肝干/前體細胞治療失代償期肝硬化研究進展

黃偉健 鄢和新

肝硬化是各種慢性肝病進展至以肝臟彌漫性纖維化、假小葉形成、肝竇毛細血管化為特征的病理階段[1]。代償期肝硬化無明顯臨床癥狀,失代償期肝硬化以門靜脈高壓和肝功能嚴重損害為特征,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致多器官功能衰竭而死亡。據GBD(Global Burden of Disease)統計,2017年全球范圍內失代償期肝硬化患者的患病人數約為1060萬例,由于目前尚無美國食品和藥物管理局(FDA)批準的用于治療失代償期肝硬化的藥物,因肝硬化死亡的人數達到132萬,是導致肝臟相關死亡的主要原因[2]。中國是慢性病毒性肝炎的高發國家,有接近2000萬的肝硬化患者(約占人口總數1.8%)[2],對病患、醫療系統乃至社會健康管理都是沉重的負擔和巨大的挑戰。隨著生物技術和再生醫學的發展,細胞藥物逐漸從動物實驗發展到早期臨床試驗,并初步顯現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、不同的細胞類型在失代償期肝硬化治療的臨床應用現狀

國內外人胎肝細胞移植在肝硬化患者中應用的小范圍案例報道顯示,受試者生化指標和臨床癥狀均有顯著改善[3-5]。Habibullah教授開展了胎肝細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+胎肝細胞進行肝動脈移植,移植細胞量10～15×107,術中及術后均未使用抗免疫排斥藥物,移植后無并發癥,患者MELD或Child-Pugh評分以及所有肝臟測量指標均有明顯改善,細胞定植效率在20%左右,有效時間長達4年以上[6]。誠然,胎肝細胞移植的療效仍需要樣本量更大、設計更嚴謹的臨床研究來確定;另一方面,圍繞胎肝組織來源的倫理爭議極大限制了胎肝細胞移植的臨床應用。

間充質干細胞(MSCs)對T細胞、B細胞和巨噬細胞發揮免疫調節作用,并可通過調節免疫和直接抑制肝星狀細胞增殖和ECM合成,達到抗炎以及抗纖維化作用[7]。2014年韓國開展了一項自體BM-MSCs移植對72例酒精性肝硬化患者療效評估的II期隨機開放標簽研究(clinicaltrial.gov: NCT01875081)。研究結果顯示,通過肝動脈輸注1～2次BM-MSC,細胞治療組有2位受試者6個月后肝活檢中膠原面積分別減少25%和37%,Child-Pugh評分改善,兩組間不良事件無差異[8]。部分研究盡管證實MSC治療具有一定療效,然而作用卻是相對短暫的。在HCV感染后的終末期肝病患者中(Clinical-Trials.gov: NCT01729221),與對照組患者相比,經外周輸注MSC患者的肝功能生化指標趨于穩定(每組20例),但膠原相關標志物無顯著差異[9]。同樣,一項評估通過肝動脈移植自體骨髓間充質干細胞治療HBV感染后肝衰竭的研究(Clinical-Trials.gov: NCT00956891)結果顯示,相對于105例對照組,53例治療組患者的MELD、膽紅素、白蛋白和凝血酶原時間均有顯著改善,然而192周時肝癌發生率以及生存率無顯著差異[10]。綜上,基于MSC開展的失代償期肝硬化治療臨床試驗,其長期隨訪數據顯示MSC移植并未對失代償期肝硬化的預后產生積極影響。

二、肝干/前體細胞在肝硬化進程中活化及其機制探討

正常肝臟的肝細胞自我更新通常由肝細胞分裂增殖或自我復制而來。然而持續的肝臟慢性損傷(病毒感染、酗酒及脂肪性肝炎等引起的肝硬化過程)導致肝實質細胞再生功能不足,將激活“膽管上皮樣細胞增殖或者化生”再生修復途徑[11]。這一現象美國Popper等研究者于1957年報道為膽管反應(DR),其特征是肝臟損傷誘導的膽管上皮樣細胞表型激活反應[12]。眾多研究發現,該損傷活化細胞具有肝膽細胞雙重特征,可被肝前體細胞(LPCs)標記物標記(EpCAM、SOX9、OV6、A6、CD24、CD133、NGA2 和CXCR4等)[13,14],具有LPCs 的生物學特性。

