肝硬化(liver cirrhosis,LC)是一種常見(jiàn)的慢性肝病,我國(guó)是全球肝硬化發(fā)病率、死亡率最高的國(guó)家。表現(xiàn)為肝細(xì)胞變性壞死、纖維組織彌漫性增生、再生結(jié)節(jié)形成等,最終使肝臟逐漸變形、變硬。晚期常出現(xiàn)上消化道出血、繼發(fā)感染、腹水、癌變等并發(fā)癥。
肝細(xì)胞移植曾一度被認(rèn)為是很有希望的療法,但大量研究表明移植后的肝細(xì)胞在體內(nèi)存活和增殖十分困難,臨床實(shí)用價(jià)值不大。
間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療肝硬化正在成為一種損傷小、并發(fā)癥少、療效明顯的治療手段。本文就干細(xì)胞的生物學(xué)特性及其在治療肝硬化方面的作用進(jìn)行綜述。
2000年,日本學(xué)者Alison、Theise、Korbling等研究證實(shí)間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)具有向肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞分化的潛能。
間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs) 是一類具有自我增殖和多向分化潛能的多能干細(xì)胞。大量研究表明間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs) 能向多種細(xì)胞分化,具有強(qiáng)大的可塑性。在一定的微環(huán)境中間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)可被誘導(dǎo)分化為肝細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞等。已經(jīng)在骨髓、胎盤(pán)、臍帶、脂肪等許多組織中分離出了間充質(zhì)干細(xì)胞。
肝纖維化及肝硬化的損傷與一般修復(fù)機(jī)制
正常情況下,肝臟的實(shí)質(zhì)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)保持著動(dòng)態(tài)平衡,從而保證肝臟的各種生理功能。
1、肝臟受損后,典型的修復(fù)過(guò)程包括兩個(gè)方面:
一方面是肝細(xì)胞再生,即新生的肝細(xì)胞替代受損、壞死的肝細(xì)胞發(fā)揮作用。
新生肝細(xì)胞來(lái)源包括:
(1) 成熟肝細(xì)胞,通過(guò)有限的有絲分裂補(bǔ)充肝細(xì)胞的數(shù)量,其增殖能力及修復(fù)作用有限;
(2) 肝前體細(xì)胞(肝卵圓細(xì)胞、肝干細(xì)胞),肝臟受損時(shí)可定向增殖分化為肝細(xì)胞或膽管上皮細(xì)胞參與肝臟修復(fù),能起到一定的代償修復(fù)作用,但肝內(nèi)所含數(shù)量有限,在增殖分化能力上弱于多能干細(xì)胞;
(3) 非肝源性多能干細(xì)胞,如骨髓干細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞等,此類細(xì)胞具有強(qiáng)大的增殖分化能力,在肝損害的微環(huán)境下可以增殖分化出較多的肝細(xì)胞,因此是理想的肝臟修復(fù)細(xì)胞來(lái)源。
另一方面則是纖維組織增生,纖維結(jié)締組織代替了肝正常的實(shí)質(zhì)組織。
因此,阻斷或逆轉(zhuǎn)肝纖維化發(fā)展進(jìn)程及促進(jìn)肝細(xì)胞再生是治療的主要方面。
2、干細(xì)胞移植為肝硬化的治療提供了新的手段:
基礎(chǔ)研究:干細(xì)胞作為一種具有橫向分化能力的多能干細(xì)胞,近年來(lái)大量研究表明在合適的培養(yǎng)條件下其在體內(nèi)外均可以向肝細(xì)胞分化。
2000年,日本學(xué)者使用大鼠骨髓干細(xì)胞,加入不同濃度的HGF(干細(xì)胞生長(zhǎng)因子)進(jìn)行體外誘導(dǎo)培養(yǎng)之后,發(fā)現(xiàn)了骨髓干細(xì)胞可以分化為肝樣細(xì)胞。
干細(xì)胞移植在肝病治療方面的臨床研究證實(shí),經(jīng)干細(xì)胞治療后的患者,其臨床一般情況好轉(zhuǎn),肝功能改善。
1)國(guó)內(nèi)曹葆強(qiáng)、許瑞云等對(duì)40例肝硬化門(mén)靜脈高壓癥患者的研究表明,自體骨髓細(xì)胞經(jīng)門(mén)靜脈回輸治療組患者的肝功能和肝纖維化血清學(xué)指標(biāo)有明顯改善且無(wú)明顯不良反應(yīng),證實(shí)了干細(xì)胞移植治療的可行性。
2)王福生等分析了45例慢性乙肝失代償性肝硬化患者,其中30例患者接受臍帶來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞(UC- MSC)經(jīng)外周靜脈輸注治療,15例患者接受生理鹽水作為對(duì)照組,隨訪1年后結(jié)果顯示治療組腹腔積液明顯減少,肝功能顯著改善,MELD Na評(píng)分明顯減少。
3)Terai等報(bào)道了9例肝硬化失代償期患者經(jīng)外周靜脈骨髓干細(xì)胞移植的臨床療效,隨訪1年后血清白蛋白、總蛋白顯著提高,Child-Pugh評(píng)分顯著減少,并且肝組織活檢提示AFP、PCNA(增殖細(xì)胞核抗原)顯著升高,說(shuō)明有新的肝細(xì)胞生成。
4)沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院消化內(nèi)科郭曉鐘等經(jīng)股動(dòng)脈肝內(nèi)自體骨髓干細(xì)胞移植治療肝硬化102例報(bào)告,術(shù)后復(fù)查提示:血漿蛋白改善在各項(xiàng)指標(biāo)中最顯著,其次為凝血功能的改善,可改善肝臟合成蛋白功能,對(duì)目前肝硬化腹水的患者具有積極意義。第2個(gè)明顯改善的指標(biāo)為纖維蛋白原和凝血酶原時(shí)間,同樣代表肝臟的合成功能提高。
干細(xì)胞的移植途徑
移植途徑的選擇可能會(huì)直接影響到移植細(xì)胞在肝臟的定植量,進(jìn)而影響治療效果,臨床上細(xì)胞的移植途徑主要包括介入方法行肝動(dòng)脈輸入、門(mén)靜脈移植、直接注入肝內(nèi)、外周靜脈移植、腹膜腔移植等。
介入手術(shù):經(jīng)股動(dòng)脈干細(xì)胞移植
間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮治療作用的具體機(jī)制
目前對(duì)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(jī)制有了初步的了解,機(jī)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(dòng)細(xì)胞的增殖過(guò)程;
(4) 間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)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(guò)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。
移植細(xì)胞的歸巢定植的具體機(jī)制、遠(yuǎn)期療效及安全性的評(píng)價(jià)等都是需要繼續(xù)努力的方向。雖然目前很多治療手段都只限于動(dòng)物試驗(yàn)和細(xì)胞水平,從實(shí)驗(yàn)室到臨床仍有很長(zhǎng)的路要走,但是隨著基因干預(yù)、靶向治療、干細(xì)胞移植等手段的豐富及發(fā)展,人人類攻克肝硬化這一難題的前景將是光明的。