细胞移植在肝衰竭治疗中的应用价值

王媛媛 聂青和

一、细胞来源

（一）干细胞 自1998年Wisconsin Madison大学的James Thomson教授[1]发现了胚胎干细胞后，干细胞技术开始被应用于医学领域，并给细胞治疗学带来了革命性的变化。胚胎干细胞是一种全能干细胞，它的分化潜能高于干细胞家族中任何一种细胞，具有分化成外、中、内胚层任何细胞的能力。经过研究知道人体内存在器官特异性成体干细胞，虽然没有胚胎干细胞功能全面，但也具有一定程度的自我更新能力和可塑性。根据这一特性可以假设若存在肝干细胞，就能给肝衰竭治疗带来希望。那么，成体肝脏中是否存在肝干细胞呢?这个疑问最早是在1958年由Wilson和Leduc[2]提出，问答是肯定的，因为当肝组织由于外界因素造成严重损伤时仍然能够再生。2001年Suzuki等[3]对肝干细胞进行了单细胞克隆和鉴定，发现单个细胞体外培养能大量增殖。肝干细胞移植后可以在患者体内分化为肝细胞和胆管上皮细胞，而且不仅是形态上相似，而且在功能上也一样。根据以往对干细胞的定义，这种具有强大增殖能力和分化潜能的细胞应该是双潜能的干细胞。Miyashita和Kania等[4]进一步研究并成功地诱导胚胎干细胞分化为胚胎干细胞源性肝祖细胞，后来在移植实验中发现胚胎干细胞源性肝祖细胞能够在受体肝脏中增殖并成熟为肝细胞。研究发现啮齿动物肝脏中存在肝干细胞，并且认为肝干细胞是多源性的。

（二）肝细胞 早先学者一致认为肝细胞是一种终末分化的细胞，不具或仅具有限的增殖能力。直到2002年这一观念才被Zimmermann[5]所修正，他的研究表明肝细胞可以在受到适当刺激或肝受损时被激活，具有归巢和巨大的增殖潜能。Sell等[6]将肝组织内肝细胞分为成熟肝细胞、双潜能的肝干细胞和多潜能的干细胞。肝细胞移植（hepatocellular transplantation，HCT）是将人肝细胞直接植入肝病患者体内的治疗方法，能够改善患者肝功能，起到“桥梁”的作用，使患者能有时间等待肝移植；HCT也能通过基因修正治疗遗传性肝脏代谢性疾病，纠正某种代谢缺陷[7]。

二、应用研究现状

Song等[8]发现对鼠源性肝前体细胞利用腺相关病毒技术进行基因修饰，将修饰后的前体细胞移植入切除部分肝脏的大鼠，试验进行到18周时取出大鼠肝脏，发现40%～50%再生肝细胞表达绿色荧光蛋白和α1-AAT蛋白。这一研究结果证实应用基因修饰的肝干细胞可作为治疗α1-AAT缺乏等肝病的独特途径。近年来，干细胞移植技术为肝衰竭的治疗提供了新的思路。通过将其他来源的干细胞诱导分化成为肝细胞能够较好地解决细胞来源短缺的问题。

在治疗肝衰竭的临床研究中，肝细胞移植取得了十分显著的成绩，但该研究还存在细胞在培养过程中是否会癌变及在体外分离培养、鉴定和分化演变的调控机制不明等问题[9]。1994年Grossman等[10]进行了世界上首例自体肝细胞移植治疗家族性高胆固醇血症患者。他们通过手术取出大约10%肝组织，利用生物学技术将其分散成单个肝细胞，并用携带正常低密度脂蛋白受体基因的反转录病毒转染肝细胞。转染成功后将细胞经肠系膜下静脉注入患者门静脉。术后观察发现患者低密度脂蛋白和高密度脂蛋白比值明显降低，低密度脂蛋白胆固醇稳定下降20%达18周之久。这一结果证实肝细胞移植在治疗肝脏疾病方面有显著疗效。

三、疗效情况

干细胞移植术可用于治疗肝衰竭和肝硬化患者。其中自体骨髓干细胞移植具有创伤小、价格低廉、不存在免疫排斥反应等特点。干细胞不仅可以直接移植治疗肝衰竭，还可能用于基因治疗或生物型人工肝[11]。

