Liver transplantation

Japanese: 肝臓移植 - かんぞういしょく（英語表記）liver transplantation

A type of organ transplant. It refers to removing a liver from one person and transferring it to another person. It is also called liver transplant. The person who provides the liver is called the donor, and the patient who receives the liver is called the recipient.

[Hiroshi Nakamura]

Types of Liver Transplants

There are two types of liver transplants:

(1) Cadaveric liver transplantation: The removal of a liver from a brain-dead donor and transplanting it into a patient with severe liver disease.

(2) Living donor partial liver transplantation This refers to the removal of a portion of the liver from a blood relative (such as a parent, brother, sister, or child) or spouse of a patient who has volunteered to donate the liver, and then transplanting it into the patient. It is also called living donor liver transplant for short.

[Hiroshi Nakamura]

Indications and methods of liver transplantation

There is no other life-saving option than a liver transplant. The liver diseases for which a liver transplant is indicated are as follows:

(1) Children: Congenital liver and biliary diseases and congenital metabolic disorders, such as α1-antitrypsin deficiency, which is a specific enzyme deficiency in the liver that can result in death.

(2) Adults: Fulminant hepatitis, primary biliary cirrhosis, primary sclerosing cholangitis, cirrhosis (viral hepatitis, secondary biliary, alcoholic), etc. However, even if a liver transplant is performed on a patient with hepatitis B or cirrhosis, cirrhosis and liver failure often recur in the transplanted liver.

The surgical technique involves removing the entire diseased autologous liver, leaving the inferior vena cava intact, placing the transplanted liver in its place (orthotopic total liver transplant), reconstructing the portal vein and hepatic artery leading to the liver, reconstructing the hepatic vein leading out of the liver, and finally anastomosis between the bile duct and the intestine. To make up for the shortage of donors, one liver may be divided into two and transplanted into two recipients, known as a bipartite liver transplant. A single recipient may also receive livers from two donors (dual graft).

Patient selection is based on the disease targeted for liver transplantation, medical urgency, blood type, and waiting period. In liver transplantation, the number of matches of HLA types, which are tissue compatibility tests, is not related to the outcome. Tacrolimus (brand name "Prograf"), cyclosporine (brand name "Neoral"), and steroids are commonly used as immunosuppressants after liver transplantation.

[Hiroshi Nakamura]

Domino liver transplant

There is a special transplantation method called domino liver transplantation, in which the liver removed from a patient is transplanted to another patient with end-stage liver failure, like falling dominoes. Since it was first performed in Portugal in 1995, more than 500 cases have been performed worldwide, and 28 cases have been performed in Japan. It is used when patients with an incurable disease called amyloid polyneuropathy (FAP) receive a liver transplant. FAP is a disease in which amyloid, a fibrous protein, is deposited in organs and tissues, causing functional disorders, and the liver produces abnormal proteins. Amyloid precursors transform into amyloid over the course of 20 to 30 years and deposit in other organs, causing impairment of the heart and kidneys, and causing death about 10 years after onset. Early liver transplantation can prevent the progression of the disease. Apart from producing abnormal proteins, liver function is normal, so even such livers can be transplanted into patients with end-stage liver failure to extend their life, but because there is a risk of FAP developing 20 to 30 years later, many Western countries limit liver recipients to those aged 60 or older. Japan's first domino liver transplant was performed at Kyoto University in July 1999. One liver was divided and transplanted into two patients, making it the world's first split domino liver transplant.

[Hiroshi Nakamura]

History of liver transplantation and future challenges

In 1963, American Thomas E. Starzl (1926-2017) and his colleagues performed the world's first clinical cadaveric liver transplant, but it failed. In 1967, Starzl and his colleagues performed another cadaveric liver transplant on a child, and the first successful case was a long-term survival of 400 days. A living donor partial liver transplant was first performed in Brazil in 1987, but cadaveric liver transplants from brain-dead donors are the mainstream worldwide. In Japan, organ donation from brain-dead donors is difficult, so a method different from the global trend of living donor partial liver transplants is used. Since the first case in Japan was performed in November 1989 (Heisei 1) by Naofumi Nagasue (1942- ) and his colleagues at Shimane Medical University (integrated with Shimane University in 2003), approximately 4,300 cases have been performed by the end of 2006. In contrast, there have been only 38 cadaveric liver transplants.

