脐带血干细胞移植治疗肝硬化的研究进展

陈玉梅，张丽贤(综述)，杨　彬，王丽华(审校)

(衡水市哈励逊国际和平医院消化内科，河北 衡水 053000)



脐带血干细胞移植治疗肝硬化的研究进展

陈玉梅，张丽贤(综述)，杨彬，王丽华※(审校)

(衡水市哈励逊国际和平医院消化内科，河北 衡水 053000)

摘要：肝硬化是一种常见病、疑难病，由多种原因引起，最常见的是由慢性乙型肝炎、丙型肝炎、脂肪肝和酒精中毒发展而来。失代偿期肝硬化是各种肝纤维化疾病的终末期，平均存活时间仅为5~7年。干细胞移植已成为肝病治疗研究的热点，脐带血干细胞移植为肝硬化治疗开辟了一条新途径。该文就脐带血干细胞的特点、治疗肝硬化的理论基础、在肝硬化方面的应用、植入途径以及问题、展望等方面进行综述。

关键词：肝硬化；脐带血；干细胞

肝硬化是一种常见的慢性肝病,可由一种或多种原因引起。肝脏呈进行性、弥漫性、纤维性病变(具体表现为肝细胞弥漫变性坏死)，继而出现纤维组织增生和肝细胞结节状再生,这3种改变反复交错进行,肝小叶结构和血液循环途径逐渐被改建,使肝脏变形、变硬而导致肝硬化。目前,肝硬化的治疗主要采取维持和支持疗法，生物人工肝受到肝细胞来源的限制，不能在临床发挥更大作用；而原位肝移植，由于供肝缺乏、费用昂贵，且存在免疫排斥，也限制了其临床应用。近年研究发现，将脐血中的干细胞分离后移植到肝内,分化为有功能的实质细胞,替代受损的肝细胞,重构肝脏的结构和功能,为治疗终末期肝病提供了新的思路[1]。现就脐带血干细胞移植治疗肝硬化的研究进展予以综述。

1脐带血干细胞的特点

1988年，Broxmeyer首先以实验证明脐血中富含造血干细胞[2]；随后，Erices等[3]报道了脐带血来源的单核细胞是含有间充质干细胞特征性表面抗原的细胞，具有多项分化能力，这为脐带血干细胞的临床应用提供了广阔前景。脐带血干细胞具有以下优势：来源丰富、操作简单，对产妇及胎儿无不良作用；玻璃化法超低温可使脐带血干细胞长期保存[4]；脐带血免疫原性弱，移植后排斥反应发生率低,可进行异基因供者间的移植；脐带血干细胞更为原始，增殖力稳定，体外易分离及扩增[5]；胎盘对脐带血具有过滤保护功能，被病毒、细菌感染的机会较小[6]。同时也存在不足：脐带血间充质干细胞比例较低，分离成功率低于骨髓间充质干细胞(63%比100%),使应用受到很大限制[7]；具有潜在遗传性疾病的可能性需一次移植成功，一旦移植失败将失去补救机会[6]；异体的脐带血干细胞移植后，由于逃避了免疫监视，引起肿瘤的风险加大[8]。

