武漢大學人民醫(yī)院：干細胞成為治療肝硬化有前景的方法

2022年，7月份武漢大學人民醫(yī)院感染科在“Stem Cell Research & Therapy”雜志上發(fā)布了一篇關于間充質(zhì)干細胞治療肝硬化的文章。

在這篇綜述中，武漢大學人民醫(yī)院感染科總結了間充質(zhì)干細胞的特征、代表性臨床研究數(shù)據(jù)，以及間充質(zhì)干細胞療法的減輕肝硬化策略的潛在機制。此外，武漢大學人民醫(yī)院感染科檢查了肝硬化中免疫環(huán)境的間充質(zhì)干細胞依賴性調(diào)節(jié)所涉及的過程。

因此，武漢大學人民醫(yī)院感染科的研究結果證實了開發(fā)以間充質(zhì)干細胞治療肝硬化的概念。間充質(zhì)干細胞可作為候選治療劑，以延長肝硬化患者的生存期或可能在不久的將來逆轉(zhuǎn)病情。

什么是肝病

肝病是由病毒（如乙型和丙型肝炎）、自身免疫性肝炎、酒精性脂肪性肝炎（ASH）、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）和進行性代謝性疾病引起的肝臟感染，導致肝功能衰竭、肝硬化和肝功能衰竭、癌癥。它已成為全球日益嚴重的死因，占全球所有年度死亡率的3.5%。

長期肝損傷逐漸導致肝功能喪失和細胞外基質(zhì)（ECM）積累，導致肝纖維化的發(fā)生。肝纖維化的終末階段是肝硬化，失代償性肝硬化患者出現(xiàn)多種并發(fā)癥；最常見的臨床表現(xiàn)是腹水和胃食管靜脈曲張破裂出血。晚期并發(fā)癥包括黃疸、凝血功能障礙、肝性腦病、急性腎損傷和肝腎綜合征 (HRS)，并發(fā)癥在首次出現(xiàn)后復發(fā)且頻率增加，大多數(shù)患者在大約2年的中位時間內(nèi)死亡。

唯一可用的選擇是肝移植，但其臨床應用受到供體稀缺和免疫排斥反應的限制。因此，迫切需要有效的治療策略來逆轉(zhuǎn)肝硬化。

武漢大學人民醫(yī)院：干細胞成為治療肝硬化有前景的方法

最近，間充質(zhì)干細胞(MSC) 在健康和醫(yī)學研究的許多不同領域受到了廣泛關注。間充質(zhì)干細胞被認為是治療急性肝衰竭和肝硬化的潛在有用和合適的候選者，因為它們能夠分化成肝細胞樣細胞 (HLC) 和免疫調(diào)節(jié)特性。臨床實驗表明，間充質(zhì)干細胞的治療對于多種疾病是安全可行的，包括自身免疫性疾病、癌癥、克羅恩病、呼吸系統(tǒng)疾病、肝硬化、多發(fā)性硬化癥、脊髓損傷、糖尿病及其并發(fā)癥，骨和軟骨損傷、骨關節(jié)炎、心臟病和移植物抗宿主病。

間充質(zhì)干細胞被定義為具有自我更新能力的多能基質(zhì)細胞，可以很容易地從廣泛的組織（例如，羊水、臍帶、脂肪組織、骨髓和月經(jīng)血）中提取并在體外擴增。此外MSCs普遍具有較低的免疫原性，可以避免受體的免疫排斥，為其同種異體應用奠定了基礎，間充質(zhì)干細胞的治療優(yōu)勢包括自我更新、歸巢到損傷部位、免疫調(diào)節(jié)、多向分化和分泌促進受損組織修復和再生的營養(yǎng)因子，并且使用間充質(zhì)干細胞沒有任何倫理問題。自1976年首次從小鼠骨髓中分離出MSCs以來，多項基礎和臨床研究試驗表明，MSCs可以安全有效地增強肝功能和治療肝硬化。

干細胞移植技術在治療肝病（肝硬化）中的臨床試驗

截至2022年11月，共有108項涉及間充質(zhì)干細胞治療肝病的注冊臨床研究，其中67項專門針對肝硬化的臨床研究，其中有14項已經(jīng)完成。

臨床試驗一：肝硬化患者在間充質(zhì)干細胞治療后可能會出現(xiàn)肝功能改善，這似乎是安全的，具有良好的安全性，并且通常耐受性良好。

臨床試驗二：一份四例臨床報告的結果表明，通過外周靜脈移植自體骨髓間充質(zhì)干細胞（BM-MSCs）是安全的，并且兩例失代償性肝硬化患者的終末期肝病（MELD）評分模型是改進。

臨床試驗三：臍帶間充質(zhì)干細胞（通常縮寫為 UC-MSCs）的移植在I-II期臨床研究中進行了評估，其中包括乙型肝炎肝硬化患者。靜脈輸注UC-MSCs導致腹水量明顯減少，肝功能（如血清膽紅素和血清白蛋er白水平）改善，MELDNa評分降低，沒有任何嚴重的不良反應或并發(fā)癥。

