrijevic等人开发了一种名为OrganEx的系统，该系统使用一种专门的液体和基于计算机的全身再灌注监测系统。他们比较了ECMO和OrganEx在猪心脏骤停一小时后的效果。OrganEx产生的再灌注明显好于ECMO。肾内可见再灌注;黑色表示液体已再灌注的部位。

Andrijevic和同事们继续深入研究了缺氧后细胞损伤和死亡的机制。研究小组对动物肾脏、肝脏和心脏的基因表达进行了单细胞分析。这揭示了OrganEx和ECMO动物在涉及各种功能的基因表达(包括细胞死亡和炎症)方面的实质性差异。

这项全面而精心设计的研究有可能为心脏病发作或中风患者带来新的治疗策略。人们可以想象，OrganEx系统(或其组件)可能会被用于在紧急情况下治疗这些人。不过，值得注意的是，首先需要更多的研究来确认该系统组件在特定临床情况下的安全性。

然而，OrganEx的主要好处可能是如何延长死亡患者的器官存活时间。死亡后器官捐献可分为两类:循环死亡后器官捐献(DCD)和脑死亡后器官捐献(DBD)。DBD捐献者虽然没有脑干功能，但血液循环完好。相比之下，成为DCD捐赠者的人有严重的、不可逆转的脑损伤，进一步治疗不太可能恢复，他们依靠呼吸和循环支持生存。在支持系统被关闭后，在循环性死亡后从个人身上取出的器官会因为中间这段时间的温暖缺氧而受损。因此，器官移植后的DCD比DBD的预后更差。如何解决循环死亡后患者的器官就成为关键的科学问题了。

在获取和移植之间，保护来自DBD和DCD供体的器官的传统方法包括快速冷却和在冰冷的保存液中静态存储。这大大降低了器官的新陈代谢和对氧气的需求——但不能完全消除它们。这一事实，加上全球供体短缺，使得必须使用低于最佳质量的供体器官(对缺氧的耐受性降低)，已导致对含氧机器灌注保存方法的兴趣增加。这可以在供体内进行原位移植，也可以对分离器官进行非原位移植。越来越多的人开始使用类似ecmo的设备进行腹部灌注，以使DCD供体器官在获取和静态冷藏前进行再氧和复苏，并采用一些方法来避免有害的氧气再循环到严重受损的大脑。Andrijevic和同事的工作表明，这种策略可以通过OrganEx系统得到改进和完善。在涉及到DCD供体的情况下，必须防止大脑的再灌注，例如使用气囊导管阻塞胸主动脉或夹紧脑血管。

OrganEx系统使用了一些已经用于供体器官原位机器灌注的成分，如抗氧化剂和Hemopure，以及一些创新。因为研究人员使用了多模态方法来测试这个多面系统，所以还需要确定是否所有的组成部分都有助于他们观察到的好处。与ECMO相比，Hemopure的一个优势可能是它的使用，与红细胞相比，Hemopure分子尺寸小，可以通过微小的塌陷血管输送氧气。另一个原因可能是Andrijevic和同事的灌注液中含有细胞死亡的药物抑制剂。最后，加入血液透析装置已被证明有利于延长离体肝脏的原位机器灌注10。因此，它也可能改善DCD供体的原位机器灌注。

简单说，这个研究就是一个全身器官保存系统，这并不是非常复杂的故事。最重要的效应证据是，新全身灌流保护液能让肾脏小血管微循环不会关闭，能给器官组织细胞的生存提供基本营养和氧气供应，器官细胞水平的证据表明这些效果的存在，基因和分子水平的证据进一步证明这个效应。

单个器官保存系统早就应用于临床，例如心脏、肝脏、肾脏和肺脏体外保存。主要就是保存液发明和不断革新。这个系统虽然加入计算机控制系统，但思路本质上如此，并获得了成功。我想到现在许多疾病和器官损伤保护方面的研究，也都使用蛋白和基因组学技术。但是要发表在高端杂志上非常困难。其根本原因就是将这种相对强大的技术，也是相对高费用的技术，应用于一些没有太大必要的假说验证上。例如使用一种天然化合物治疗器官缺血损伤，这种成分对器官损伤的效果都没有获得非常明确的认可，简单做一个病理染色，就着急去做组学分析，显然是扯虎皮的现象。但是今天这种研究论文充斥在许多学术期刊中。

我还注意到该器官保护系统使用了抗氧化剂，这显然和传统的组织缺血再灌注损伤病理生理学机制有关。但抗氧化剂本身的保护效应仍然值得进一步研究和细化。氢气最近抗氧化抗炎症方面的研究越来越多，也有一些学者通过单独增加氢气的补充，获得对体外器官保护效果的提高。也许可以有学者能在这个研究基础上，通过增加氢气来进一步提高效果。