Pietrosi等[12]分析了全世界27例肝衰竭患者接受肝细胞移植术后的临床资料，结果显示大部分患者病情有不同程度的好转。近年来，肝细胞移植被临床用于治疗各种肝病，移植的肝细胞能在受体肝内增殖并在受体内发挥正常的肝细胞功能。众所周知，人的肝脏再生潜力很大，移植的肝细胞就有可能为宿主肝脏的再生提供良好的条件，从而为患者等待肝移植赢得时间，甚至有可能不需要再进行肝移植。移植肝细胞也可以治疗代谢性肝病。值得一提的是，这种移植肝细胞的基因不会随时间推移而消失，这是与以往的基因治疗所不同的。大量的临床试验研究表明，HCT具有以下优点：①全肝移植供体严重缺乏，HCT可部分解决供体短缺的问题；②HCT排异反应明显减低；③HCT的创伤小，易操作，安全性好；④具有基因修饰的可能性；⑤肝脏能够随着肝细胞的再生而发挥其正常功能；⑥HCT还可以促进宿主残余肝细胞增殖，进而促进肝功能的恢复；⑦植入的肝细胞能较快地发挥其固有的作用。虽然有这么多的优点，但由于肝细胞来源十分有限，目前仅有个别医疗机构能够开展临床肝细胞移植。

四、存在问题及展望

2005年国内学者为肝衰竭患者进行了自体骨髓干细胞移植，使得人们看到了干细胞移植的前景。就目前而言，干细胞研究还存在许多问题，如在国内外的研究文献多在动物进行，而治疗人肝衰竭和肝硬化的病例数较少。所以在相当长的一段时间内，临床上仍需应用肝细胞移植来治疗肝衰竭[13]。

虽然HCT在肝衰竭的治疗中有重要作用，但还有许多问题有待解决：①如何获得移植肝细胞所需的数量，以及怎样有效地从有病变的肝脏中分离和纯化到足够的肝细胞；②由于肝细胞复苏后存活率不高，其功能会受到不同程度影响，所以如何解决这一问题也是我们需要深入研究的课题；③针对细胞耐受和移植排斥反应建立新的应对策略；④HCT的应用指征、细胞数量以及临床效能的监测；⑤体外培养并大量扩增原代人肝细胞的技术能力还有限；⑥HCT基因治疗适宜载体的构建。随着对肝细胞移植有关问题的深入研究，该技术有望在不久的将来成为治疗肝衰竭和肝硬化的常规手段。

[1]Thomson JA，Itskovitz-Eldor J，Shapiro SS，et a1.Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts.Science，1998，282（5391）：1145-1147.

[2]Wilson JW，Leduc EH.Roles of cholangioles in restoration of the liver of the mouse after dietary injury.J Pathol Bacteriol，1958，76（2）：441-449.

[3]Suzuki A.Clonal identification and characterization of self-renewing pluripotent stem cells in the developing liver.J Cell Biol，2002，156（1）:173.

[4]Kania G，Blyszczuk P，Jochheim A，et al.Generation of glycogen-and albumin-producing hepatocyte-like cells from embryonic stem cells.Biol Chem，2004，385（10）:943-953.

[5]Zimmermann A.Liver regeneration：the emergence of new pathways.Med Sci Monit，2002，8（3）：RA53-63.

[6]Sell S.Heterogeneity and plasticity of hepatocyte lineage cells.Hepatology，2001，33（3）:738-750.

[7]Ferreira MV，Chaib E，Nascimento MU，et al.Liver transplantation and expanded Milan criteria:does it really work？Arq Gastroenterol，2012，49（3）:189-194.

[8]Song S，Witek RP，Lu Y，et al.Ex vivo transduced liver progenitor cells as a platform for gene therapy in mice.Hepatology，2004，40（4）:918-924.

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[10]Grossman M，Rader DJ，Muller DW，et al.A pilot study of ex vivo gene therapy for homozygous familial hypercholesterolaemia.Nat Med，1995，1（11）:1148-1154.

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[12]Pietrosi G，Vizzini GB，Gruttadauria S，et a1.Clinical applica －tionsofhepatocyte transplantation.Wor1d JGastroenterol，2009，15：2074-2077.

[13]Roma J，Balbi E，Pacheco-Moreira L，et al.Impact of model for end-stage liver disease score on long-term survival following livertransplantation forhepatocellularcarcinoma.Transplant Proc，2012，44（8）:2423-2427.