脐血间充质干细胞移植治疗失代偿期肝硬化研究进展

黄海鑫，姚豫桐，王若璇，黄孝伦△

(1.遵义医学院，贵州 遵义 563000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院肝胆胰脾外科·细胞移植中心，四川 成都 610072)

病毒性肝炎以及长期大量酗酒是引起肝硬化的最主要原因。其中慢性丙型肝炎病毒感染和酗酒是西方国家最常见的病因，而我国肝硬化最常见的原因则是慢性乙肝肝炎病毒感染[1]。根据卫生部公布的全国甲、乙类法定传染病报告，乙肝肝炎病毒感染长期占据传染病发病第一位，而且其新增病例快速上升。据统计，乙肝新增病例占病毒性肝炎的比例由2004年的79%，上升至2008年的83%。此外尚有广泛的乙肝病毒携带者，而大部分乙肝病人将逐渐发展为肝硬化[2，3]。失代偿期肝硬化所出现的上消化道大出血、腹腔积液、肝性脑病等严重并发症给我国医疗领域带来了巨大挑战。

1 失代偿期肝硬化的病理基础

肝硬化的病理过程以弥漫性结节状再生取代正常肝脏结构为特征，同时伴有致密纤维间隔的产生、伴随的实质硬变和肝组织的最终崩解。肝细胞呈弥漫性变性、坏死、凋亡，残存细胞再生，形成再生结节，结缔组织弥漫性增生形成纤维隔，最终分割及破坏正常肝小叶结构，代之以硬化性结节或假小叶为特征的病理性改变。最终，器官的原始结构完全丧失，伴随而来的是肝血管和肝内毛细胆管结构的严重扭曲。肝脏逐渐变形、变硬而发展为肝硬化。肝硬化的特征是肝门管区之间存在纤维间隔(主动间隔和被动间隔，门脉间隔和中央间隔)，再生结节和肝脏结构异常。所有这些改变都可能导致器官的崩溃和血管的重新排列(肝窦重塑、血窦毛细血管化、肝内分流的形成，这是由于血管生成和实质细胞坏死/凋亡所致)。这些改变在疾病的早期阶段就已经存在，但由于肝脏代偿功能较强可无明显症状，在很长一段时间内仍未被发现。后期则以肝功能损害和门静脉高压为主要表现，有多系统受累，晚期可出现上消化道出血、肝性脑病、继发感染、脾功能亢进、腹水、肝细胞癌(hepatocelluar carcinoma，HCC)等并发症[4]。

2 目前失代偿期肝硬化的临床治疗方案

消除导致疾病的原因，控制原发疾病。阻断对肝细胞进一步损坏的因素是对肝硬化的基本治疗，控制原发性肝病的最有效策略是抗肝细胞纤维化治疗。抗病毒治疗可用于病毒性肝硬化病人(无论是HBV或HCV阳性者)，以获得病毒清除。

2.1 保护肝细胞补充维生素C、E及B族维生素有改善肝细胞代谢，防止脂肪性变和保护肝细胞的作用，酌情补充，如维生素K、B12和叶酸。抗氧化剂如维生素E是典型的治疗NASH的方法之一。

2.2 治疗肝硬化的并发症对症处理失代偿期肝硬化所带来的并发症是临床治疗中非常重要的部分。生长抑素或是特利加压素联合急诊内镜治疗消化道出血、静脉曲张[5]。支链氨基酸输注，维持内环境血氨平衡及其余电解质平衡可以有效预防肝性脑病的发生发展。针对性应用敏感抗生素控制失代偿肝硬化合并的感染。同时利尿、白蛋白输注、凝血因子输注可提高细胞内液渗透压，减少腹水的生成。针对于脾大、脾功能亢进、门脉高压的患者，行脾切除及门奇断流术可缓解门静脉的持续高压，减少消化道出血的可能，亦可提高失代偿期患者的生活质量[6，7]。对于发展为HCC的患者，在患者一般情况允许的条件下，行部分肝切除、微波消融或者TACE等外科手术干预是最优的治疗方案，可最大程度上延缓患者病情的发展。

2.3 原位肝移植是治疗终末期肝病及其包括早期肝细胞癌在内的部分病例的最根本、最有效的治疗手段。但是供肝来源的严重短缺和昂贵的医疗费用，限制了肝移植的普及开展。

2.4 干细胞移植近年来，大量的研究和临床试验表明，干细胞移植是治疗终末期肝病一种有效的、桥接治疗手段，它能为等待施行肝移植或急性肝功能衰竭的患者争取到更多的时间，甚至为自身肝脏的修复与再生提供机会。因此干细胞移植为众多肝硬化等终末期肝病的患者带来新的希望。间充质干细胞是一种来源于中胚层具有多向分化潜能的干细胞，广泛存在于骨髓、脐带、脐血、外周血甚至脂肪中。相对而言，脐血间充质干细胞具有来源丰富、低免疫源性、创伤性小、操作简单等优点，甚至脐血干细胞具有的旁分泌功能可以加速肝细胞的活化，使得干细胞移植技术在肝脏疾病治疗中得到广泛应用。在近年来的临床进展中，脐血间充质干细胞 (hUC-MSCs)移植逐渐演变为治疗肝硬化强有力的手段。目前看来，脐血间充质干细胞移植是肝硬化治疗中更有效、更值得推广的治疗策略，使失代偿期肝硬化成为一种可治甚至是一种可逆的疾病，给众多肝硬化患者带来新的治疗希望。

