肝纖維化是由持續(xù)性損傷引起的,這可能由多種因素造成,例如病毒、藥物、酒精、代謝疾病和自身免疫攻擊。長期暴露于這些有害因素會導(dǎo)致肝細(xì)胞凋亡、炎癥細(xì)胞募集、內(nèi)皮細(xì)胞損傷,最后會導(dǎo)致肝星狀細(xì)胞(參與肝纖維化的主要細(xì)胞)的活化。肝纖維化是一種對肝損傷作出反應(yīng)的瘢痕組織形成。組織學(xué)上,它是由細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解之間的不平衡引起的。
肝硬化是一種疤痕組織取代肝臟的健康組織,并且由于損傷而形成周圍纖維帶的再生結(jié)節(jié)。肝硬化是各種原因的進(jìn)行性肝病的共同終點,導(dǎo)致慢性肝功能衰竭,并伴有肝性腦病、自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎、腹水和食管靜脈曲張等并發(fā)癥。不幸的是,大多數(shù)病例在確診時通常處于不可逆轉(zhuǎn)的狀態(tài)。盡管目前在其管理方面取得了進(jìn)展 ,但2012年肝硬化是全球第14位主要死因。眾所周知,原位肝移植是終末期肝硬化的唯一明確解決方案。
然而,一些問題排除了該程序的普遍應(yīng)用,包括免疫排斥和供體來源的稀缺。
事實上,肝臟在很大程度上具有固有的再生能力,因此,這些有害因素的停止可能會阻止纖維化的進(jìn)一步進(jìn)展并在某些情況下扭轉(zhuǎn)這種情況。在肝細(xì)胞增殖不足以從肝損傷中恢復(fù)的情況下,雙能常駐肝祖細(xì)胞 (LPC) 被激活并通過分化為肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞參與肝再生。然而,當(dāng)破壞超過再生時,纖維化是不可避免的。肝功能衰竭的臨床癥狀通常在大約80%至90%的肝實質(zhì)被破壞后出現(xiàn)。
肝細(xì)胞移植已被提議作為移植的替代方法,因為肝細(xì)胞已被證明與肝臟修復(fù)密切相關(guān)。雖然肝細(xì)胞移植在人體中是安全的,但由于器官可用性、供體移植失敗、細(xì)胞培養(yǎng)中的活力弱以及易受冷凍保存損傷,其適用性仍然有限。根據(jù)最近的實驗研究和人體研究,干細(xì)胞移植已顯示出改善肝功能的治療潛力,而不是肝細(xì)胞。盡管尚不清楚,但主要的潛在機制已被提出為雙重的;一是通過旁分泌作用改善微環(huán)境,二是功能性肝細(xì)胞的替代。
目前關(guān)于干細(xì)胞治療肝硬化的觀點
迄今為止,已經(jīng)研究了幾種干細(xì)胞在肝硬化中的治療可行性和臨床潛力。本文根據(jù)干細(xì)胞的類型簡要回顧了當(dāng)前的文獻(xiàn),并討論了干細(xì)胞在治療肝硬化的未來前景。
干細(xì)胞來源
通過接受骨髓移植的患者尸檢獲得的肝細(xì)胞表明它們是骨髓中的多能細(xì)胞。目前,已知至少三種類型的骨髓衍生細(xì)胞分化為肝細(xì)胞樣細(xì)胞 (HLC):造血干細(xì)胞 (HSC)、間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 和內(nèi)皮祖細(xì)胞 (EPC),盡管早期輸注試驗并未將這些細(xì)胞的來源與骨髓來源的基質(zhì)細(xì)胞區(qū)分開來,但有一些改善。大量臨床前研究已經(jīng)證明 HSC、MSC和EPC在肝損傷模型中恢復(fù)肝功能的可行性。此外,包括胚胎干細(xì)胞 (ESCs) 和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSCs) 在內(nèi)的其他干細(xì)胞也可以分化為HLC。HLC可促進(jìn)肝硬化的重塑。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝硬化的具體機制
目前對于移植的骨髓干細(xì)胞或間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮治療作用的具體機制有了初步的了解,機制可能包括:
