肝病是對人類健康的嚴(yán)重威脅。據(jù)估計(jì),全球有多達(dá)8億人受到慢性肝病的影響,其中中國有3億多人。除病毒性肝炎外,其他常見的慢性肝病病因有肥胖、代謝相關(guān)性脂肪肝、酒精性肝病、自身免疫性肝?。ㄔl(fā)性膽汁性膽管炎、自身免疫性肝炎和原發(fā)性硬化性膽管炎)、遺傳和其他代謝疾病。終末期肝病,包括失代償期肝硬化和肝功能衰竭,以門靜脈高壓和肝功能嚴(yán)重受損為特征,伴有腹水、自發(fā)性腹膜炎、凝血功能障礙、消化道出血、肝性腦病、肝腎綜合征等一系列并發(fā)癥。
肝硬化的一年死亡率估計(jì)為57%,2017年全球造成132萬人死亡,占全球死亡人數(shù)的2.4%。慢性肝病,包括失代償期肝硬化,可發(fā)展為慢加急性肝衰竭,死亡率進(jìn)一步顯著增加(28天時(shí)為33%;90天時(shí)為50%)。
目前對失代償性肝硬化或肝功能衰竭的治療仍然有限,肝移植仍然是提高生存率的唯一可用方法,但受到器官資源短缺、移植后排斥反應(yīng)和高昂的經(jīng)濟(jì)成本的限制。在過去的十年里,一系列基于細(xì)胞治療的新應(yīng)用,包括干細(xì)胞輸注、肝細(xì)胞移植、體外人工肝和組織工程器官的植入,作為慢性肝病的替代介入方法得到了研究。一系列關(guān)于細(xì)胞治療的臨床前和臨床研究顯示了有希望的數(shù)據(jù)。哪有都有那些干細(xì)胞可以移植治療肝???
治療慢性肝病的干細(xì)胞有哪些?
最近,基于細(xì)胞的療法,特別是干細(xì)胞療法,正受到越來越多的關(guān)注。干細(xì)胞和成體肝源性肝細(xì)胞往往是主要的細(xì)胞來源,它們包括一類具有自我更新和多向分化潛在特性的細(xì)胞。它們可分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和特化干細(xì)胞。在特定條件下,它們可以發(fā)育成一個(gè)完整的生物體、各種組織和一定譜系的人體器官或細(xì)胞。近年來,隨著再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞基礎(chǔ)研究的進(jìn)展,越來越多的臨床前和臨床研究使用不同類型的干細(xì)胞進(jìn)行。
間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)
間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)是來源于中胚層的多能干細(xì)胞,可以從骨髓、臍帶、脂肪、牙髓、胎盤、子宮內(nèi)膜組織、角膜緣和羊膜中分離或制備。1960年代,F(xiàn)reidenstein等人從骨髓中發(fā)現(xiàn)了一組集落形成單位——成纖維細(xì)胞,它們可以在體外粘附和生長,形態(tài)與成纖維細(xì)胞相似。后來,這類具有骨和軟骨分化能力的細(xì)胞被命名為間充質(zhì)干細(xì)胞,這一名稱已被廣泛使用自那時(shí)候起。
間充質(zhì)干細(xì)胞的特性包括多向分化、免疫調(diào)節(jié)和促血管生成作用,以及通過旁分泌信號通路和其他途徑分泌各種類型的生長因子、細(xì)胞因子和調(diào)節(jié)劑,而由于其低免疫原性,一般不會(huì)引起宿主免疫反應(yīng)。因此,自1995年首次用于血液病臨床試驗(yàn)后,全球已開展近千次MSCs臨床試驗(yàn),探索治療各種難治性疾病的新途徑。
目前,作為一種基于細(xì)胞的藥物,間充質(zhì)干細(xì)胞已被批準(zhǔn)用于治療移植物抗宿主病(GVHD)、克羅恩病并發(fā)肛瘺、脊髓損傷、肢體缺血、肌萎縮側(cè)索硬化和歐盟、加拿大、韓國和日本的其他疾病。
人類胚胎干細(xì)胞 (hESCs)
人類胚胎干細(xì)胞 (hESCs) 是來自胚胎細(xì)胞群的囊胚階段的多能干細(xì)胞,具有無限的自我增殖和體內(nèi)分化成不同細(xì)胞類型的潛力。hESCs最近通過在體外誘導(dǎo)成一定范圍的干細(xì)胞被用于治療多種疾病,hESC衍生的細(xì)胞在臨床試驗(yàn)中常用于治療亞急性脊髓損傷、年齡相關(guān)性黃斑變性、1型糖尿病、帕金森病、視網(wǎng)膜色素變性、肌萎縮側(cè)索硬化癥、1型瓜氨酸血癥和宮腔粘連。