3 hUC-MSCs治疗失代偿期肝硬化的作用原理

脐带血是间充质干细胞(MSCs)采集的重要来源，也是较容易获得的一种采集方式，相对于其他采集方式，具有更低的抗原活性、更强的增殖能力、更高的产出率、易应用于临床治疗等优点。hUC-MSCs在许多临床研究中都被报道可以延缓肝纤维化的进展[8]。移植hUC-MSCs可能通过多种机制影响肝功能。首先，间充质干细胞可在肝内向肝细胞样分化，hUC-MSCs可在肝内沿肝细胞谱系分化成全新的肝细胞[9]，因此可替代病变肝脏中凋亡及硬化坏死的肝细胞。其次，间充质干细胞具有一定的免疫调节功能，hUC-MSCs可以在肝内被编程定向分化。肝内免疫细胞就是肝内产生的组织特异性因子，或是由相邻细胞融合后的遗传物质组合而成，因此，hUC-MSCs可在肝内分化增殖调节免疫能力[10]。移植的间充质干细胞也被证明具有其他的细胞因子作用，例如，抗炎作用、分泌营养因子、抗肝细胞纤维化活性，抗氧化活性、限制病变组织的凋亡、促进肝组织血管化[11]；这些因素都有助于损伤的肝细胞再生[12]。此外，脐血间充质干细胞释放的肝细胞生长因子(Hepatocyte growth factor，HGF)还参与了抗体中和诱导细胞凋亡的作用。证实脐血间充质干细胞通过旁分泌机制调节活化肝细胞的功能，这也为hUC-MSCs在肝脏炎症和纤维化中的保护作用做出了合理的解释[13]。

4 脐血间充质干细胞治疗肝硬化的移植途径

自hUC-MSCs广泛应用于临床治疗肝硬化以来，移植hUC-MSCs的途径也逐渐多样化。目前较为成熟的移植途径大概分为以下几种：①经外周静脉或深静脉移植：直接将配型完毕的脐血间充质干细胞经外周静脉或深静脉移植输注至体内。其优点在于：操作简单易行，移植时间短，普通病房内即可实施。缺点在于：第一，经外周静脉或深静脉移植干细胞容易引起I型超敏反应[14]，第二，经输血器滤网过滤后的干细胞将会损失一定量的细胞数目，达不到预期的移植效果，第三，经外周静脉或深静脉移植的干细胞缺少靶向定位，最终能到达靶向器官肝脏的干细胞数目较少。以上条件都将局限干细胞最终的治疗效果，但有时对于部分心肺功能较差、无法耐受麻醉、抢救急性肝功能衰竭的患者，也不失为一条可选择的途径。②经肝动脉穿刺移植：于B超或介入引导下行肝动脉穿刺，经肝动脉植入干细胞。其优点在于：植入的干细胞定位精确，可直接由肝动脉流入肝脏内定植。缺点在于：第一，肝动脉管径较细，相比于门静脉穿刺难度较高，容易出现其余穿刺并发症或穿刺失误。第二，肝动脉血流流速快，压力高，行干细胞移植时需较大压力才能完成植入，同时退针时动脉血管难以止血，易引发术后并发症。③于B超或介入引导下行门静脉穿刺，经门静脉植入干细胞。其优点在于：第一、同经肝动脉穿刺移植类似，经门静脉植入干细胞也有定位精确，移植的干细胞能精确流入肝脏进行定植的优点。第二、相比于肝动脉穿刺，门静脉具有管径较粗，易于穿刺，静脉血流速稍慢，压力较小的优点。都将相对较少穿刺的并发症产生。再有，门静脉血流占入肝血流的65%～75%，更适于干细胞的植入。缺点在于：与经肝动脉移植同理，仍然有术后出血、穿刺失败、门静脉血栓形成等危险因素。综上所述，在笔者看来，如果患者一般情况及所在医院医疗条件允许，经门静脉穿刺植入干细胞是一种更为安全、有效、直接的移植途径，有待广泛发展应用。

