根据美国器官资源共享网络(UNOS)的数据，从1950年第1例肾移植手术成功开展至今，有超过400 000个病人接受了肾移植手术。随着手术技术的提高，免疫抑制剂的发展，器官移植的成功率在不断提高，同时器官移植的适应证也逐渐扩大，器官移植正逐渐成为许多终末期疾病的唯一可行方案。

目前，进行器官移植登记的病人数量逐年增长，已登记的病人数量已经远远超过了器官捐献的数量。2004年4月，美国有96 060个病人等待器官移植，是1995年病人数量的2倍^[1]。而在我国，随着2013年《杭州宣言》的发布和2015年起中国公民逝世后器官捐献(CDCD)取代司法途径成为器官的唯一来源，我国器官短缺的形势更加严峻，以CDCD供肝和脂肪肝为代表的扩大标准器官捐献(expand criteria donor，ECD)器官得到越来越广泛的应用，并且逐渐成为捐献器官的主要来源，但这些器官对缺血、缺氧更加不耐受，供受者之间数量的巨大差距，使得器官保存越来越受到重视^{[2, 3]}。为了让每一个受者能及时得到最优的器官，国内外学者致力于器官保存液以及器官保存技术的研究，使得器官保存技术得到了很大的提升，同时各种器官保存液在临床的应用，为器官保存以及器官移植的成功提供了有效保障。本文就器官保存液及器官保存技术的进展作一综述。

1 器官保存液

器官保存液根据不同组成成分分为不同种类。目前常用的器官保存液有Collins液，EC液，UW液，HTK液，Celsior液，ET-Kyoto液等，各器官保存液的作用大致相同：防止细胞水肿；减少细胞损伤；最大程度促进器官血供恢复后器官功能的恢复^{[4, 5]}。但每种保存液间也存在差异。

1.1 Collins液

Collins液是1969年由Collins^[6]等人研发的一种高钾( < 128 mmol/L)、高镁(30-90 mmol/L)、低钠的细胞内液类似溶液，但是Collins液内存在磷酸镁沉淀物，导致保存肾脏时肾脏内晶体残留，影响肾脏功能，目前已较少使用。

1.2 Euro-Collins液

EC液^[7]是Collins液的基础上将镁离子消除得到的保存液，EC液包含有高浓度的钾离子、磷酸盐、糖。EC液的使用推动了器官保存的发展。当EC液开始应用于肾移植后，肾移植后肾功能延迟恢复发生比例大大减少。目前EC液使用于心脏、肾脏、肝脏和肺的保存。

1.3 University of wisconsin (UW)液

UW液是1988年由Belzer^[8]等人研发的一种保存液。UW液常被用于保存肝脏、肾脏及胰腺。目前UW液被认为是供肾和供肝的标准保存液，其可以有效延长肾脏和肝脏的保存时间。UW液的成分比较复杂，对UW液的成分进行分析发现其中一部分成分或可以去除或被取代，而效果与原UW液类似。其中羟乙基淀粉低温时并不能增加UW的优势，反而会增加UW液的黏度和价格。去除羟乙基淀粉的UW液在临床上的效果与原UW液效果相同。UW液主要的有效成分是乳糖醛酸盐，它是UW液胶体渗透压的主要来源，可以减少或阻断细胞外液内流，从而抑制细胞水肿。低钾可以减轻UW液的血管紧张作用。谷胱甘肽是一种氧自由基清除剂，在溶液中不稳定，只有在使用前立即加入才有效。而腺苷和别嘌呤醇可以辅助增强氧自由基清除作用^[9-12]。

1.4 Celsior (CS)液

CS液^[13]是1994年Celsior等人研发出来的一种类似细胞外液的保存液，特点是高钠、低钾、低黏度(去除了羟乙基淀粉)，同时含有甘露醇和乳糖醛酸盐、组氨酸、谷胱甘肽。其比HTK液具有更强的缓冲能力，比UW液在器官灌洗上更有优势，但对肝脏的保存能力次于UW液。CS液在心脏保存方面有很大优势^{[14, 15]}。目前临床上用于保存心脏、肝脏、肾脏、肺，而胰腺的保存仍在研究中。