對于肝病的治療,已在體外誘導(dǎo)hESCs分化為具有成熟肝細(xì)胞特征的肝細(xì)胞樣細(xì)胞。hESCs誘導(dǎo)進(jìn)入肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞導(dǎo)致類器官的形成,這為肝病模型的構(gòu)建和肝病新治療方法的探索帶來了希望。
然而,由于hESCs來源的倫理和法律問題,以及細(xì)胞輸注后的致瘤性和免疫排斥風(fēng)險(xiǎn),目前還沒有hESCs治療慢性肝病的臨床試驗(yàn)。
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC)
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSCs) 可以通過2007年首次報(bào)道的重編程技術(shù),通過反向分化從各種成體體細(xì)胞體外衍生而來;它們呈現(xiàn)出與hESC相似的多能能力。自首次描述以來,重編程技術(shù)已廣泛用于疾病建模、藥物篩選、組織工程和治療疾病的新療法,例如帕金森病、黃斑變性、視網(wǎng)膜色素變性、脊髓損傷、血小板輸注、GVHD和軟骨缺損。iPSCs可以被誘導(dǎo)成類似于功能正常的肝細(xì)胞的人類肝細(xì)胞。
膽管樹干細(xì)胞 (BTSCs)
膽道樹干細(xì)胞 (BTSCs) 是位于膽管外表面的壁外膽管腺和膽管壁內(nèi)或膽囊絨毛基部的壁內(nèi)膽管周圍腺中的多能干細(xì)胞。BTSCs表達(dá)內(nèi)胚層特異性轉(zhuǎn)錄因子和干細(xì)胞的早期表面分子標(biāo)記。BTSCs具有分化為功能性肝細(xì)胞、膽管和胰腺內(nèi)分泌腺的能力,在肝臟、胰腺和膽囊的發(fā)育、成熟、器官再生和維持中發(fā)揮重要作用。在藥物性肝損傷的動(dòng)物模型中,發(fā)現(xiàn)輸注BTSC可促進(jìn)受損肝臟的修復(fù)和再生。
在一項(xiàng)臨床試驗(yàn)中,Vincenzo等人發(fā)現(xiàn)BTSCs可以改善失代償期肝硬化患者的終末期肝病 (MELD) 評分、生活質(zhì)量并延長生存時(shí)間,而不會(huì)出現(xiàn)明顯的移植后排斥反應(yīng)。然而,由于BTSC的主要來源是胎兒膽管樹,因此存在限制其臨床應(yīng)用的倫理問題。因此,它們并未廣泛用于臨床試驗(yàn)。
人肝細(xì)胞
自Mito等人于1992年首次對一名患有代謝性肝病的患者進(jìn)行肝細(xì)胞移植以來,成人供體的人類肝細(xì)胞已被用于治療肝病的各種嘗試中。移植的肝細(xì)胞通常是從不適合移植的供體肝臟中制備的。然而,許多因素,包括肝臟供應(yīng)不足、質(zhì)量不同、免疫原性、肝細(xì)胞增殖能力受損、細(xì)胞遷移效率低、嚴(yán)重病變肝臟內(nèi)空間有限等限制了肝細(xì)胞移植的應(yīng)用。肝細(xì)胞通常更適合治療遺傳性代謝疾病,如威爾遜病、家族性膽汁淤積癥和苯丙酮尿癥。
Fox等人在動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)照射宿主肝臟的預(yù)處理可以提高移植肝細(xì)胞的移植效率,表明預(yù)處理照射是安全的,可以提高移植肝細(xì)胞的移植和長期存活率。
未來展望
干細(xì)胞治療肝病可以減輕肝臟炎癥,改善肝功能。對于重癥肝病患者,臨床治療的重要手段是肝臟移植、人工肝等。當(dāng)前肝臟供不應(yīng)求的現(xiàn)象十分顯著,在國內(nèi)供需比甚至達(dá)到了1:30的嚴(yán)峻比例。
隨著再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展,有更多干細(xì)胞類型運(yùn)用到人類肝臟再生當(dāng)中,為干細(xì)胞治療肝病提供了可靠的干細(xì)胞來源。相信未來,無論是肝炎還是需要肝移植治療的重癥肝病,都會(huì)迎來更好的治療局面,造福更多的肝病患者。
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