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臍帶血干細胞移植治療肝硬化的研究進展

2015-02-09 09:46:21陳玉梅張麗賢綜述王麗華審校
醫學綜述 2015年2期

陳玉梅,張麗賢(綜述),楊 彬,王麗華(審校)

(衡水市哈勵遜國際和平醫院消化內科,河北 衡水 053000)

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臍帶血干細胞移植治療肝硬化的研究進展

陳玉梅,張麗賢(綜述),楊彬,王麗華※(審校)

(衡水市哈勵遜國際和平醫院消化內科,河北 衡水 053000)

摘要:肝硬化是一種常見病、疑難病,由多種原因引起,最常見的是由慢性乙型肝炎、丙型肝炎、脂肪肝和酒精中毒發展而來。失代償期肝硬化是各種肝纖維化疾病的終末期,平均存活時間僅為5~7年。干細胞移植已成為肝病治療研究的熱點,臍帶血干細胞移植為肝硬化治療開辟了一條新途徑。該文就臍帶血干細胞的特點、治療肝硬化的理論基礎、在肝硬化方面的應用、植入途徑以及問題、展望等方面進行綜述。

關鍵詞:肝硬化;臍帶血;干細胞

肝硬化是一種常見的慢性肝病,可由一種或多種原因引起。肝臟呈進行性、彌漫性、纖維性病變(具體表現為肝細胞彌漫變性壞死),繼而出現纖維組織增生和肝細胞結節狀再生,這3種改變反復交錯進行,肝小葉結構和血液循環途徑逐漸被改建,使肝臟變形、變硬而導致肝硬化。目前,肝硬化的治療主要采取維持和支持療法,生物人工肝受到肝細胞來源的限制,不能在臨床發揮更大作用;而原位肝移植,由于供肝缺乏、費用昂貴,且存在免疫排斥,也限制了其臨床應用。近年研究發現,將臍血中的干細胞分離后移植到肝內,分化為有功能的實質細胞,替代受損的肝細胞,重構肝臟的結構和功能,為治療終末期肝病提供了新的思路[1]。現就臍帶血干細胞移植治療肝硬化的研究進展予以綜述。

1臍帶血干細胞的特點

1988年,Broxmeyer首先以實驗證明臍血中富含造血干細胞[2];隨后,Erices等[3]報道了臍帶血來源的單核細胞是含有間充質干細胞特征性表面抗原的細胞,具有多項分化能力,這為臍帶血干細胞的臨床應用提供了廣闊前景。臍帶血干細胞具有以下優勢:來源豐富、操作簡單,對產婦及胎兒無不良作用;玻璃化法超低溫可使臍帶血干細胞長期保存[4];臍帶血免疫原性弱,移植后排斥反應發生率低,可進行異基因供者間的移植;臍帶血干細胞更為原始,增殖力穩定,體外易分離及擴增[5];胎盤對臍帶血具有過濾保護功能,被病毒、細菌感染的機會較小[6]。同時也存在不足:臍帶血間充質干細胞比例較低,分離成功率低于骨髓間充質干細胞(63%比100%),使應用受到很大限制[7];具有潛在遺傳性疾病的可能性需一次移植成功,一旦移植失敗將失去補救機會[6];異體的臍帶血干細胞移植后,由于逃避了免疫監視,引起腫瘤的風險加大[8]。

2臍帶血干細胞治療肝硬化的理論基礎

治療用的干細胞是一類具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細胞特定群體,這些細胞通過分裂維持自身細胞群的大小,進一步分化成各種不同的組織細胞,來滿足身體各個組織的需要[9]。干細胞的分離和體外培養技術日漸成熟,已成為生命科學研究的熱點。日本東京醫科大學寺岡弘文教授領導的研究小組采用臍帶血干細胞進行體外培養、誘導生成了肝細胞[10]。韓翠萍等[11]證實了臍帶血干細胞與人肝細胞在體外共培養后,可分化為類肝細胞;臍帶血干細胞在體內適宜的條件下,能夠分化為肝細胞。Yu等[12]發現臍帶血干細胞移植到肝臟受損的小鼠體內,具有分化成肝細胞樣細胞的潛力。Sharma等[13]證實,臍血間充質干細胞移植入裸鼠體內后增殖并分化為肝樣細胞的潛能優于骨髓間充質干細胞。周漢超等[14]在50例肝硬化患者干細胞移植的臨床試驗中,進一步證實了臍帶血干細胞移植治療肝硬化效果顯著高于骨髓血干細胞。臍帶血干細胞不僅可分化為肝細胞且具有向病灶部位遷移,達到改善肝功能的作用。Kakinuma等[15]將臍帶血干細胞移植到慢性肝損傷的小鼠體內,發現其轉化為肝細胞樣細胞,并行使肝細胞功能。臍帶血干細胞在急性肝壞死的大鼠體內轉化為肝細胞樣細胞并針對性遷移至肝臟病灶區域,改善肝功能,提高大鼠生存率[16]。Tang等[17]證實臍帶血干細胞能夠促進肝臟受損大鼠的肝細胞再生,改善肝功能;進一步臨床試驗顯示,能夠改善患者重癥肝損傷。另有研究發現,臍帶血干細胞不僅能直接分化為肝細胞,而且能夠增強肝臟的血管生成和結構重構,促進內源性增殖,修復損傷細胞,為受損細胞提供修復的微環境,從而達到改善肝纖維化的作用[18]。而Ren等[19]發現,臍帶血干細胞移植雖然具有改善肝纖維化作用,但對肝臟毛細血管及肝竇小靜脈等微環境并無改善作用。在肝損傷環境下,臍帶血干細胞亦可分泌不同水平的細胞因子相互影響,表現出抗纖維化、抗炎性反應的作用。以上研究為臍帶血干細胞移植治療肝硬化提供了理論基礎。

