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

目前，越來越多的證據(jù)表明，干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)和分化特性在肝臟再生和修復(fù)中發(fā)揮著重要作用。雖然目前大部分研究?jī)H限于細(xì)胞和動(dòng)物研究，臨床轉(zhuǎn)化仍需多次試驗(yàn)，但隨著研究技術(shù)和內(nèi)容的豐富和深入，干細(xì)胞有望轉(zhuǎn)化肝病尤其是終末期肝病的治療。本文就相關(guān)干細(xì)胞的分類、肝病治療等方面的最新研究進(jìn)展作一綜述。

用于治療肝臟疾病的干細(xì)胞有哪些？

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

間充質(zhì)干細(xì)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(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞屬于成體干細(xì)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(zhì)干細(xì)胞（BM-BMSCs）、脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞（AD-MSCs）、臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞（UC-MSCs）在肝病基礎(chǔ)和臨床方面的研究較多。MSCs在體內(nèi)外特定誘導(dǎo)條件下可分化為各種成體成熟細(xì)胞。

許多研究表明，MSCs在生長因子、細(xì)胞因子、肝細(xì)胞或非實(shí)質(zhì)肝細(xì)胞的作用下可分化為肝樣細(xì)胞，并參與肝臟的免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞增殖和損傷修復(fù)。疾病。MSCs來源豐富，易于獲得和培養(yǎng)，免疫原性低。基于這些優(yōu)勢(shì)，MSCs有望成為肝臟疾病干細(xì)胞研究的理想種子細(xì)胞來源。

肝干細(xì)胞 (LSC) 的特征

LSCs是在肝臟中發(fā)現(xiàn)的成體干細(xì)胞，主要包括肝卵圓細(xì)胞（HOC）和小肝細(xì)胞樣祖細(xì)胞（SHPC）。HOC呈橢圓形、小胞體、大核、小胞質(zhì)，可雙向分化為肝細(xì)胞或膽管上皮細(xì)胞。SHPC的形態(tài)介于干細(xì)胞和膽管細(xì)胞之間。通常，成年HOC會(huì)分化為SHPC，然后分化為成熟肝細(xì)胞。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為LSCs位于門靜脈周圍和終末膽管的Hering管內(nèi)。

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

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC) 的特性

iPSC是具有干細(xì)胞特征的干細(xì)胞，是從病毒載體重編程的成體細(xì)胞中獲得的。它們具有與 ESC 相似的功能，但同時(shí)繞過了ESC的倫理爭(zhēng)議和免疫排斥。有學(xué)者認(rèn)為iPSCs具有重編程、高度自我更新、多向分化等特點(diǎn)，增加了突變和致瘤的風(fēng)險(xiǎn)。

最近，基于經(jīng)典iPSC重編程開發(fā)了一種稱為譜系重編程的新編程技術(shù)，它繞過 iPSC 實(shí)現(xiàn)細(xì)胞類型在譜系內(nèi)或譜系間的轉(zhuǎn)換。通過這項(xiàng)技術(shù)，王云芳團(tuán)隊(duì)使用小分子化合物而非轉(zhuǎn)錄因子將消化道上皮細(xì)胞重編程為人誘導(dǎo)內(nèi)胚層祖細(xì)胞（hiEndoPCs）。hiEndoPCs可在體外分化成成熟肝細(xì)胞并整合到實(shí)驗(yàn)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(xì)胞來源。

胚胎干細(xì)胞 (ESC) 的特征

從受精卵內(nèi)胚層獲得的胚胎干細(xì)胞高度未分化，是增殖能力最強(qiáng)的多能干細(xì)胞。來自京都大學(xué)和國家兒童健康與發(fā)展中心 (NCCHD) 的兩個(gè)小組建立了一種新的胚胎干細(xì)胞衍生/培養(yǎng)系統(tǒng)。現(xiàn)在有十二個(gè) ESC 可用于工業(yè)和臨床適用的再生醫(yī)療產(chǎn)品。胚胎干細(xì)胞無限的增殖能力和分化潛能在肝病領(lǐng)域具有很高的基礎(chǔ)和臨床研究?jī)r(jià)值。然而，胚胎干細(xì)胞的倫理和法律爭(zhēng)議、免疫排斥和致瘤風(fēng)險(xiǎn)限制了其在治療臨床疾病方面的研究和應(yīng)用。