1.5 ET-Kyoto液

ET-Kyoto^[16]液是1994年Kyoto大学研发出来一种类似细胞外液的保存液，特点是：高钠、低钾，同时含有海藻糖、葡萄糖醛酸盐。最初用于肺脏保存。ET-Kyoto液在室温下较为稳定。目前在大鼠模型下用于皮肤和肺保存的研究。ET-kyoto液在临床实验中也用于保存心脏、胰腺、肝脏和其他脏器^{[17, 18]}。

1.6 Histidine-ketoglutarate-tryptophan (HTK)液

HTK液^[19]是Custodiol等人1988年研发的一种长多效器官保存液，特点是:含有组氨酸、组氨酸盐酸缓冲对，钠离子浓度较低。其是基于细胞内的电解质平衡，来延长心脏缺血忍受的时间，减少心律不齐的发生，用于心脏麻痹的保护。目前HTK液成功应用于肾脏、肝脏、心脏，甚至胰腺的保存，但效果次于UW液，易造成低钠血症^{[14, 20]}。

1.7 其他保存液

SMO液:上海多器官保存液，是中国研制的多器官保存液，通过离体实验证实保存肝脏和肾脏效果优于HTK液，与UW液类似。HC-A液是高渗枸橼酸盐腺嘌呤液，目前是中国器官移植的主要灌洗和低温保存液。见表 1。

另外，国内外还有许多类型的器官保存液，均是在上述保存液基础上进行改动，效果也各有差异，需进一步研究。

2 器官保存技术

供者和受者通常身处不同地域，将器官从供者所在医院获取后运送至受者所在医院需要大量时间，在这个过程中，安全、有效、可靠的体外器官保存技术非常重要。

2.1 低温保存

目前临床常用的器官保存技术为低温保存，因为低温保存技术要求简单，不需要复杂昂贵的设备，而且运送过程相对容易。低温保存的优势在于它可以减缓器官新陈代谢^{[18, 21, 22]}。

热缺血时，缺氧会导致细胞内ATP快速减少，细胞膜内外的电解质重新分布，合成反应减少，但分解反应持续存在:包括乳酸堆积，细胞内pH降低，蛋白水解，脂解，以及脂质的过氧化反应。

低温环境下，分解反应虽然大幅度减慢，但并未停止。温度每降低10 ℃，新陈代谢率降低2倍，将器官温度从37 ℃降至0 ℃，可以将其新陈代谢率降低12-13倍。

目前低温保存有两种方式：低温保存液保存；持续低温机械灌注。低温保存液保存是将器官置于一个充满保存液的无菌包装袋里用保存液浸泡。无菌包装袋外套一个装满碎冰的包装袋。此方式优点在于各地通用，方便运送。而持续低温灌注(1967年由Belzer等人研发)，是用一台带泵的机器持续对器官进行灌注冲洗^[23]。这种方法不仅可以减少器官氧耗，减缓器官代谢，同时可以将氧气和底物持续运送至器官，这样可以维持器官细胞的离子泵功能和代谢，包括ATP合成和其他分子的合成。近年来机器灌注保存越来越受到重视，同单纯低温保存相比，使用机器灌注能更长时间地保存器官。

对于肾脏，低温机械灌注相比简单的低温保存液保存效果更好^[24]。有研究发现，低温保存液保存的肾脏，25%-30%发生了移植肾功能延迟恢复，而低温机械灌注保存的肾脏，移植肾功能延迟恢复的比例小于10%。灌注液与UW液类似，除了不可渗透性以外，持续机械灌注的灌注液用葡糖酸盐替代了乳糖醛酸^[22]。

