肝干/前體細(xì)胞治療失代償期肝硬化研究進(jìn)展

黃偉健 鄢和新

肝硬化是各種慢性肝病進(jìn)展至以肝臟彌漫性纖維化、假小葉形成、肝竇毛細(xì)血管化為特征的病理階段[1]。代償期肝硬化無(wú)明顯臨床癥狀,失代償期肝硬化以門(mén)靜脈高壓和肝功能?chē)?yán)重?fù)p害為特征,患者常因腹水、消化道出血、膿毒血癥、肝性腦病、肝腎綜合征和癌變等導(dǎo)致多器官功能衰竭而死亡。據(jù)GBD(Global Burden of Disease)統(tǒng)計(jì),2017年全球范圍內(nèi)失代償期肝硬化患者的患病人數(shù)約為1060萬(wàn)例,由于目前尚無(wú)美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)的用于治療失代償期肝硬化的藥物,因肝硬化死亡的人數(shù)達(dá)到132萬(wàn),是導(dǎo)致肝臟相關(guān)死亡的主要原因[2]。中國(guó)是慢性病毒性肝炎的高發(fā)國(guó)家,有接近2000萬(wàn)的肝硬化患者(約占人口總數(shù)1.8%)[2],對(duì)病患、醫(yī)療系統(tǒng)乃至社會(huì)健康管理都是沉重的負(fù)擔(dān)和巨大的挑戰(zhàn)。隨著生物技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展,細(xì)胞藥物逐漸從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)展到早期臨床試驗(yàn),并初步顯現(xiàn)了一定的治療有效性,有望成為治療失代償期肝硬化的新興手段。

一、不同的細(xì)胞類(lèi)型在失代償期肝硬化治療的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外人胎肝細(xì)胞移植在肝硬化患者中應(yīng)用的小范圍案例報(bào)道顯示,受試者生化指標(biāo)和臨床癥狀均有顯著改善[3-5]。Habibullah教授開(kāi)展了胎肝細(xì)胞移植治療肝硬化的臨床研究,該研究總共納入了280例肝硬化患者,采用EpCAM+胎肝細(xì)胞進(jìn)行肝動(dòng)脈移植,移植細(xì)胞量10～15×107,術(shù)中及術(shù)后均未使用抗免疫排斥藥物,移植后無(wú)并發(fā)癥,患者M(jìn)ELD或Child-Pugh評(píng)分以及所有肝臟測(cè)量指標(biāo)均有明顯改善,細(xì)胞定植效率在20%左右,有效時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4年以上[6]。誠(chéng)然,胎肝細(xì)胞移植的療效仍需要樣本量更大、設(shè)計(jì)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床研究來(lái)確定;另一方面,圍繞胎肝組織來(lái)源的倫理爭(zhēng)議極大限制了胎肝細(xì)胞移植的臨床應(yīng)用。

間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)對(duì)T細(xì)胞、B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,并可通過(guò)調(diào)節(jié)免疫和直接抑制肝星狀細(xì)胞增殖和ECM合成,達(dá)到抗炎以及抗纖維化作用[7]。2014年韓國(guó)開(kāi)展了一項(xiàng)自體BM-MSCs移植對(duì)72例酒精性肝硬化患者療效評(píng)估的II期隨機(jī)開(kāi)放標(biāo)簽研究(clinicaltrial.gov: NCT01875081)。研究結(jié)果顯示,通過(guò)肝動(dòng)脈輸注1～2次BM-MSC,細(xì)胞治療組有2位受試者6個(gè)月后肝活檢中膠原面積分別減少25%和37%,Child-Pugh評(píng)分改善,兩組間不良事件無(wú)差異[8]。部分研究盡管證實(shí)MSC治療具有一定療效,然而作用卻是相對(duì)短暫的。在HCV感染后的終末期肝病患者中(Clinical-Trials.gov: NCT01729221),與對(duì)照組患者相比,經(jīng)外周輸注MSC患者的肝功能生化指標(biāo)趨于穩(wěn)定(每組20例),但膠原相關(guān)標(biāo)志物無(wú)顯著差異[9]。同樣,一項(xiàng)評(píng)估通過(guò)肝動(dòng)脈移植自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療HBV感染后肝衰竭的研究(Clinical-Trials.gov: NCT00956891)結(jié)果顯示,相對(duì)于105例對(duì)照組,53例治療組患者的MELD、膽紅素、白蛋白和凝血酶原時(shí)間均有顯著改善,然而192周時(shí)肝癌發(fā)生率以及生存率無(wú)顯著差異[10]。綜上,基于MSC開(kāi)展的失代償期肝硬化治療臨床試驗(yàn),其長(zhǎng)期隨訪(fǎng)數(shù)據(jù)顯示MSC移植并未對(duì)失代償期肝硬化的預(yù)后產(chǎn)生積極影響。