2脐带血干细胞治疗肝硬化的理论基础

治疗用的干细胞是一类具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞特定群体，这些细胞通过分裂维持自身细胞群的大小，进一步分化成各种不同的组织细胞,来满足身体各个组织的需要[9]。干细胞的分离和体外培养技术日渐成熟，已成为生命科学研究的热点。日本东京医科大学寺冈弘文教授领导的研究小组采用脐带血干细胞进行体外培养、诱导生成了肝细胞[10]。韩翠萍等[11]证实了脐带血干细胞与人肝细胞在体外共培养后,可分化为类肝细胞；脐带血干细胞在体内适宜的条件下,能够分化为肝细胞。Yu等[12]发现脐带血干细胞移植到肝脏受损的小鼠体内，具有分化成肝细胞样细胞的潜力。Sharma等[13]证实,脐血间充质干细胞移植入裸鼠体内后增殖并分化为肝样细胞的潜能优于骨髓间充质干细胞。周汉超等[14]在50例肝硬化患者干细胞移植的临床试验中，进一步证实了脐带血干细胞移植治疗肝硬化效果显著高于骨髓血干细胞。脐带血干细胞不仅可分化为肝细胞且具有向病灶部位迁移，达到改善肝功能的作用。Kakinuma等[15]将脐带血干细胞移植到慢性肝损伤的小鼠体内，发现其转化为肝细胞样细胞，并行使肝细胞功能。脐带血干细胞在急性肝坏死的大鼠体内转化为肝细胞样细胞并针对性迁移至肝脏病灶区域，改善肝功能，提高大鼠生存率[16]。Tang等[17]证实脐带血干细胞能够促进肝脏受损大鼠的肝细胞再生，改善肝功能；进一步临床试验显示，能够改善患者重症肝损伤。另有研究发现，脐带血干细胞不仅能直接分化为肝细胞，而且能够增强肝脏的血管生成和结构重构，促进内源性增殖，修复损伤细胞，为受损细胞提供修复的微环境，从而达到改善肝纤维化的作用[18]。而Ren等[19]发现，脐带血干细胞移植虽然具有改善肝纤维化作用，但对肝脏毛细血管及肝窦小静脉等微环境并无改善作用。在肝损伤环境下，脐带血干细胞亦可分泌不同水平的细胞因子相互影响，表现出抗纤维化、抗炎性反应的作用。以上研究为脐带血干细胞移植治疗肝硬化提供了理论基础。

3脐带血干细胞治疗肝硬化的基础研究

Lee等[20]证明，在肝纤维化特别是肝硬化时,因过量纤维结缔组织的增生挤压，使正常功能的肝细胞数量大为减少。脐带血间充质干细胞移植可以提高基质金属蛋白酶的表达以降解胶原纤维，逆转肝脏组织纤维化，改善肝硬化，修复肝功能[21]。Jung等[22]将脐带血干细胞移植入肝硬化小鼠模型内，发现其可抑制肝星状细胞活化的相关基因(如转化生长因子β1、α平滑肌肌动蛋白及Ⅰ型胶原蛋白)表达，从而改善肝硬化。Bassiouny等[23]进一步证实了，脐带血干细胞可通过抑制星状细胞活化、诱导其凋亡、促进肝再生及抗炎抗氧化，从而达到改善肝硬化大鼠纤维化的作用。以上研究均显示，使用脐带血干细胞治疗肝硬化时可以减轻其纤维化程度，但干细胞也可能是肝纤维化中肝星状细胞和肌成纤维母细胞的来源之一[24-25]。少数实验报道了脐带血干细胞并不能移植到肝脏，转化为成熟肝细胞发挥其改善肝纤维化及肝功能的作用；而大部分分化为肌成纤维母细胞和肝星状细胞，促进Ⅰ型胶原转录活化，从而导致或加重肝硬化[26-27]。如何避免此类现象的发生，还有待进一步大量实验研究。