(1) 直接分化:在肝臟損傷微環(huán)境的影響下定植、增殖,并分化成為肝細(xì)胞發(fā)揮作用;
(2) 旁分泌途徑:?在肝損傷環(huán)境中間充質(zhì)干細(xì)胞可以分泌不同水平的細(xì)胞因子相互影響,表現(xiàn)出抗炎癥反應(yīng)的作用,并可能激活肝內(nèi)的肝干細(xì)胞,促進(jìn)肝細(xì)胞再生;
(3)細(xì)胞融合:?間充質(zhì)干細(xì)胞可能直接與肝細(xì)胞融合,進(jìn)而啟動細(xì)胞的增殖過程;
(4) 間充質(zhì)干細(xì)胞通過高表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶降解細(xì)胞外基質(zhì),直接降解肝內(nèi)過量沉積的細(xì)胞外基質(zhì),減輕肝纖維化;
(5)間充質(zhì)干細(xì)胞不僅能分化為肝細(xì)胞,而且在體內(nèi)具有免疫調(diào)節(jié)的功能,減輕肝臟炎癥反應(yīng)和損傷。
使用干細(xì)胞治療肝硬化的臨床試驗
早期自體骨髓干細(xì)胞移植可改善肝損傷和功能改善,它們可能包括HSC、MSC和EPC的混合細(xì)胞群。已經(jīng)進(jìn)行了一些小樣本的單組 I 期臨床研究,并在肝硬化患者中顯示出一些前景。骨髓干細(xì)胞的輸注有時被用作部分肝切除術(shù)患者的支持措施。盡管確切的機制仍未解決,但這些小樣本研究的結(jié)果已經(jīng)保證了手術(shù)后沒有發(fā)生嚴(yán)重的并發(fā)癥。此外,盡管存在持久的擔(dān)憂,但肝細(xì)胞癌的移植后發(fā)病率并未增加。
一項使用人類胎兒肝源性干細(xì)胞招募25名肝硬化患者的試驗表明,終末期肝病 (MELD) 評分的平均模型得到改善,盡管長期結(jié)果未得到適當(dāng)報告。自Pai等人以來,已經(jīng)有幾項使用HSC的臨床研究取得了有希望的結(jié)果。報道自體輸注CD34+細(xì)胞可改善血清白蛋白水平和Child-Pugh評分。然而,大多數(shù)結(jié)果僅顯示出暫時的影響,仍有許多問題有待回答。
最常研究的干細(xì)胞是間充質(zhì)干細(xì)胞。因此,它們的作用機制也得到了更好的理解。特別是,BM-MSCs已被廣泛使用。在兩項早期試點研究中,據(jù)報道在少數(shù)患者中自體注射BM-MSCs可改善肝功能。BM-MSCs的安全性和短期療效在兩組各20名患者中得到證實,這表明Child-Pugh和MELD評分顯著提高。隨后的研究繼續(xù)證實BM-MSC移植在不同大小的樣本中的功效 。值得注意的是,與之前的報道相比,一項在肝硬化患者中使用自體MSCs的隨機對照試驗未能證明有益效果。
移植的細(xì)胞大部分是靜脈輸注,除了三項使用肝動脈的研究和一項直接注入脾臟的研究。注入細(xì)胞的數(shù)量和給藥頻率存在不小的變化。雖然整體研究質(zhì)量沒有超過中等或差的水平,但在MELD評分和肝功能改善方面,結(jié)果似乎很有希望。具體而言,大多數(shù)研究不包括組織學(xué)評估。
與其他種類的MSCs一樣,臍帶來源的MSCs (UC-MSCs) 在臨床試驗中進(jìn)行了評估。臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞輸注耐受性良好,可顯著改善功能并提高存活率。
總而言之,干細(xì)胞治療肝硬化患者的干細(xì)胞試驗已經(jīng)證明了廣泛的功能改善。此外,MELD和Child-Pugh評分也有所改善。不幸的是,這些有益效果隨著時間的推移而減弱或未被測量。因此,根據(jù)兩項系統(tǒng)評價(表1),可以暫時得出結(jié)論,使用干細(xì)胞的治療可能略優(yōu)于目前的常規(guī)治療。
試用號 | 學(xué)習(xí)階段(類型) | 細(xì)胞來源 | # | 資格標(biāo)準(zhǔn) | 主要結(jié)果指標(biāo) | 次要結(jié)果測量 | 大體時間 | 開始日期 | 結(jié)束日期 | 地點 |
