干細胞移植治療肝病：進展和挑戰

肝病是導致死亡和殘疾的重要原因。干細胞具有自我更新、高增殖和多向分化潛能的特點，已被用于治療越來越多的疾病，包括中樞神經系統疾病、黃斑變性、糖尿病和腫瘤。

目前，越來越多的證據表明，干細胞的免疫調節和分化特性在肝臟再生和修復中發揮著重要作用。雖然目前大部分研究僅限于細胞和動物研究，臨床轉化仍需多次試驗，但隨著研究技術和內容的豐富和深入，干細胞有望轉化肝病尤其是終末期肝病的治療。本文就相關干細胞的分類、肝病治療等方面的最新研究進展作一綜述。

用于治療肝臟疾病的干細胞有哪些？

目前的研究表明，多種干細胞可以改善肝損傷并可用于治療肝病，包括間充質干細胞（MSCs）、肝干細胞（LSCs）、胚胎干細胞（ESCs）、誘導多能干細胞（iPSCs） ), 和外周血干細胞 (PBSCs) (表格1)。

間充質干細胞 (MSCs) 的特征

MSC 是從骨髓、脂肪組織、臍帶血、胎盤和其他組織中分離出來的多能干細胞。間充質干細胞屬于成體干細胞。MSCs因其來源廣泛、免疫原性低、具有自我增殖和分化能力，可治療多種疾病。骨髓間充質干細胞（BM-BMSCs）、脂肪間充質干細胞（AD-MSCs）、臍帶間充質干細胞（UC-MSCs）在肝病基礎和臨床方面的研究較多。MSCs在體內外特定誘導條件下可分化為各種成體成熟細胞。

許多研究表明，MSCs在生長因子、細胞因子、肝細胞或非實質肝細胞的作用下可分化為肝樣細胞，并參與肝臟的免疫調節、細胞增殖和損傷修復。疾病。MSCs來源豐富，易于獲得和培養，免疫原性低。基于這些優勢，MSCs有望成為肝臟疾病干細胞研究的理想種子細胞來源。

肝干細胞 (LSC) 的特征

LSCs是在肝臟中發現的成體干細胞，主要包括肝卵圓細胞（HOC）和小肝細胞樣祖細胞（SHPC）。HOC呈橢圓形、小胞體、大核、小胞質，可雙向分化為肝細胞或膽管上皮細胞。SHPC的形態介于干細胞和膽管細胞之間。通常，成年HOC會分化為SHPC，然后分化為成熟肝細胞。大多數學者認為LSCs位于門靜脈周圍和終末膽管的Hering管內。

最近，一項研究發現，在肝小葉的中央靜脈附近存在大量增殖和自我更新的細胞。這些細胞可以分化成肝細胞，并在穩態更新過程中取代肝小葉沿線的所有肝細胞。肝干細胞因其定向分化為肝細胞或膽管細胞以及缺乏倫理問題而成為治療肝病的理想選擇。

誘導多能干細胞 (iPSC) 的特性

iPSC是具有干細胞特征的干細胞，是從病毒載體重編程的成體細胞中獲得的。它們具有與 ESC 相似的功能，但同時繞過了ESC的倫理爭議和免疫排斥。有學者認為iPSCs具有重編程、高度自我更新、多向分化等特點，增加了突變和致瘤的風險。

最近，基于經典iPSC重編程開發了一種稱為譜系重編程的新編程技術，它繞過 iPSC 實現細胞類型在譜系內或譜系間的轉換。通過這項技術，王云芳團隊使用小分子化合物而非轉錄因子將消化道上皮細胞重編程為人誘導內胚層祖細胞（hiEndoPCs）。hiEndoPCs可在體外分化成成熟肝細胞并整合到實驗小鼠的肝臟中，為治療肝病尤其是終末期肝病提供了更安全、更有效的種子細胞來源。

胚胎干細胞 (ESC) 的特征

從受精卵內胚層獲得的胚胎干細胞高度未分化，是增殖能力最強的多能干細胞。來自京都大學和國家兒童健康與發展中心 (NCCHD) 的兩個小組建立了一種新的胚胎干細胞衍生/培養系統。現在有十二個 ESC 可用于工業和臨床適用的再生醫療產品。胚胎干細胞無限的增殖能力和分化潛能在肝病領域具有很高的基礎和臨床研究價值。然而，胚胎干細胞的倫理和法律爭議、免疫排斥和致瘤風險限制了其在治療臨床疾病方面的研究和應用。