4脐带血干细胞治疗肝硬化临床研究

目前国内外关于脐带血干细胞治疗肝硬化尚无大量临床报道。Lin等[28]对脐带血干细胞移植治疗肝硬化的安全性进行了前瞻性对照试验，发现此方法能够改善患者的生活质量，仅少数患者出现低热等不良反应，未发现致癌性。谭友文等[29]深入研究了脐带血干细胞移植对肝硬化患者的治疗效果及门静脉血流动力学的影响，未发现其有促进门静脉高压及致瘤的作用。Zhang等[30]进一步发现，脐带血干细胞移植对改善失代偿期肝硬化的肝功能及腹水控制是安全有效的。不同移植途径对肝硬化均能发挥治疗作用，张丽欣等[31]对20例肝硬化失代偿期患者采取经肝固有动脉、门静脉和静脉输注途径移植脐带血干细胞；移植术后3个月，患者肝功能明显改善，腹腔积液减少率为75%,乏力好转率为80%,肝病面容、肝掌及蜘蛛痣减轻率为70%，差异均有统计学意义。刘俐和张艳琳[32]采用经颈静脉、肝内门静脉与腔静脉分流及经门静脉系统脐血干细胞移植相联合的方式，治疗肝硬化失代偿并门静脉高压患者4例，发现移植后可以代偿部分肝功能，改善肝功能分级。王方等[33]通过门静脉将脐带血干细胞注入肝脏，在一定程度上，有修复受损肝细胞、改善肝功能的疗效。杨宏丽等[34]对86例肝硬化患者采用经肝固有动脉行脐带血干细胞移植，术后16周肝脏最大截面积及肝功能得到改善，尤其血浆白蛋白水平明显升高，患者症状明显改善。脐带血干细胞移植治疗可有效修复肝损伤，另有多项小样本临床研究证实此种途径效果明显[35-36]。脐带血干细胞移植对顽固性腹水亦有一定疗效，黄丽雯等[37]采用脐带血干细胞经肝动脉植入治疗23例肝硬化顽固性腹水患者，结果患者白蛋白升高明显，腹水增长速度放缓，提示干细胞移植可提高白蛋白水平、控制腹水生成。目前，大多数研究尚未发现明显不良反应，但邵珺等[38]发现1例患者行脐带血干细胞移植术后出现了自发性肾周出血，其原因考虑可能与移植术后发生感染有关，经内科保守治疗后，病情被控制。近几年的临床研究证明，脐带血干细胞在短期可改善肝功能，显著纠正低蛋白血症，对顽固性腹水也有一定疗效，暂无长期追踪的疗效评价。大多研究病例数较少，缺乏多中心、大样本临床研究，但初步临床疗效是积极肯定的。

5干细胞移植途径

利用脐带血干细胞移植治疗肝硬化有经外周静脉、门静脉、肝动脉、肝内、腹腔、脾内等多种移植途径，已开展的基础和临床研究认为，移植部位越接近门静脉，移植的干细胞就越能更好地进行增殖和分化[39]。

5.1外周静脉移植途径脐带血干细胞可以通过静脉输注达到受损或炎性组织[40]。Burra等[41]发现，将脐带血干细胞静脉输注肝损伤大鼠体内，对受损肝脏具有保护作用。翁敬飚等[42]证实，脐带血干细胞回输入肝硬化患者体内，作为辅助治疗，可改善预后。干细胞经全身血液循环后，才能到达受损肝脏，目前仅依赖干细胞在损伤区的“归巢”能力，最终定向分化的干细胞可能很少，效果需要进一步研究[43]。但此种方法操作简单、创伤最小，主要用于一般情况不佳且不能耐受其他途径的患者。

5.2门静脉移植途径门静脉是肝脏的主要供血血管，约占肝血供的80%，内含丰富的促进细胞生长的营养成分，有利于干细胞分化及存活；且门静脉移植创伤小、无辐射，移植后无需加压包扎，患者耐受性好，费用低[39]。选用门静脉移植更有利于使移植细胞保持较高的浓度，增加定植的细胞数；在肝损伤的情况下具有归巢定植的特性，因此是临床上经常使用的移植途径之一[44]。但门静脉移植具有出血倾向,门静脉高压时移植的细胞可随侧支循环较多地分散到其他部位(如食管、胃底等)，严重影响其有效植入量；且一次大量移植可能会引起血管栓塞[39]。

5.3肝动脉移植途径采用血管介入技术进行间充质干细胞移植。用Seldinger法穿刺股动脉，在数字剪影血管造影引导下依据血管变化情况，将导管插管至肝固有动脉或肝左右动脉分支,将脐带血干细胞沿导管缓慢注入或微量泵泵入，此法操作简单、创伤小，直接达到肝脏内部，使肝内干细胞浓度迅速达到峰值，从而达到最佳的治疗效果[45]。此方法还可发现早期肝癌，并直接行肝癌栓塞治疗，缺点是具有辐射性。