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?NCT01875081 | 第二階段(隨機開放) | 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 | 72 | 組織學(xué)或臨床診斷為酒精性肝硬化,? 分類為Child-PughB級或C級 | 組織病理學(xué)評估 | 組織病理學(xué)評估評分、MELD評分、Child-Pugh分級等 | 6個月 | 2012.11 | 2016.03(已完成) | 韓國 |
?NCT02943889 | 第一階段/第二階段(非隨機開放) | 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 | 40 | 失代償性肝硬化兒童b級或c級 | 以兒童評分改善的形式改善肝功能 | 推遲或克服肝移植并發(fā)癥 | 6、24個月 | 2016.10 | 2017.08(尚未招募) | 沒有任何 |
?NCT02786017 | I/II 期(隨機雙盲對照) | 間充質(zhì)干細(xì)胞 | 40 | 任何原因失代償性肝硬化的受試者Child-pugh評分≥7 | 終末期肝?。∕ELD)評分模型的變化 | Child-Pugh 評分、肝功能臨床實驗室參數(shù)的變化 | 1 和 3 天? 1 和 2 周? 1、3、6、12 和 24 個月 | 2016.05 | 2018.12(招聘) | 中國 |
?NCT01591200 | 第二階段(隨機開放) | 同種異體間充質(zhì)干細(xì)胞 | 40 | 兒童B級或C級,Child-Pugh 分?jǐn)?shù)≥7且14 MELD分?jǐn)?shù)至少 10 | 安全 | 肝功能改善、Child-Pugh評分、MELD評分、SF36-QOL等 | 24個月 | 2012.06 | 2016.04(已完成) | 印度 |
?NCT01120925 | I/II 期? (隨機四盲控制) | 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 | 30 | MELD評分為12 或兒童評分B或 C? 血清ALT比正常值高1/5倍 | 肝功能檢查 | 肝硬化死亡率 | 6個月 | 2010.05 | 2013.07(已完成) | 伊朗 |
?NCT00420134 | I/II 期? (隨機單? 盲) | MSC | 30 | MELD評分至少為10? 活體彩色多普勒檢查門靜脈開放? 正常甲胎蛋白血清水平 | 肝功能檢查? MELD評分 | 肝硬化死亡率 | 6個月 | 2006.02 | 2009.06(已完成) | 伊朗 |
?NCT01013194 | 第一階段/第二階段(非隨機開放) | FLC | 25 | 基于Child-Pugh-Turcotte 分類的分?jǐn)?shù)≥B8 和/或MELD分?jǐn)?shù)≥14 | 生存 | 從基線到 1 年隨訪的 Child-Pugh 評分、融合評分分析 | 6個月和12個月 | 2007.02 | 2011.07(已完成) | 意大利 |
?NCT01342250 | I/II 期(隨機開放) | 間充質(zhì)干細(xì)胞 | 20 | 失代償性肝硬化,Child-Pugh B/C(7-12分)或Meld評分≤21。 | 生存 | 肝功能改善、Child-Pugh評分、MELD評分、SF36-QOL等 | 24個月 | 2010.10 | 2011.10(已完成) | 中國 |
?NCT02652351 | 一期(開放) | 間充質(zhì)干細(xì)胞 | 20 | 肝硬化的臨床、放射學(xué)或生化證據(jù) | 不良事件的嚴(yán)重程度 | 肝功能、肝纖維化指數(shù) | 1、3、6 和 12 個月 | 2016.03 | 2016.10(招聘) | 中國 |
?NCT01147380 | 第一階段(非隨機開放) | NK細(xì)胞 | 18 | 需要滿足肝移植資格標(biāo)準(zhǔn)的受試者? 心肺功能 | 尸體供肝 NK 細(xì)胞輸注的副作用 | NK細(xì)胞輸注相關(guān)毒性、抗HCC、HCV作用 | 12 個月和 24 個月 | 2010.06 | 2014.12(已完成) | 美國 |