膽管反應中LPCs的起源、命運轉歸以及對肝臟再生修復的貢獻作用仍未被闡明清楚。眾多研究通過嵌合鼠模型表明,特殊的肝細胞亞群可轉化為肝前體樣細胞以促進肝臟再生修復。Bowen團隊建立DPPIV+肝細胞和DPPIV-膽管上皮細胞的嵌合大鼠模型,觀察到進行膽管結扎損傷后DPPIV+非肝細胞出現[15]; Grompe團隊構建mT+Fah+肝細胞和Fah-膽管上皮細胞的嵌合小鼠模型,在DDC損傷后發現mT+Fah+肝前體樣細胞[16]。而肝細胞在損傷狀態下的重編程能力受Arid1a調控,通過開放成熟肝細胞中重編程相關基因(RRG)的染色質,從而使得成熟肝細胞轉化為LPCs以應對和躲避損傷信號[17];進一步炎癥信號IL-6通過肝細胞表達的受體IL6R/gp130能直接激活肝細胞STAT3信號通路,結合到受Arid1a調控的重編程相關基因的位點,從而誘導肝細胞去分化并促進了肝前體基因的表達(Sox9+LPCs)[18]?？梢?肝細胞來源的肝前體細胞在慢性肝損傷修復中具有重要作用和潛在的臨床應用價值。

三、肝干/前體細胞在治療失代償期肝硬化中的應用

近期國內外研究團隊均發現,Lgr5+肝干/前體細胞移植到CCl4和DDC小鼠纖維化模型中,可明顯緩解小鼠體內纖維化進程;相反,若敲除小鼠中肝前體細胞Lgr5的表達,肝纖維化將進一步加重[19,20]。進一步在體外實驗中將Lgr5+前體細胞與成纖維細胞進行共培養,發現可顯著抑制成纖維細胞中ki67與α-SMA表達,證明肝干/前體細胞可顯著抑制纖維化進程。另一方面,Forbes團隊發現通過體外分離擴增CD24+肝前體細胞并回輸慢性纖維化肝臟,不但可以補充肝實質細胞,更能有效緩解肝臟纖維化進程[21];筆者團隊通過小分子體系將肝細胞轉化為可增殖的CD24+肝細胞來源肝前體細胞(HepLPCs)[22,23],并將其移植到CCl4小鼠纖維化模型,驗證了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/干細胞在肝硬化患者中是否可起到延緩乃至逆轉肝硬化的效果?比利時Promethera Bioscience公司開展了以通過肝干細胞(HLSC;商品名HepaStem?)治療酒精性肝硬化的II期臨床研究(EudraCT 2016-001177-32)嘗試回答這個問題,結果顯示輸注后受試者的Child評分顯著下降,提示輸注后肝臟功能恢復;更重要的是隨后3個月隨訪中受試者生存率有提高,且無慢加急性肝衰竭再發[25]。筆者團隊進一步在GMP 條件下優化細胞擴增條件,制備了臨床級HepLPCs細胞注射液,并完成了一系列非臨床研究。為了明確HepLPCs 對肝硬化治療的安全性和有效性,筆者團隊并于2021年12月在上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院開展了全球首個“同種異體肝細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,該臨床試驗已完成低、中、高劑量9例受試者入組和隨訪工作,結果顯示安全性良好,未發生任何治療相關的不良反應。而令人驚喜的是,幾乎所有受試者在輸注細胞治療后都產生了不同程度的治療反應性,大部分患者對比傳統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到健康狀態,包括肝功能指標正常、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行肝移植治療。

四、總結

鑒于國內外指南尚無廣泛認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感染等嚴重并發癥,以及移植后肝纖維化再發等問題[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/前體細胞因其具有來源穩定、生產安全高效以及免疫原性低的特點,未來將通過設計更完善的臨床研究,納入更多受試者,以更準確地評價其在失代償期肝硬化的應用價值。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。