外周血干細(xì)胞（PBSCs）的特征

PBSC是外周血中唯一的CD34+細(xì)胞。正常情況下，PBSCs的數(shù)量很少，但在集落刺激因子動(dòng)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(guān)于PBSCs治療肝臟疾病的具體機(jī)制和穩(wěn)定性的研究還很少。PBSCs是否是理想的細(xì)胞來源還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

干細(xì)胞治療與肝病

肝衰竭

肝衰竭是各種原因引起的嚴(yán)重肝功能障礙或失代償?shù)呐R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(yīng)，迫切需要尋找新的有效治療方法。

干細(xì)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(guān)研究被報(bào)道。意大利研究人員首次報(bào)道，人類肝干細(xì)胞被用于治療LPS/D-半乳糖誘發(fā)的暴發(fā)性肝衰竭小鼠模型。人肝干細(xì)胞可減輕模型小鼠肝細(xì)胞凋亡，促進(jìn)肝細(xì)胞增殖，從而起到保護(hù)作用。

國內(nèi)一項(xiàng)研究通過人BM-MSCs肝內(nèi)移植成功治療了大型動(dòng)物（豬）暴發(fā)性肝衰竭模型，其間采用大規(guī)?？贵w芯片、全基因測(cè)序、蛋白譜分析等新技術(shù)解釋了人BM-MSC與宿主之間的相互作用。結(jié)果表明，干細(xì)胞植入可顯著抑制暴發(fā)性肝衰竭致死性細(xì)胞因子風(fēng)暴。旁分泌抑制炎癥介質(zhì)的分泌，調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，減輕肝損傷，最終促進(jìn)肝再生和修復(fù)，揭示δ樣配體4（DLL4）分子在干細(xì)胞移植后肝組織修復(fù)中發(fā)揮重要作用。

關(guān)于慢性肝衰竭 (ACLF) 患者干細(xì)胞治療的研究越來越多。最近，一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)證明，向HBV-ACLF患者輸注間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過改善肝功能和減少感染等并發(fā)癥來降低死亡率。I期研究表明，粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）動(dòng)員后外周血CD34⁺細(xì)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(duì)程序進(jìn)行了觀察。

比利時(shí)生物科技公司Promethera在2019年歐洲肝臟研究協(xié)會(huì) (EASL) 年會(huì)上展示了其肝干細(xì)胞 (LSCs) IIa期臨床試驗(yàn)結(jié)果。LSCs被靜脈輸注到12名急性發(fā)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(shù)據(jù)顯示，LSCs可改善肝功能，無明顯副作用。

綜上所述，干細(xì)胞移植改善肝功能衰竭的主要可能機(jī)制包括分化增殖為肝細(xì)胞發(fā)揮替代作用、與宿主肝細(xì)胞融合、免疫調(diào)節(jié)、促進(jìn)殘余肝細(xì)胞增殖和組織修復(fù)等。

肝硬化

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

在一項(xiàng)多中心、隨機(jī)對(duì)照研究中，72名酒精性肝硬化患者接受了BM-MSCs自體動(dòng)脈輸注治療。觀察到BM-MSCs可以在組織學(xué)水平上改善肝纖維化和肝功能，并被證明是安全的。在對(duì)失代償期肝硬化患者的長期分析中，與對(duì)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(xì)胞癌的風(fēng)險(xiǎn)。

最近，一項(xiàng)基于中國人群的符合PRISMA標(biāo)準(zhǔn)的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)肝動(dòng)脈自體骨髓干細(xì)胞移植治療乙型肝炎病毒相關(guān)性肝硬化是安全有效的，不會(huì)引起嚴(yán)重的不良事件。其可能機(jī)制是干細(xì)胞移植可以刺激肝細(xì)胞增殖，修復(fù)受損肝組織，減少組織膠原沉積，抑制肝纖維化，減少并發(fā)癥，提高生存時(shí)間。

肝細(xì)胞癌 (HCC)

關(guān)于干細(xì)胞治療肝細(xì)胞癌的研究越來越多。日本的一項(xiàng)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(yīng)用。源自人多能干細(xì)胞的iPS細(xì)胞來源的骨髓系細(xì)胞骨髓細(xì)胞 (iPS-ML) 可用于表達(dá)IFN-β。將iPS-ML腹腔注射入肝癌小鼠模型后，可減緩腫瘤進(jìn)展，延長小鼠生存時(shí)間。iPS-ML可用作藥物輸送系統(tǒng)，可能對(duì)肝癌患者具有治療價(jià)值。

非酒精性脂肪性肝病 (NAFLD)