5.4肝内移植经皮肤穿刺将干细胞直接注射到肝脏。Bassiouny等[23]通过肝内注射法移植干细胞，发现可显著减轻肝硬化大鼠的肝纤维化程度。此类方法使干细胞直接进入肝脏，有利于在肝损伤部位归巢；但直接穿刺肝脏有可能产生出血倾向,移植的细胞可能进入中央静脉而使肺栓塞的风险增加,且此法只适用于局部病变，弥漫病变者需要多点注射，从而增加了出血风险，目前尚未见临床应用[39]。

5.5脾脏移植脾窦巨大的储存量有利于移植细胞的存留,同时具有诱导免疫耐受的作用,因此，脾脏可能成为外源干细胞理想的移植部位。方法有经脾静脉、脾动脉和脾实质内注射,而经脾静脉和脾动脉移植注入的细胞易被血流冲走。有研究采用脾实质内注射干细胞治疗肝损伤，发现其可向宿主肝脏迁徙,且能保持良好的胞核形态,为细胞发挥生理功能奠定了基础；血清学肝功能指标和肝脏病理学也证实脾内细胞移植为一项可行的治疗途径[46]。

5.6腹腔移植选择腹腔作为移植部位,是由于其操作技术简单易行,又无空间限制,且移植于腹腔内的肝细胞距离更接近肝脏；但移植的细胞在腹腔内存活时间不长，且腹腔容易受细菌感染造成粘连，进入受损肝脏的细胞数可能极少,疗效有待考证。

6问题与展望

目前脐带血干细胞移植治疗肝硬化，在基础研究领域国内外均有报道；临床应用方面，国外尚无报道，国内正在陆续开展。脐带血干细胞自身的独特优势，使之在治疗肝硬化方面显示了广阔的临床应用前景。目前大量实验证实，脐带血干细胞可在肝内存活、转化为肝实质细胞并发挥作用,但其机制尚未明确。脐带血干细胞移植最佳剂量、最佳时间、移植次数、途径、移植的条件和适应证尚无统一标准，是否会具有致瘤作用，均是下一步研究中需要观察和解决的问题。肝脏疾病损伤治疗的理想策略是在不造成过多细胞外基质沉积的基础上，产生新的肝细胞替代受损细胞；脐带血干细胞在治疗肝硬化方面，如何趋利避害，将成为未来进一步研究的问题。总之，如何促进干细胞向肝细胞完全意义上的转化，以便更有效地改善肝组织的结构和功能，将成为今后相关研究的重中之重；而移植后的近期疗效和远期结局仍缺乏客观的循证证据，需要大样本、多中心、临床对照研究。

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Research Progress on Umbilical Cord Blood Stem Cells Transplantation in the Treatment for Liver CirrhosisCHENYu-mei，ZHANGLi-xian，YANGBin，WANGLi-hua.(DepartmentofGastroenterology，HarrisonInternationalPeaceHospital，Hengshui053000，China)

Abstract:Cirrhosis is common,incurable disease,caused by a variety of reasons,the most common causes include chronichepatitis B,hepatitis C,fatty liver and alcoholism.Decompensated cirrhosisis is the end-stage of various kinds of liver fibrosis,the average survival time of it is only 5 to 7 years.The research of stem cells transplantation has become one of the hot topics of treatment for liver diseases，umbilical cord blood stem cell transplantation has opened up a new way of treatment for liver cirrhosis.Here is to make a review of the characteristics of umbilical cord blood stem cell,theoretical basis of treatment for liver cirrhosis,its application in treating liver cirrhosis,the implant approach,problem and prospect,and so on.

Key words：Liver cirrhosis； Umbilical cord blood； Stem cells

收稿日期：2014-02-27修稿日期：2014-06-30编辑：郑雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.02.013

中图分类号：R575.2； R714.56

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)02-0227-04