簡介：病毒性肝炎、酒精性脂肪性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、自身免疫等多種刺激因素可引起肝臟慢性炎癥的發(fā)生，導(dǎo)致肝臟損傷，炎癥細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞活化，最終導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生。隨著肝纖維化的加重，機體功能障礙最終會發(fā)展為肝硬化，甚至肝癌（圖1）。

肝移植和肝細(xì)胞移植是治療肝纖維化的有效方法。但由于缺乏肝臟器官、免疫排斥反應(yīng)、手術(shù)并發(fā)癥等因素，無法應(yīng)用于臨床。因此，鑒于患者數(shù)量不斷增加而供體數(shù)量有限，以及肝纖維化發(fā)病率和死亡率的增加，需要替代療法。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝損傷的臨床研究進(jìn)展

基于間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的肝細(xì)胞分化和再生潛力，以及它們的免疫調(diào)節(jié)特性，已提議將間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 用于治療纖維化。國際細(xì)胞和基因治療學(xué)會 (ISCT) 的間充質(zhì)和組織干細(xì)胞委員會提出了一套最小的標(biāo)準(zhǔn)來定義 MSC，其中包括對塑料的粘附、特定表面抗原的表達(dá)，以及分化成成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞的潛力和軟骨細(xì)胞。目前公認(rèn)的MSCs有CD29⁺、CD44⁺、CD73⁺、CD90?⁺、CD105⁺、CD45^?、CD34?^?、CD14^?、CD11b^?和 HLA-DR^?（表1）。

此外，由于MSC易于分離和繁殖、相對安全性、旁分泌因子的分泌以及相互作用和減輕免疫效應(yīng)反應(yīng)的能力，間充質(zhì)干細(xì)胞正在800多項臨床試驗中進(jìn)行臨床研究。

肝纖維化的形成機制

正常肝組織包括肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肝巨噬細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞 (HSC)。HSC是位于肝細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞之間的非實質(zhì)細(xì)胞，儲存大量維生素A和脂質(zhì)。此外，HSC可以調(diào)節(jié)門靜脈壓力并促進(jìn)物質(zhì)交換。HSC的數(shù)量占肝細(xì)胞的13%。此外，HSC是肝臟中主要的細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 生成細(xì)胞。值得注意的是，多項研究表明HSC 在肝纖維化中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)肝臟受到各種損傷時，靜止的HSC會轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨?HSC?；罨腍SC特異性表達(dá)高水平的α-平滑肌肌動蛋白 (α-SMA)。這是通過ECM的強烈沉積來識別的，ECM會轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞。因此，HSC被認(rèn)為是肌成纖維細(xì)胞的主要前體細(xì)胞群（圖2)。

以前，肝纖維化被認(rèn)為是不可逆轉(zhuǎn)的。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，肝硬化是全球成人死亡的第14位，影響著數(shù)億人。直到20世紀(jì)90年代，研究才證實肝纖維化是可逆的。因此，采取有效的抗纖維化治療措施，可以預(yù)防甚至逆轉(zhuǎn)肝纖維化的病理過程就顯得尤為重要。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝損傷的作用機制

自1974年以來，當(dāng)Friedenstein等人。首先分離和表征MSC，基于MSC的治療已被證明是安全有效的。然而，許多科學(xué)家和臨床研究人員希望提高M(jìn)SCs在再生治療中的成功率。間充質(zhì)干細(xì)胞很容易分離并適合體外培養(yǎng)擴增。因此，MSC正被用作多種人類疾病的實驗療法。

此外，間充質(zhì)干細(xì)胞同時發(fā)揮多種作用：通過釋放細(xì)胞因子限制炎癥；通過表達(dá)生長因子幫助愈合；通過分泌免疫調(diào)節(jié)蛋白改變宿主免疫反應(yīng)；增強內(nèi)源性修復(fù)細(xì)胞的反應(yīng)；在某些組織中充當(dāng)成熟的功能細(xì)胞，例如骨骼。目前正在臨床研究MSCs在許多急性和慢性炎癥性疾病中的作用。因此，由于其免疫調(diào)節(jié)和抗纖維化特性，間充質(zhì)干細(xì)胞是減輕肝纖維化的一種新的有效療法。