二、肝干/前體細(xì)胞在肝硬化進(jìn)程中活化及其機(jī)制探討

正常肝臟的肝細(xì)胞自我更新通常由肝細(xì)胞分裂增殖或自我復(fù)制而來(lái)。然而持續(xù)的肝臟慢性損傷(病毒感染、酗酒及脂肪性肝炎等引起的肝硬化過(guò)程)導(dǎo)致肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞再生功能不足,將激活“膽管上皮樣細(xì)胞增殖或者化生”再生修復(fù)途徑[11]。這一現(xiàn)象美國(guó)Popper等研究者于1957年報(bào)道為膽管反應(yīng)(DR),其特征是肝臟損傷誘導(dǎo)的膽管上皮樣細(xì)胞表型激活反應(yīng)[12]。眾多研究發(fā)現(xiàn),該損傷活化細(xì)胞具有肝膽細(xì)胞雙重特征,可被肝前體細(xì)胞(LPCs)標(biāo)記物標(biāo)記(EpCAM、SOX9、OV6、A6、CD24、CD133、NGA2 和CXCR4等)[13,14],具有LPCs 的生物學(xué)特性。

膽管反應(yīng)中LPCs的起源、命運(yùn)轉(zhuǎn)歸以及對(duì)肝臟再生修復(fù)的貢獻(xiàn)作用仍未被闡明清楚。眾多研究通過(guò)嵌合鼠模型表明,特殊的肝細(xì)胞亞群可轉(zhuǎn)化為肝前體樣細(xì)胞以促進(jìn)肝臟再生修復(fù)。Bowen團(tuán)隊(duì)建立DPPIV+肝細(xì)胞和DPPIV-膽管上皮細(xì)胞的嵌合大鼠模型,觀察到進(jìn)行膽管結(jié)扎損傷后DPPIV+非肝細(xì)胞出現(xiàn)[15]; Grompe團(tuán)隊(duì)構(gòu)建mT+Fah+肝細(xì)胞和Fah-膽管上皮細(xì)胞的嵌合小鼠模型,在DDC損傷后發(fā)現(xiàn)mT+Fah+肝前體樣細(xì)胞[16]。而肝細(xì)胞在損傷狀態(tài)下的重編程能力受Arid1a調(diào)控,通過(guò)開(kāi)放成熟肝細(xì)胞中重編程相關(guān)基因(RRG)的染色質(zhì),從而使得成熟肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)PCs以應(yīng)對(duì)和躲避損傷信號(hào)[17];進(jìn)一步炎癥信號(hào)IL-6通過(guò)肝細(xì)胞表達(dá)的受體IL6R/gp130能直接激活肝細(xì)胞STAT3信號(hào)通路,結(jié)合到受Arid1a調(diào)控的重編程相關(guān)基因的位點(diǎn),從而誘導(dǎo)肝細(xì)胞去分化并促進(jìn)了肝前體基因的表達(dá)(Sox9+LPCs)[18]。可見(jiàn),肝細(xì)胞來(lái)源的肝前體細(xì)胞在慢性肝損傷修復(fù)中具有重要作用和潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。