肝硬化的發(fā)病機制

肝硬化是指肝纖維化的晚期階段，可能由影響肝臟的多種疾病和病癥引起，例如慢性酒精中毒和肝炎。這是細胞外基質(zhì) (ECM) 和膠原I過度積累以應對慢性損傷的結果。肝纖維化的發(fā)展過程可能因病因（包括肝炎病毒、酒精或膽汁酸）而有很大差異。在大多數(shù)情況下，初始階段包括肝細胞受損，導致氧自由基和炎癥物質(zhì)的產(chǎn)生。隨后，Kupffer細胞和其他炎性細胞因子被激活并被募集到該過程中。下一步是激活肝星狀細胞 (HSC) 。這是肝纖維化的一般過程。在Disse間隙中發(fā)現(xiàn)的HSC在肝纖維化的發(fā)生和發(fā)展中起著不可或缺的作用。

ECM，細胞外基質(zhì)；HSCs，肝星狀細胞；TIMP，金屬蛋白酶組織抑制劑；PDGF，血小板衍生生長因子；TGF-β，轉(zhuǎn)化生長因子-β

間充質(zhì)干細胞治療肝硬化的機制

基礎研究從多個角度探討了間充質(zhì)干細胞治療肝硬化的機制，大致分為三類：

①當被引入受損肝組織時，MSCs具有分化為肝細胞或與現(xiàn)有肝細胞融合的潛力，使它們成為肝組織再生和修復的有用資源；

②MSCs能夠產(chǎn)生廣泛的細胞因子和生長因子，它們還可能具有發(fā)揮旁分泌作用的能力，這有助于刺激損傷組織中內(nèi)源性細胞的再增殖；

③MSCs對許多其他類型的細胞有抑制作用，例如自然殺傷細胞 (NKs)、B淋巴細胞和T淋巴細胞，這使它們能夠?qū)Ω闻K疾病發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用（圖2)。

轉(zhuǎn)分化與細胞融合：大多數(shù)使用從MSC產(chǎn)生的HLC的研究報告了令人鼓舞的發(fā)現(xiàn)，表明這些細胞既改善了它們的血清參數(shù)，又恢復了體內(nèi)肝功能。迄今為止，MSCs向HLCs的轉(zhuǎn)分化主要是通過使用四種主要方法誘導的，包括添加細胞因子和生長因子、改變物理參數(shù)、改變微環(huán)境和遺傳改變。

旁分泌作用：盡管對MSCs早期治療的興趣圍繞著它們在肝臟中的分化能力，但越來越多的研究為MSCs的活動主要通過旁分泌過程而不是通過轉(zhuǎn)分化介導的假設提供了重要支持。

免疫調(diào)節(jié)作用：MSC的免疫調(diào)節(jié)特性一直是許多體外和體內(nèi)研究報告的焦點。幾項研究提供了重要證據(jù)，表明MSCs在慢性和急性肝病中的治療益處是全身性的，并且這些影響取決于營養(yǎng)和免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)的分泌。MSCs通過調(diào)節(jié)先天性和適應性反應發(fā)揮其免疫治療作用。

在過去的幾十年中，由于MSCs的眾多優(yōu)勢，它在實驗室和臨床環(huán)境中都受到了廣泛的關注和研究。盡管在診斷為肝硬化的患者中進行的MSC相關臨床研究表明在短期內(nèi)是安全有效的，但這些試驗的有利益處已被證明會隨著時間的推移而減少。

因此，還有許多挑戰(zhàn)需要解決，例如理想的時機、最佳的輸送渠道以及用于MSC移植的足夠的細胞數(shù)量。此外，需要進一步研究改善肝臟中的植入和MSCs存活率，以提高MSCs治療的有效性。這些研究還應確定增強間充質(zhì)干細胞在宿主肝臟中長期植入的方法。

預處理增強間充質(zhì)干細胞對肝硬化的治療作用

在體外分離和培養(yǎng)后，MSCs無法保持其后續(xù)應用的能力，因為它們被剝奪了營養(yǎng)和氧氣。外部生長因子也無法保持MSC的能力。

研究表明，基因修飾、藥物制劑、缺氧和炎癥環(huán)境都可用于保護MSCs免受惡劣環(huán)境造成的損害，從而增強MSCs的歸巢能力、存活率、旁分泌影響體內(nèi)和體外，以及這些細胞在肝硬化情況下的治療效果（圖3）。 

結論

間充質(zhì)干細胞 (MSCs) 的治療是目前用于治療肝病的幾種醫(yī)療程序中的一種潛在方法，可以相應地采用它來提供最佳治療匹配，以試圖防止經(jīng)常發(fā)生的致命后果肝移植的必要性。另一方面，為了優(yōu)化間充質(zhì)干細胞的治療價值，機制和臨床研究應該在學術和工業(yè)研究人員之間建立更緊密的合作。

相信在不久的未來，無論是肝炎還是需要肝移植治療的重癥肝病，都會迎來更好的治療局面，為肝臟疾病的治愈帶來希望。

參考資料：Yao L, Hu X, Dai K, Yuan M, Liu P, Zhang Q, Jiang Y. Mesenchymal stromal cells: promising treatment for liver cirrhosis. Stem Cell Res Ther. 2022 Jul 15;13(1):308. doi: 10.1186/s13287-022-03001-z. PMID: 35841079; PMCID: PMC9284869.

作者：武漢大學人民醫(yī)院感染科

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