?NCT03254758 | 一期/二期(開放??) | AD-MSC | 15 | 慢性丙型肝炎或非酒精性脂肪性肝炎 (NASH)? Child-Pugh B 級肝硬化 | Child-Pugh 評分、安全概況 | Child-Pugh 評分、安全概況 | 6個月 | 2017.07 | 2018.12(招聘) | 日本 |
?NCT01333228 | 一期/二期(開放??) | BM-EPC | 14 | 肝硬化(Child-Pugh8或以上) | 安全性和耐受性 | 對肝功能、門脈高壓、肝硬化并發(fā)癥的影響 | 12個月 | 2012.06 | 2015.03(已完成) | 西班牙 |
?NCT01503749 | 第一階段(隨機? 開放) | PB-MNC (G-CSF) | 9 | Child-Pugh評分8或9的晚期肝硬化 | 嚴(yán)重不良事件 | Child-Pugh 評分和 MELD 評分的變化 | 1–4 周? 2–6 個月 | 2012.01 | 2014.08(已完成) | – |
?NCT00713934 | I/II 期(隨機單? 盲) | BMMNC? BMHSC | 7 | 肝活檢顯示組織學(xué)肝硬化,B級或C級(Child-Pugh評分) 超聲檢查研究中的肝硬化 超聲? 檢查研究中的肝硬化 | 肝功能檢查? MELD評分 | 肝硬化死亡率 | 6個月 | 2008.01 | 2009.02(已完成) | 伊朗 |
?NCT02297867 | 一期(開放) | 脂肪干細(xì)胞 | 6 | 調(diào)查人員無 HBV、HCV、HIV、梅毒等 | MELD | 沒有任何 | 1-6個月 | 2015.07 | 2018.01(活躍中,未招募) | 臺灣 |
?NCT02705742 | 一期/二期(開放??) | AD-MSC | 5 | 臨床、放射學(xué)和病理學(xué)證實的 HCV 肝炎引起的肝硬化 | 全因死亡率 | – | 12個月 | 2016.01 | 2017.12(招聘) | 土耳其 |
?NCT01454336 | 一期(開放) | 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 | 3 | 通過彈性成像、活檢、超聲檢查證實肝硬化 | ALT、AST、血清白蛋白、肝纖維化 | 纖維化的進(jìn)展 | 12個月 | 2010.06 | 2013.07(已完成) | 伊朗 |
結(jié)論
肝纖維化進(jìn)展為肝硬化,這是實質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)沉積的結(jié)果。肝硬化的治愈性治療目前僅限于原位肝移植,全球供體器官短缺導(dǎo)致等待器官的患者死亡。從實驗和臨床研究中積累的證據(jù)表明,干細(xì)胞治療的方法已成為治療肝硬化的一種有前途的療法。已經(jīng)研究了包括MSC、HSC、EPC、ESC和iPSC在內(nèi)的多種干細(xì)胞的可行性和/或臨床潛力。
其中,間充質(zhì)干細(xì)胞研究最多,也比較了解。一種主要的作用機制被認(rèn)為是旁分泌效應(yīng)而不是轉(zhuǎn)分化。從功能改善和臨床參數(shù)的角度來看,臨床試驗的結(jié)果似乎非常有希望。然而,長期療效尚未得到證實,需要標(biāo)準(zhǔn)化的試驗方案。新技術(shù)有望克服目前與干細(xì)胞療法臨床應(yīng)用相關(guān)的障礙。
參考資料:Kwak KA, Cho HJ, Yang JY, Park YS. Current Perspectives Regarding Stem Cell-Based Therapy for Liver Cirrhosis. Can J Gastroenterol Hepatol. 2018 Jan 29;2018:4197857. doi: 10.1155/2018/4197857. PMID: 29670867; PMCID: PMC5833156.
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