外周血干細胞（PBSCs）的特征

PBSC是外周血中唯一的CD34+細胞。正常情況下，PBSCs的數量很少，但在集落刺激因子動員后迅速增加。PBSCs采集后可用于治療疾病，尤其是血液病。最近，顯示PBSCs也可用于治療肝損傷。然而，關于PBSCs治療肝臟疾病的具體機制和穩定性的研究還很少。PBSCs是否是理想的細胞來源還有待進一步驗證。

干細胞治療與肝病

肝衰竭

肝衰竭是各種原因引起的嚴重肝功能障礙或失代償的臨床綜合征，死亡率極高。目前，肝移植是唯一有效的方法。然而，肝移植受限于肝源、成本和移植后的免疫排斥反應，迫切需要尋找新的有效治療方法。

干細胞因其有自我更新和分化潛能，為治療肝衰竭提供了新的方向。最近，許多相關研究被報道。意大利研究人員首次報道，人類肝干細胞被用于治療LPS/D-半乳糖誘發的暴發性肝衰竭小鼠模型。人肝干細胞可減輕模型小鼠肝細胞凋亡，促進肝細胞增殖，從而起到保護作用。

國內一項研究通過人BM-MSCs肝內移植成功治療了大型動物（豬）暴發性肝衰竭模型，其間采用大規模抗體芯片、全基因測序、蛋白譜分析等新技術解釋了人BM-MSC與宿主之間的相互作用。結果表明，干細胞植入可顯著抑制暴發性肝衰竭致死性細胞因子風暴。旁分泌抑制炎癥介質的分泌，調節免疫反應，減輕肝損傷，最終促進肝再生和修復，揭示δ樣配體4（DLL4）分子在干細胞移植后肝組織修復中發揮重要作用。

關于慢性肝衰竭 (ACLF) 患者干細胞治療的研究越來越多。最近，一項隨機對照試驗證明，向HBV-ACLF患者輸注間充質干細胞可以通過改善肝功能和減少感染等并發癥來降低死亡率。I期研究表明，粒細胞集落刺激因子（G-CSF）動員后外周血CD34⁺細胞可改善慢性肝衰竭患者輸注PBSCs后的血清膽紅素和白蛋白，且無特異性副作用對程序進行了觀察。

比利時生物科技公司Promethera在2019年歐洲肝臟研究協會 (EASL) 年會上展示了其肝干細胞 (LSCs) IIa期臨床試驗結果。LSCs被靜脈輸注到12名急性發作的患者中。慢性肝功能衰竭 (ACLF) 和7名急性失代償性肝病 (AD) 患者。初步數據顯示，LSCs可改善肝功能，無明顯副作用。

綜上所述，干細胞移植改善肝功能衰竭的主要可能機制包括分化增殖為肝細胞發揮替代作用、與宿主肝細胞融合、免疫調節、促進殘余肝細胞增殖和組織修復等。

肝硬化

我國肝硬化發病率逐年上升，失代償患者藥物治療效果差。近年來，干細胞移植治療肝硬化也取得了初步成果。

在一項多中心、隨機對照研究中，72名酒精性肝硬化患者接受了BM-MSCs自體動脈輸注治療。觀察到BM-MSCs可以在組織學水平上改善肝纖維化和肝功能，并被證明是安全的。在對失代償期肝硬化患者的長期分析中，與對照組相比，自體PBSCs移植顯著提高了長期生存率，并且沒有增加肝細胞癌的風險。

最近，一項基于中國人群的符合PRISMA標準的薈萃分析發現，經肝動脈自體骨髓干細胞移植治療乙型肝炎病毒相關性肝硬化是安全有效的，不會引起嚴重的不良事件。其可能機制是干細胞移植可以刺激肝細胞增殖，修復受損肝組織，減少組織膠原沉積，抑制肝纖維化，減少并發癥，提高生存時間。

肝細胞癌 (HCC)

關于干細胞治療肝細胞癌的研究越來越多。日本的一項研究表明，干擾素-β (IFN-β) 具有抗癌作用。但由于其體外滅活速度快，組織滲透性差，未能廣泛應用。源自人多能干細胞的iPS細胞來源的骨髓系細胞骨髓細胞 (iPS-ML) 可用于表達IFN-β。將iPS-ML腹腔注射入肝癌小鼠模型后，可減緩腫瘤進展，延長小鼠生存時間。iPS-ML可用作藥物輸送系統，可能對肝癌患者具有治療價值。

非酒精性脂肪性肝病 (NAFLD)