3臍帶血干細胞治療肝硬化的基礎研究

Lee等[20]證明,在肝纖維化特別是肝硬化時,因過量纖維結締組織的增生擠壓,使正常功能的肝細胞數量大為減少。臍帶血間充質干細胞移植可以提高基質金屬蛋白酶的表達以降解膠原纖維,逆轉肝臟組織纖維化,改善肝硬化,修復肝功能[21]。Jung等[22]將臍帶血干細胞移植入肝硬化小鼠模型內,發現其可抑制肝星狀細胞活化的相關基因(如轉化生長因子β1、α平滑肌肌動蛋白及Ⅰ型膠原蛋白)表達,從而改善肝硬化。Bassiouny等[23]進一步證實了,臍帶血干細胞可通過抑制星狀細胞活化、誘導其凋亡、促進肝再生及抗炎抗氧化,從而達到改善肝硬化大鼠纖維化的作用。以上研究均顯示,使用臍帶血干細胞治療肝硬化時可以減輕其纖維化程度,但干細胞也可能是肝纖維化中肝星狀細胞和肌成纖維母細胞的來源之一[24-25]。少數實驗報道了臍帶血干細胞并不能移植到肝臟,轉化為成熟肝細胞發揮其改善肝纖維化及肝功能的作用;而大部分分化為肌成纖維母細胞和肝星狀細胞,促進Ⅰ型膠原轉錄活化,從而導致或加重肝硬化[26-27]。如何避免此類現象的發生,還有待進一步大量實驗研究。

4臍帶血干細胞治療肝硬化臨床研究

目前國內外關于臍帶血干細胞治療肝硬化尚無大量臨床報道。Lin等[28]對臍帶血干細胞移植治療肝硬化的安全性進行了前瞻性對照試驗,發現此方法能夠改善患者的生活質量,僅少數患者出現低熱等不良反應,未發現致癌性。譚友文等[29]深入研究了臍帶血干細胞移植對肝硬化患者的治療效果及門靜脈血流動力學的影響,未發現其有促進門靜脈高壓及致瘤的作用。Zhang等[30]進一步發現,臍帶血干細胞移植對改善失代償期肝硬化的肝功能及腹水控制是安全有效的。不同移植途徑對肝硬化均能發揮治療作用,張麗欣等[31]對20例肝硬化失代償期患者采取經肝固有動脈、門靜脈和靜脈輸注途徑移植臍帶血干細胞;移植術后3個月,患者肝功能明顯改善,腹腔積液減少率為75%,乏力好轉率為80%,肝病面容、肝掌及蜘蛛痣減輕率為70%,差異均有統計學意義。劉俐和張艷琳[32]采用經頸靜脈、肝內門靜脈與腔靜脈分流及經門靜脈系統臍血干細胞移植相聯合的方式,治療肝硬化失代償并門靜脈高壓患者4例,發現移植后可以代償部分肝功能,改善肝功能分級。王方等[33]通過門靜脈將臍帶血干細胞注入肝臟,在一定程度上,有修復受損肝細胞、改善肝功能的療效。楊宏麗等[34]對86例肝硬化患者采用經肝固有動脈行臍帶血干細胞移植,術后16周肝臟最大截面積及肝功能得到改善,尤其血漿白蛋白水平明顯升高,患者癥狀明顯改善。臍帶血干細胞移植治療可有效修復肝損傷,另有多項小樣本臨床研究證實此種途徑效果明顯[35-36]。臍帶血干細胞移植對頑固性腹水亦有一定療效,黃麗雯等[37]采用臍帶血干細胞經肝動脈植入治療23例肝硬化頑固性腹水患者,結果患者白蛋白升高明顯,腹水增長速度放緩,提示干細胞移植可提高白蛋白水平、控制腹水生成。目前,大多數研究尚未發現明顯不良反應,但邵珺等[38]發現1例患者行臍帶血干細胞移植術后出現了自發性腎周出血,其原因考慮可能與移植術后發生感染有關,經內科保守治療后,病情被控制。近幾年的臨床研究證明,臍帶血干細胞在短期可改善肝功能,顯著糾正低蛋白血癥,對頑固性腹水也有一定療效,暫無長期追蹤的療效評價。大多研究病例數較少,缺乏多中心、大樣本臨床研究,但初步臨床療效是積極肯定的。