The liver has a strong regenerative ability, and after liver resection, liver function recovers in about two weeks, and it is said to return to its original size in two to three months. Therefore, the risk to the donor in a living donor partial liver transplant is low, and with the advances in liver surgery today, the risk of surgical complications is also low. However, the mortality rate of living donors is 0.9% in Europe, 0.3% in the United States, and one case has been reported in Japan. It has been pointed out that cadaveric liver transplantation, which is widely performed worldwide, is preferable to operating on healthy people, and that living donor partial liver transplantation is a temporary measure until brain-dead donor transplantation becomes widespread. Approximately 8,300 cadaveric liver transplants are performed annually worldwide. In Japan, the first cadaveric liver transplant from a brain-dead patient was performed in February 1999, based on the Organ Transplant Law enacted in 1997, and it is expected that the number of cases will gradually increase in the future.

With the establishment of surgical techniques, advances in liver preservation methods, and the emergence of immunosuppressants such as cyclosporine and tacrolimus, the results of liver transplants have improved, with survival rates of 82% at 1 year and 76% at 5 years for living donor liver transplants, and 74% at 1 year and 67% at 5 years for cadaveric liver transplants (according to the Japan Liver Transplant Study Group). Future issues will require the widespread use of organ donation cards (donor cards) and an increase in the number of donor hospitals, so that cadaveric liver transplants can replace living donor partial liver transplants.

[Hiroshi Nakamura]

"Liver Transplantation and Liver Pathology: Elucidating Liver Pathology from the Perspective of Adult Liver Transplant Cases in Japan" edited by Fumihiro Ichida, Hisakazu Tanigawa and Takafumi Ichida (1997, Japan Medical Center)" ▽ "Up to Date on Liver Transplantation" edited by Tadashi Tsujii, Kiwamu Okita, Masamichi Kamishiro, Kenichi Kobayashi and Shunji Futagawa (2001, Shindan to Chiryousha)" ▽ "Children's Liver Transplantation: The Timing to Save Lives" by Gunsei Kasahara (2007, Shindan to Chiryousha) ▽ "Living Donor Liver Transplantation: The Challenge of the Kyoto University Team" by Masaharu Goto (Iwanami Shinsho)

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

臓器移植の一つ。一個人から肝臓を摘出し、他人にそれを移すことをいう。肝移植ともいう。肝臓を提供する人をドナーdonor（提供者）、肝臓を受ける患者をレシピエントrecipient（受容者）という。

［中村　宏］

肝臓移植の種類

肝臓移植には次の2種類がある。

(1)死体肝移植　脳死者から肝臓を摘出し、重篤な肝疾患のある患者にそれを移植することをいう。

(2)生体部分肝移植　患者の両親、兄弟、姉妹、子供などの血縁者、または配偶者から、自発的な肝臓提供の意思に基づいて肝臓の一部を切除した後、それを患者に移植することをいう。略して、生体肝移植ともいう。

［中村　宏］

適応疾患と肝移植の方法

肝移植以外には救命手段がない、肝移植の適応となる肝疾患は次のような場合である。

(1)小児　先天性肝・胆道疾患や先天性代謝異常症など。後者のなかには、肝臓が特定の酵素欠損のため結果的に死に至るα1-アンチトリプシン欠損症などがある。

(2)成人　劇症肝炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、肝硬変（肝炎ウイルス性、二次性胆汁性、アルコール性）など。ただしB型肝炎、肝硬変の患者に肝移植を行っても、移植した肝臓に肝硬変、肝不全が再発することが多い。

　手術手技は、下大静脈を残して病的自己肝を全摘し、その部位に移植する肝臓を置いて（同所性全肝移植）、肝臓に入ってくる門脈と肝動脈とを再建し、肝臓から出ていく肝静脈も再建し、最後に胆管と腸とを吻合(ふんごう)する。ドナー不足を補うために、一つの肝臓を二つに分割して2人のレシピエントに移植することがあり、これを二分割肝移植という。また1人のレシピエントが、2人のドナーから、肝臓の提供を受けることもある（dual graft）。