2.2 常温及亚低温保存技术

常温机械灌注技术是有别于低温机械灌注的另一种机械灌注技术。其使用携氧灌注液(例如血液)进行灌注，在灌注时可以在常温下为器官提供氧气及代谢底物。常温灌注技术可以避免器官冷缺血损伤，保护器官功能，在灌注时可实时监控器官功能，提高移植后移植物存活率^[25]。哈佛大学研究组在国际上首先实施了肝脏常温机械灌注的临床试验，结果证实常温机械灌注可以在体外保存肝脏24 h，并且此种方式保存的肝脏已成功应用于2例患者，均获得了很好的效果。为了避免携氧载体或温控的需要，研究者们研发出了一种简化的常温机械灌注系统，名为亚低温机械灌注，并且证明在肝移植中有效，实验证实亚低温机械灌注可以减少肝脏缺血再灌注损伤，有效地恢复肝脏功能^[26]。

2.3 深低温冷冻保存

传统的深低温保存是利用冷冻冰箱对器官组织进行保存，此方法是利用各种温级的冰箱分级将器官降温至-70℃--80℃，然后放入液氮进行保存。目前很多研究者致力于单个器官以及整个躯体深低温冷冻保存技术的研究^[27]，但是这些研究仅仅是将以往用于细胞深低温冷冻保存的技术直接移用至器官的保存上。这种保存技术有一个显著的问题：实体器官的细胞密度可以达到80%，但是在单纯的细胞深低温冷冻保存技术当中，当细胞密度高于20%后深低温冷冻保存即存在很高的失败率^[28]。另外，器官中存在多种功能，性状各异的细胞，每一种细胞最佳的冷冻及复温条件均不相同，当使用同一种方式冷冻和复温时，会影响器官各细胞的功能恢复。同时，细胞内外的水-冰，冰-水之间转换引起的体积变化，会导致细胞机械损伤，破坏器官完整性，尤其是血管更易损伤^[27]。所以就目前技术水平来说，器官进行整体深低温冷冻保存在临床上并不可行。

2.4 玻璃化技术

玻璃化技术是近十几年新发展起来的一种无冰晶的深低温冷冻技术，其原理是利用高浓度和合理配置的冷冻保护剂配成高浓度的冷冻保护液，结合超快速的冷冻速率，使胞质内外的水物质迅速通过5-15 ℃的冷冻敏感区，形成一种介于固态和液态之间的、高黏度且非晶体的“玻璃化状态”，可以最大限度减少细胞内冰晶形成，因而可以减轻冰晶所造成的挤压损伤和冻融效应，从而使得器官冷冻保存更简单、快速、有效，同时能够延长器官保存时间。实体器官深低温冷冻保存技术的实现可能依赖于玻璃化冷冻技术的发展^{[28, 29]}。

目前玻璃化技术在一些细胞及组织冻存中取得了一定的成果，Cui^[30]等在复合组织深低温保存的初步研究中，应用DMSO结合海藻糖作为保护剂，将大鼠腹部带血管皮瓣自体再植1例成活63 d。Bakhach^[31]等对人类断指用DMSO低温保存后异种再植做了相关研究，这些研究给了器官玻璃化提供了参考，但器官玻璃化同样存在一些问题:①器官的结构复杂，细胞之间的联系多种多样，不同的细胞及结构对降温速率存在不同的要求；②玻璃化对保护剂的种类和使用方法要求较高；③如何做到器官快速复温并去玻璃化而不引起器官损伤目前也是难题。玻璃化技术当前并未应用于临床。

3 结语

器官保存的发展主要是研发、测试对低温保存或机械灌注有利的保存液，同时研发新的有效的器官保存技术。而未来的研究方向可能是研究缺血再灌注损伤机制，革新保存液及保存技术，减少器官缺血再灌注损伤，从而减少及避免缺血再灌注损伤对移植后脏器功能的影响。