5干細胞移植途徑

利用臍帶血干細胞移植治療肝硬化有經外周靜脈、門靜脈、肝動脈、肝內、腹腔、脾內等多種移植途徑,已開展的基礎和臨床研究認為,移植部位越接近門靜脈,移植的干細胞就越能更好地進行增殖和分化[39]。

5.1外周靜脈移植途徑臍帶血干細胞可以通過靜脈輸注達到受損或炎性組織[40]。Burra等[41]發現,將臍帶血干細胞靜脈輸注肝損傷大鼠體內,對受損肝臟具有保護作用。翁敬飚等[42]證實,臍帶血干細胞回輸入肝硬化患者體內,作為輔助治療,可改善預后。干細胞經全身血液循環后,才能到達受損肝臟,目前僅依賴干細胞在損傷區的“歸巢”能力,最終定向分化的干細胞可能很少,效果需要進一步研究[43]。但此種方法操作簡單、創傷最小,主要用于一般情況不佳且不能耐受其他途徑的患者。

5.2門靜脈移植途徑門靜脈是肝臟的主要供血血管,約占肝血供的80%,內含豐富的促進細胞生長的營養成分,有利于干細胞分化及存活;且門靜脈移植創傷小、無輻射,移植后無需加壓包扎,患者耐受性好,費用低[39]。選用門靜脈移植更有利于使移植細胞保持較高的濃度,增加定植的細胞數;在肝損傷的情況下具有歸巢定植的特性,因此是臨床上經常使用的移植途徑之一[44]。但門靜脈移植具有出血傾向,門靜脈高壓時移植的細胞可隨側支循環較多地分散到其他部位(如食管、胃底等),嚴重影響其有效植入量;且一次大量移植可能會引起血管栓塞[39]。

5.3肝動脈移植途徑采用血管介入技術進行間充質干細胞移植。用Seldinger法穿刺股動脈,在數字剪影血管造影引導下依據血管變化情況,將導管插管至肝固有動脈或肝左右動脈分支,將臍帶血干細胞沿導管緩慢注入或微量泵泵入,此法操作簡單、創傷小,直接達到肝臟內部,使肝內干細胞濃度迅速達到峰值,從而達到最佳的治療效果[45]。此方法還可發現早期肝癌,并直接行肝癌栓塞治療,缺點是具有輻射性。

5.4肝內移植經皮膚穿刺將干細胞直接注射到肝臟。Bassiouny等[23]通過肝內注射法移植干細胞,發現可顯著減輕肝硬化大鼠的肝纖維化程度。此類方法使干細胞直接進入肝臟,有利于在肝損傷部位歸巢;但直接穿刺肝臟有可能產生出血傾向,移植的細胞可能進入中央靜脈而使肺栓塞的風險增加,且此法只適用于局部病變,彌漫病變者需要多點注射,從而增加了出血風險,目前尚未見臨床應用[39]。

5.5脾臟移植脾竇巨大的儲存量有利于移植細胞的存留,同時具有誘導免疫耐受的作用,因此,脾臟可能成為外源干細胞理想的移植部位。方法有經脾靜脈、脾動脈和脾實質內注射,而經脾靜脈和脾動脈移植注入的細胞易被血流沖走。有研究采用脾實質內注射干細胞治療肝損傷,發現其可向宿主肝臟遷徙,且能保持良好的胞核形態,為細胞發揮生理功能奠定了基礎;血清學肝功能指標和肝臟病理學也證實脾內細胞移植為一項可行的治療途徑[46]。

5.6腹腔移植選擇腹腔作為移植部位,是由于其操作技術簡單易行,又無空間限制,且移植于腹腔內的肝細胞距離更接近肝臟;但移植的細胞在腹腔內存活時間不長,且腹腔容易受細菌感染造成粘連,進入受損肝臟的細胞數可能極少,療效有待考證。

6問題與展望

目前臍帶血干細胞移植治療肝硬化,在基礎研究領域國內外均有報道;臨床應用方面,國外尚無報道,國內正在陸續開展。臍帶血干細胞自身的獨特優勢,使之在治療肝硬化方面顯示了廣闊的臨床應用前景。目前大量實驗證實,臍帶血干細胞可在肝內存活、轉化為肝實質細胞并發揮作用,但其機制尚未明確。臍帶血干細胞移植最佳劑量、最佳時間、移植次數、途徑、移植的條件和適應證尚無統一標準,是否會具有致瘤作用,均是下一步研究中需要觀察和解決的問題。肝臟疾病損傷治療的理想策略是在不造成過多細胞外基質沉積的基礎上,產生新的肝細胞替代受損細胞;臍帶血干細胞在治療肝硬化方面,如何趨利避害,將成為未來進一步研究的問題。總之,如何促進干細胞向肝細胞完全意義上的轉化,以便更有效地改善肝組織的結構和功能,將成為今后相關研究的重中之重;而移植后的近期療效和遠期結局仍缺乏客觀的循證證據,需要大樣本、多中心、臨床對照研究。

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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編輯:鄭雪

doi:10.3969/j.issn.1006-2084.2015.02.013

中圖分類號:R575.2; R714.56

文獻標識碼:A

文章編號:1006-2084(2015)02-0227-04

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