　患者の選択は、肝移植対象疾患、医学的救急度、血液型、待機期間に基づいて行われる。肝移植では、組織適合性検査であるHLA型の一致数と成績とは無関係である。肝移植後の免疫抑制法としては、タクロリムス（製品名「プログラフ」）、シクロスポリン（サイクロスポリン、製品名「ネオーラル」）、ステロイドが一般的に用いられている。

［中村　宏］

ドミノ肝移植

ドミノ肝移植という特殊な移植法があるが、これはドミノ倒しのように、肝移植を受ける患者から摘出された肝臓をほかの肝不全末期の患者に移植する方法である。1995年にポルトガルで最初に行われて以来、世界では500例以上が行われ、日本でも28例行われている。アミロイド・ポリニューロパシー（FAP）という難病の患者が肝移植を受けるときに行われる。FAPは繊維タンパク質を主成分とするアミロイドが、臓器や組織などに沈着して機能障害を引き起こす疾患で、肝臓が異常なタンパク質を生成する。アミロイドの前駆物質が20～30年間でアミロイドに変形してほかの臓器に沈着し、心臓や腎臓の機能に障害をきたし、発症後10年前後で死亡する。早期に肝移植をすれば病状の進行を阻止できる。異常なタンパク質を生成することを除けば、肝機能は正常なので、そのような肝臓でも肝不全末期の患者に移植すれば延命効果が得られるが、20～30年後にFAPが発症する可能性もあり、欧米諸国では肝臓の提供を受ける患者を60歳以上に限定しているところが多い。1999年（平成11）7月に京都大学で日本最初のドミノ肝移植が実施された。一つの肝臓を分割して2人の患者に移植し、世界初のドミノ分割肝移植となった。

［中村　宏］

肝臓移植の歴史と今後の課題

1963年、アメリカのトーマス・スターツルThomas E. Starzl（1926―2017）らが世界で初めて臨床的に死体肝移植を行ったが失敗した。1967年ふたたびスターツルらが小児に死体肝移植を行い、400日という長期生存例を得たのが初成功例と考えられる。生体部分肝移植は1987年にブラジルで初めて行われたが、世界的には脳死者からの死体肝移植が主流となっている。日本では脳死者からの臓器提供がむずかしいため、生体部分肝移植という世界の趨勢(すうせい)とは異なった方法がとられ、1989年（平成1）11月に島根医科大学（2003年に島根大学と統合）の永末直文（1942―　）らが行った日本初の症例以来、2006年末までに約4300回施行されている。これに対して死体肝移植は38回にすぎない。

　肝臓は再生能力が強く、肝臓を切除した後、肝機能は約2週間で回復し、2～3か月で元の大きさと同程度になるといわれている。したがって生体部分肝移植でドナーに与える危険性は低く、また肝臓外科の進歩した今日では手術的合併症の危険性も低い。とはいえ、生体肝ドナーの死亡が、ヨーロッパでは0.9％、アメリカでは0.3％、日本でも1例報告されている。健常人にメスを加えるよりは世界的に広く行われている死体肝移植の方が望ましく、生体部分肝移植は脳死移植が普及するまでの一時的手段との指摘もある。死体肝移植は世界では年間約8300回行われている。日本でも1997年に成立した臓器移植法に基づく脳死患者からの死体肝移植が1999年2月に初めて行われ、今後徐々に症例数が増加していくことが期待されている。

　肝移植の成績は、手術手技の確立、肝保存法の進歩、免疫抑制剤のシクロスポリンやタクロリムスの出現によって、生存率は生体肝移植では1年82％、5年76％、死体肝移植では1年74％、5年67％と向上してきている（日本肝移植研究会調べ）。今後の問題としては、死体肝移植が生体部分肝移植にとってかわるように、臓器提供意思表示カード（ドナーカード）を普及させ、ドナー病院数を拡大させることが重要である。

［中村　宏］

『市田文弘監修、谷川久一・市田隆文編『肝移植と肝病態――本邦成人の肝移植症例からみた肝病態の解明』（1997・日本メディカルセンター）』▽『辻井正編集顧問、沖田極・神代正道・小林健一・二川俊二編『肝移植のup to date』（2001・診断と治療社）』▽『笠原群生著『こどもの肝移植――「いのち」を救うタイミング』（2007・診断と治療社）』▽『後藤正治著『生体肝移植――京大チームの挑戦』（岩波新書）』