近20年來，NAFLD的發(fā)病率急劇上升，嚴(yán)重危害人類健康。除了控制飲食、運(yùn)動(dòng)、降血脂外，國內(nèi)外尚缺乏特效藥。最近的實(shí)驗(yàn)研究表明，干細(xì)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(dǎo)的NAFLD大鼠體內(nèi)。與對(duì)照組相比，模型大鼠肝臟組織病理學(xué)顯示肝損傷減輕，脂質(zhì)蓄積減少。血清促炎因子如腫瘤壞死因子-α和白細(xì)胞介素-6下調(diào)，即通過改善肝功能、促進(jìn)脂質(zhì)代謝、降低氧化應(yīng)激來幫助逆轉(zhuǎn)NAFLD。

其他研究表明，脂肪來源干細(xì)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(xì)胞和促進(jìn)白色脂肪組織褐變。提示干細(xì)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(duì)內(nèi)科特異性治療藥物反應(yīng)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(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，UC-MSCs移植可以緩解對(duì)熊去氧膽酸 (UDCA) 治療無反應(yīng)的原發(fā)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(zhì)干細(xì)胞治療后，外周淋巴細(xì)胞CD8⁺T細(xì)胞數(shù)量減少，CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺T細(xì)胞增多，肝功能相應(yīng)指標(biāo)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(fā)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(xì)胞可以調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，改善酒精性肝病的肝損傷程度。

挑戰(zhàn)

盡管干細(xì)胞移植可能成為治療肝病的潛在有效工具，并且已經(jīng)進(jìn)行了大量的體內(nèi)和體外試驗(yàn)，但在干細(xì)胞廣泛應(yīng)用于臨床之前，仍有一些重要的挑戰(zhàn)需要解決。

1、干細(xì)胞的鑒定和分化是未來的一些挑戰(zhàn)。細(xì)胞與組織分離后，誘導(dǎo)細(xì)胞分化為所需的細(xì)胞類型是另一個(gè)障礙。

2、細(xì)胞移植需要足夠數(shù)量的細(xì)胞才能有效，因此，大規(guī)模產(chǎn)生功能性和可移植的肝細(xì)胞是必須面對(duì)的主要挑戰(zhàn)。

3、雖然干細(xì)胞的免疫原性很低，但同種異體移植仍然可以引發(fā)免疫反應(yīng)。如何進(jìn)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(xì)胞直接注入門靜脈或肝動(dòng)脈可能更有效。但侵入性方法可能導(dǎo)致出血和血栓形成，肝動(dòng)脈高血壓阻礙細(xì)胞有效進(jìn)入肝臟。在肝硬化患者中，由于門靜脈血流逆轉(zhuǎn)，移植細(xì)胞可能直接進(jìn)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(jìn)一步開展高質(zhì)量的隨機(jī)臨床研究，以提高干細(xì)胞治療肝病的安全性和有效性。

5、同時(shí)，需要開發(fā)患者反應(yīng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)以確定哪些患者將從干細(xì)胞治療中獲益最多。個(gè)性化治療側(cè)重于患者的具體特征，以提供最高質(zhì)量的治療，同時(shí)降低副作用的風(fēng)險(xiǎn)和無效干預(yù)的成本。因此，提高研究設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，建立全球多中心臨床試驗(yàn)，將大大提高干細(xì)胞在肝病領(lǐng)域的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

結(jié)論與展望

干細(xì)胞具有許多特性，包括免疫調(diào)節(jié)、分化為肝細(xì)胞和修復(fù)受損組織。目前，已經(jīng)初步證明干細(xì)胞是有效和安全的。然而，干細(xì)胞的長期療效和安全性、干細(xì)胞發(fā)育和分化的調(diào)控機(jī)制、治療肝病的最佳方案等尚不明確，仍有許多挑戰(zhàn)和問題需要解決。

相信隨著干細(xì)胞分離、基因編輯、干細(xì)胞培養(yǎng)、移植、追蹤、生物人工肝、組織工程肝等干細(xì)胞相關(guān)領(lǐng)域的不斷突破，干細(xì)胞移植終將成為現(xiàn)實(shí)。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(xì)胞排斥、栓子形成和干細(xì)胞移植的不良分化。對(duì)干細(xì)胞外泌體的深入研究有助于解釋干細(xì)胞治療的準(zhǔn)確機(jī)制。無論是在肝病領(lǐng)域的研究還是應(yīng)用，都是一個(gè)值得期待的好方向。這篇評(píng)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.