MSCs通過抑制炎癥反應(yīng)、抑制肝細(xì)胞凋亡、分泌多種可溶性因子、抑制氧化應(yīng)激等，在肝損傷的治療中發(fā)揮重要作用（圖3）。

急性肝損傷的特點是起病急，病情進(jìn)展快，可發(fā)展為急性肝功能衰竭。目前的治療是原位肝移植。研究表明，MSC移植可以有效改善小鼠急性肝損傷的病情。此外，小鼠血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶 (ALT)、堿性磷酸酶、總膽紅素和白蛋白水平可在細(xì)胞注射后4周恢復(fù)至正常水平。同時，MSCs可以定位于肝臟，對肝功能異常的治療起到一定的作用。

慢性纖維化也是一種肝損傷。慢性肝炎導(dǎo)致HSCs活化，轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞產(chǎn)生大量ECM。隨著分解速度的加快，膠原纖維會逐漸沉積，導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生。經(jīng)組織病理學(xué)觀察證實，肝纖維化大鼠經(jīng)門靜脈移植MSCs后，肝纖維化程度可減輕，計算機斷層掃描（CT）灌注掃描也顯示血流動力學(xué)明顯改善。在小鼠肝纖維化模型中，發(fā)現(xiàn)移植MSCs可顯著降低I型膠原蛋白的表達(dá)，同時發(fā)現(xiàn)α-SMA陽性HSCs數(shù)量減少，表明其作用機制減少纖維化的方法可能是通過抑制HSC的活化。

肝移植引起的缺血再灌注損傷也是肝損傷的一種。這主要是由于一過性肝門靜脈高壓和肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的破壞，導(dǎo)致缺血時間延長，進(jìn)而導(dǎo)致血液再灌注后嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。研究表明，在大鼠肝缺血再灌注模型中，移植MSCs大鼠2天后肝臟再生率明顯高于對照組大鼠，血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)水平明顯高于對照組大鼠。與對照組相比，生長因子 (VEGF)、腫瘤壞死因子-α (TNF-α)、肝細(xì)胞生長因子 (HGF) 和其他再生相關(guān)蛋白也更高。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝損傷的調(diào)控機制

越來越多的研究人員正在使用干細(xì)胞治療多種肝臟疾病。大量研究證實，間充質(zhì)干細(xì)胞移植可以改善肝功能，減輕肝纖維化，修復(fù)肝損傷，其治療機制可能通過以下幾個方面實現(xiàn)（圖4）。

間充質(zhì)干細(xì)胞的分化

MSCs可在體外誘導(dǎo)分化為肝細(xì)胞樣細(xì)胞，并可表達(dá)肝細(xì)胞特異性標(biāo)志物。

間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)

肝臟是人體非常重要的免疫器官，含有大量的免疫細(xì)胞。免疫反應(yīng)與肝臟疾病的發(fā)展密切相關(guān)。MSCs可以通過分泌與先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)細(xì)胞相互作用的可溶性因子來維持體內(nèi)平衡，使它們能夠參與多種肝病的治療，而不受免疫排斥的影響（圖5）。

間充質(zhì)干細(xì)胞的抗纖維化作用

肝纖維化是肝臟結(jié)締組織的異常增生。目前的病理機制是HSCs的激活和增殖以及α-SMA的產(chǎn)生。內(nèi)源性或外源性MSCs可在各種因素的影響下定向遷移，穿透血管內(nèi)皮細(xì)胞，并趨向于靶向組織并定位存活（圖6）。

研究證實，MSCs針對肝臟受損區(qū)域，進(jìn)而分泌可溶性因子，減少肝細(xì)胞凋亡，激活活化的HSCs，抑制其活化，重塑肝臟周圍環(huán)境。在肝纖維化過程中，HSCs被激活增殖并轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，促進(jìn)纖維化的發(fā)展。MSCs之所以能夠抵抗纖維化，重要的原因在于MSCs能夠抑制HSCs的活化和增殖。

肝移植后間充質(zhì)干細(xì)胞的動力學(xué)

MSC進(jìn)入體內(nèi)后，不符合傳統(tǒng)藥物典型的分布和代謝模式。傳統(tǒng)藥物是被動分布的，而MSC具有向損傷部位趨化的特性，MSC在健康體和患病體中的分布是不同的。

通過門靜脈或肝動脈將MSCs直接注射到肝血管中，可以改善細(xì)胞的輸送和隨后的肝臟移植。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝損傷的臨床進(jìn)展