近20年來，NAFLD的發病率急劇上升，嚴重危害人類健康。除了控制飲食、運動、降血脂外，國內外尚缺乏特效藥。最近的實驗研究表明，干細胞移植可以改善非酒精性脂肪肝。從大鼠脂肪組織中分離出的 AD-MSCs通過門靜脈移植到高脂飲食誘導的NAFLD大鼠體內。與對照組相比，模型大鼠肝臟組織病理學顯示肝損傷減輕，脂質蓄積減少。血清促炎因子如腫瘤壞死因子-α和白細胞介素-6下調，即通過改善肝功能、促進脂質代謝、降低氧化應激來幫助逆轉NAFLD。

其他研究表明，脂肪來源干細胞的外泌體可以改善肥胖小鼠的胰島素敏感性，減少肥胖和減輕肝臟脂肪變性，主要是通過極化M2巨噬細胞和促進白色脂肪組織褐變。提示干細胞及其衍生物可能是NAFLD的一種新的潛在治療策略。

自身免疫性肝病 (ALD)

我國ALD患病率逐年上升，臨床治療受限，部分患者對內科特異性治療藥物反應不充分。尋找新的自身免疫性肝病治療方法一直是研究方向之一。

一項研究發現，UC-MSCs移植可以緩解對熊去氧膽酸 (UDCA) 治療無反應的原發性膽汁性肝硬化 (PBC) 患者的疲勞和瘙癢。10例UDCA治療無效的PBC患者，異基因骨髓間充質干細胞治療后，外周淋巴細胞CD8⁺T細胞數量減少，CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺T細胞增多，肝功能相應指標得到改善，治療過程安全。MSCs可以通過激活程序性死亡-1 (programmed death-1, PD-1) 通路發揮免疫抑制作用，改善自身免疫性肝炎小鼠的肝損傷。這些研究表明，干細胞可以調節免疫反應，改善酒精性肝病的肝損傷程度。

挑戰

盡管干細胞移植可能成為治療肝病的潛在有效工具，并且已經進行了大量的體內和體外試驗，但在干細胞廣泛應用于臨床之前，仍有一些重要的挑戰需要解決。

1、干細胞的鑒定和分化是未來的一些挑戰。細胞與組織分離后，誘導細胞分化為所需的細胞類型是另一個障礙。

2、細胞移植需要足夠數量的細胞才能有效，因此，大規模產生功能性和可移植的肝細胞是必須面對的主要挑戰。

3、雖然干細胞的免疫原性很低，但同種異體移植仍然可以引發免疫反應。如何進一步降低免疫原性也是研究人員需要探索的問題。

4、此外，目前還沒有確定最佳的移植方式。理論上，將干細胞直接注入門靜脈或肝動脈可能更有效。但侵入性方法可能導致出血和血栓形成，肝動脈高血壓阻礙細胞有效進入肝臟。在肝硬化患者中，由于門靜脈血流逆轉，移植細胞可能直接進入脾臟而不是肝臟。選擇最佳的移植方法仍然是今后需要解決的問題。因此，仍需進一步開展高質量的隨機臨床研究，以提高干細胞治療肝病的安全性和有效性。

5、同時，需要開發患者反應預測系統以確定哪些患者將從干細胞治療中獲益最多。個性化治療側重于患者的具體特征，以提供最高質量的治療，同時降低副作用的風險和無效干預的成本。因此，提高研究設計的標準化程度，建立全球多中心臨床試驗，將大大提高干細胞在肝病領域的臨床轉化應用。

結論與展望

干細胞具有許多特性，包括免疫調節、分化為肝細胞和修復受損組織。目前，已經初步證明干細胞是有效和安全的。然而，干細胞的長期療效和安全性、干細胞發育和分化的調控機制、治療肝病的最佳方案等尚不明確，仍有許多挑戰和問題需要解決。

相信隨著干細胞分離、基因編輯、干細胞培養、移植、追蹤、生物人工肝、組織工程肝等干細胞相關領域的不斷突破，干細胞移植終將成為現實。廣泛用于臨床肝病的治療。基于外泌體的療法避免了潛在的致瘤性、細胞排斥、栓子形成和干細胞移植的不良分化。對干細胞外泌體的深入研究有助于解釋干細胞治療的準確機制。無論是在肝病領域的研究還是應用，都是一個值得期待的好方向。這篇評論的主要描述顯示在圖1。

參考資料：Li S, Bi Y, Duan Z, Chang Y, Hong F, Chen Y. Stem cell transplantation for treating liver diseases: progress and remaining challenges. Am J Transl Res. 2021 May 15;13(5):3954-3966. PMID: 34149992; PMCID: PMC8205777.