三、肝干/前體細(xì)胞在治療失代償期肝硬化中的應(yīng)用

近期國(guó)內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)均發(fā)現(xiàn),Lgr5+肝干/前體細(xì)胞移植到CCl4和DDC小鼠纖維化模型中,可明顯緩解小鼠體內(nèi)纖維化進(jìn)程;相反,若敲除小鼠中肝前體細(xì)胞Lgr5的表達(dá),肝纖維化將進(jìn)一步加重[19,20]。進(jìn)一步在體外實(shí)驗(yàn)中將Lgr5+前體細(xì)胞與成纖維細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)可顯著抑制成纖維細(xì)胞中ki67與α-SMA表達(dá),證明肝干/前體細(xì)胞可顯著抑制纖維化進(jìn)程。另一方面,Forbes團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)通過(guò)體外分離擴(kuò)增CD24+肝前體細(xì)胞并回輸慢性纖維化肝臟,不但可以補(bǔ)充肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞,更能有效緩解肝臟纖維化進(jìn)程[21];筆者團(tuán)隊(duì)通過(guò)小分子體系將肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化為可增殖的CD24+肝細(xì)胞來(lái)源肝前體細(xì)胞(HepLPCs)[22,23],并將其移植到CCl4小鼠纖維化模型,驗(yàn)證了CD24+HepLPCs同樣具有相似的緩解肝纖維化乃至肝硬化的作用[24]。

肝前體/干細(xì)胞在肝硬化患者中是否可起到延緩乃至逆轉(zhuǎn)肝硬化的效果?比利時(shí)Promethera Bioscience公司開(kāi)展了以通過(guò)肝干細(xì)胞(HLSC;商品名HepaStem?)治療酒精性肝硬化的II期臨床研究(EudraCT 2016-001177-32)嘗試回答這個(gè)問(wèn)題,結(jié)果顯示輸注后受試者的Child評(píng)分顯著下降,提示輸注后肝臟功能恢復(fù);更重要的是隨后3個(gè)月隨訪(fǎng)中受試者生存率有提高,且無(wú)慢加急性肝衰竭再發(fā)[25]。筆者團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步在GMP 條件下優(yōu)化細(xì)胞擴(kuò)增條件,制備了臨床級(jí)HepLPCs細(xì)胞注射液,并完成了一系列非臨床研究。為了明確HepLPCs 對(duì)肝硬化治療的安全性和有效性,筆者團(tuán)隊(duì)并于2021年12月在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院開(kāi)展了全球首個(gè)“同種異體肝細(xì)胞移植治療肝硬化的安全性和耐受性臨床研究”。截至2023年9月,該臨床試驗(yàn)已完成低、中、高劑量9例受試者入組和隨訪(fǎng)工作,結(jié)果顯示安全性良好,未發(fā)生任何治療相關(guān)的不良反應(yīng)。而令人驚喜的是,幾乎所有受試者在輸注細(xì)胞治療后都產(chǎn)生了不同程度的治療反應(yīng)性,大部分患者對(duì)比傳統(tǒng)治療方法病情有改善。其中,有受試者從肝硬化失代償階段恢復(fù)到健康狀態(tài),包括肝功能指標(biāo)正常、脾臟體積減小以及食管下段靜脈曲張血管的直徑顯著減小;目前該受試者已不需要進(jìn)行肝移植治療。

四、總結(jié)

鑒于國(guó)內(nèi)外指南尚無(wú)廣泛認(rèn)可的失代償期肝硬化治療性藥物,肝移植仍作為臨床上治療失代償期肝硬化的主要手段,然而這一方法受制于肝臟供體短缺,移植后患者因免疫抑制引發(fā)感染等嚴(yán)重并發(fā)癥,以及移植后肝纖維化再發(fā)等問(wèn)題[26],難以惠及廣大肝硬化患者,特別是失代償期肝硬化患者迫切需要全新的有效的治療手段。肝干/前體細(xì)胞因其具有來(lái)源穩(wěn)定、生產(chǎn)安全高效以及免疫原性低的特點(diǎn),未來(lái)將通過(guò)設(shè)計(jì)更完善的臨床研究,納入更多受試者,以更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)其在失代償期肝硬化的應(yīng)用價(jià)值。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。