截至2022年11月，共有31個間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝損傷疾病的臨床項目完成臨床試驗注冊（表2）。研究人員致力于開發(fā)新的方法來提高肝損傷動物模型在體內(nèi)模擬MSCs的效率。但實際效果還需要通過臨床試驗來評估。終末期肝?。∕ELD）評分模型廣泛用于實驗研究和臨床應(yīng)用，以評估慢性肝病的嚴(yán)重程度。血清水平、總膽紅素和其他指標(biāo)用于評估肝病患者的預(yù)后恢復(fù)情況。

表2. MSC移植肝纖維化損傷的臨床試驗

臨床試驗表明，在一項針對45名失代償性肝硬化 (LC) 慢性乙型肝炎患者的研究中，與對照組相比，接受 UC-MSC輸注治療的患者腹水量顯著減少。此外，UC-MSC治療還顯著改善了肝功能，表現(xiàn)為血清白蛋白水平升高、血清總膽紅素水平降低以及MELD評分鈉模型降低。

在Ming Shi等人進(jìn)行的臨床試驗中，共有43名慢加急性肝衰竭 (ACLF) 患者與乙型肝炎病毒 (HBV) 感染相關(guān)。UC-MSC輸注顯著提高了ACLF患者的存活率，降低了MELD評分，提高了血清白蛋白、膽堿酯酶和凝血酶原活性，并增加了血小板計數(shù)。此外，在輸注UC-MSC后，血清總膽紅素和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶水平顯著降低。

從2010年到2013年，110名HBV相關(guān)的慢加急性肝衰竭患者參加了這項開放標(biāo)簽、非盲隨機對照研究。實驗組 (?n=56) 輸注1.0–10.0×10⁵細(xì)胞/kg同種異體骨髓來源的MSCs每周一次，持續(xù)4周，并隨訪24周。與對照組相比，同種異體骨髓來源的MSC治療顯著改善了臨床實驗室指標(biāo)，包括血清總膽紅素和MELD評分。

值得注意的是，為了更好地解釋 MSCs 的安全性和有效性，還需要進(jìn)一步研究，并應(yīng)招募不同因素誘發(fā)的肝纖維化患者。盡管近年來MSC在治療多種疾病方面具有諸多優(yōu)勢，但其臨床應(yīng)用仍需進(jìn)一步深入研究。

此外，間充質(zhì)干細(xì)胞移植還有一些問題需要解決，如MSC移植的合適時機、注射劑量、培養(yǎng)方案的優(yōu)化等。然而，如何在體內(nèi)提高M(jìn)SCs的存活率、定植率和安全性，以及在此基礎(chǔ)上如何發(fā)揮其效用，目前尚不清楚。因此，需要進(jìn)一步的臨床試驗和多學(xué)科咨詢來闡明這些。

結(jié)論

近年來，越來越多的學(xué)者將間充質(zhì)干細(xì)胞移植用于治療肝纖維化，并在體內(nèi)外均顯示出一定的抗纖維化作用。目前，為使間充質(zhì)干細(xì)胞移植的療效最大化，許多學(xué)者關(guān)注間充質(zhì)干細(xì)胞與其他抗纖維化分子和藥物的聯(lián)合應(yīng)用。間充質(zhì)干細(xì)胞與其他抗肝纖維化方法聯(lián)合可能產(chǎn)生更好的抗纖維化作用，是未來間充質(zhì)干細(xì)胞治療的發(fā)展方向。

目前，間充質(zhì)干細(xì)胞移植的調(diào)控作用引發(fā)了對肝纖維化發(fā)生發(fā)展的廣泛研究，但仍存在局限性。現(xiàn)有關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞與肝纖維化的研究多為體外和動物實驗，尚需更多臨床研究證實其療效。此外，作為具有多向分化潛能的多能干細(xì)胞，MSCs移植也會在體內(nèi)誘發(fā)不良反應(yīng)，其治療的副作用有待更深入的探討。

因此，間充質(zhì)干細(xì)胞應(yīng)用于肝纖維化的潛在調(diào)控機制和分子靶點仍需進(jìn)一步探索和研究，為間充質(zhì)干細(xì)胞移植用于肝纖維化臨床治療提供合理有效的理論支持。

免責(zé)說明：本文僅用于傳播科普知識，分享行業(yè)觀點，不構(gòu)成任何臨床診斷建議！杭吉干細(xì)胞所發(fā)布的信息不能替代醫(yī)生或藥劑師的專業(yè)建議。如有版權(quán)等疑問，請隨時聯(lián)系我。