5 hUC-MSCs移植治疗肝硬化的治疗效果评估

笔者在阅读大量相关治疗文献及结合所在科室进行治疗脐血间充质干细胞移植治疗肝硬化患者的疗效随访看来，80%左右经治疗患者出现的腹胀、纳差、乏力、生活质量差等症状明显改善[15]。同时实验室检查方面，凝血酶原激活时间、总胆红素、白蛋白、肝转氨酶等均能有所改善，提示干细胞移植有利于改善患者肝功能[16～18]。目前针对于hUC-MSCs移植治疗肝硬化的疗效及预后的几种评估指标主要有：①child-pugh评分：毋庸置疑，child评分仍是评价肝脏功能最经典以及最实用的评分标准，通过患者的ALB、TBIL、PT-time、腹水以及肝性脑病来将肝脏功能分为A/B/C等级。其优点在于评测简便，较为实用，但相对应的是child评分的评价内容未评判肝脏纤维化程度，因此仅通过常规内科治疗亦可降低肝硬化患者的child评分评级，对于hUC-MSCs移植治疗肝硬化的疗效及预后不能做出优异的评测。②失代偿期肝脏疾病血清钠含量联合模型(MELD-Na)。在Kamath提出终末期肝脏疾病(model for end-stage liver disease，MELD)模型，该模型纳入了TBIL、PT、INR、Cr以及病因等这几个对患者生存产生的独立的影响的变量，并依据该变量对患者的死亡的影响程度设立了相应的权数，即MELD分值=3.8×ln(胆红素，mg/(d·L)+11.2×ln(INR)+9.6×ln(肌酐，mg/(d·L)+6.4×(病因学：酒精性和胆汁淤积性肝硬化为 0，其他病因为 1)[19]。经实践后总结发现，MELD模型较child-pugh评级更能对于患者的预后有更好的判定，对临床工作更具有指导意义[20]。在MELD评分的基础上，Biggins等研究发现，肝硬化后期大量腹水形成的重要因素，血清Na含量，也是一项独立于MELD模型，可用来判定早期病死率的重要指标。经试验研究后，总结出MELD-Na模型，即MELD-Na=MELD 分值+1.59×[135 血清 Na+(mmol/L](血清Na+水平>0.135 mmol/L按 0.135 mmol/L 计算，血清Na+水平< 0.120 mmol/L按 0.120 mmol/L计算，血清Na+水平在两者之间者按具体数值计算)，研究表明，MELD-Na模型可对晚期肝硬化患者的生存预后做出更准确的预算[21，22]。③彩色多普勒超声下肝纤维化测定，是诊断肝脏疾病常用的一种快速、无创，具有较高特异度及敏感度的检查方式。通过彩色多普勒超声的检测，可评估干细胞移植前后，肝脏内肝动脉、门静脉走形是否连续，肝脏表面回声是否均匀一致，肝脏大小是否失调，以及超声探头试夹肝脏评估肝纤维化程度。均可对干细胞移植前后的肝脏功能做出较为准确的器质性的评定。④吲哚菁绿15分钟滞留率(retention rate of indo-cyanine green at 15 min，ICG R15)，是近年来临床上用于评估肝脏细胞活性的重要指标，吲哚菁绿在静脉注入人体后，可迅速与体内的血浆蛋白结合，并通过肝脏细胞快速摄取，通过ATP转运系统，吲哚菁绿通过胆道随胆汁以原有的形态直接排出肝脏，所以IGC R15只会被肝脏血流量，肝脏内活性肝细胞数目以及胆道通畅程度影响[23]，在临床治疗过程中，我们将ICG R15用于评估肝硬化患者的肝脏储备能力。失代偿期肝病患者，ICG R15随着病情分期约晚，肝硬化程度越重而越加升高。同时ICG R15拥有创伤较小，得出结果迅速，操作简便等优势，亦可作为hUC-MSCs移植治疗肝硬化的疗效及预后的重要评价指标。

同期国外已经有一些单一、小样本I期临床试验已经实施，并在肝硬化治疗过程中得到了一定的疗效。将接受脐血间充质干细胞移植的患者作为实验组，对照仅接受常规内科治疗的患者作为对照组。再接受细胞移植后，实验组MELD评分(P=0.0001)、INR (P=0.012)、胆红素(P< 0.0001)、总白蛋白(P< 0.0001)水平较基线组和对照组均有明显改善。实验组患者移植6个月后血清白蛋白水平升高有统计学意义[24]。对于MELD-Na评分、ICG R15、肝纤维化程度测定方面暂时还没有相应的临床试验数据证明。

6 总结及展望

总之，目前传统的临床药物治疗不能改善终末期肝病的预后，而全球性供体器官的严重短缺，供需矛盾的日益突出，使大多数患者只能在等待的过程中死亡。

脐血间充质干细胞移植的发展及推广无疑是为肝硬化的患者带来的新的希望。但由于干细胞具有多向分化潜能，移植后除了改善肝脏质地，助力肝细胞的活化以外，是否会提高肿瘤发生发展的可能仍是需进一步考虑和研究的问题。同时，脐血间充质干细胞的移植作为新生的治疗手段，在其治疗过程中，是否会对人体产生其他不可逆的影响因素更需要深一步的研究去探索。