最新總結(jié)｜干細(xì)胞治療肝纖維化/肝硬化：臨床進(jìn)展和治療前景

看點(diǎn)導(dǎo)讀：

1、目前開展的干細(xì)胞研究中，多數(shù)以間充質(zhì)干細(xì)胞為主；

2、不同來源的干細(xì)胞療效存在差異；

3、以往的研究中干細(xì)胞輸注的基礎(chǔ)劑量常參考自肝病的治療；

4、干細(xì)胞治療肝病的機(jī)制不是分化成肝細(xì)胞，而是旁分泌作用；

5、重復(fù)輸注干細(xì)胞治療肝病的效果優(yōu)于單次最佳劑量；

6、預(yù)激活和3D培養(yǎng)的MSCs在體外和體內(nèi)都表現(xiàn)出更好的抗纖維化能力；

7、細(xì)胞外囊泡和外泌體是無細(xì)胞治療肝病的方向，但目前開展的研究不足

?

最近發(fā)表在《Stem Cell Research & Therapy》雜志上的一篇關(guān)于干細(xì)胞治療肝病的綜述，很好的總結(jié)了目前基于干細(xì)胞療法的肝病治療進(jìn)展，現(xiàn)摘取其中部分內(nèi)容，編譯后分享給讀者。

正文：

肝病每年導(dǎo)致全球約200萬人死亡，占每年死亡總數(shù)的3.5%，其中100萬人死于肝硬化并發(fā)癥_[1]。肝硬化是全球第11位最常見的死亡原因，未來全球死于該病的人數(shù)和比例將繼續(xù)增加（2017 年肝硬化死亡人數(shù)超過132萬人，但1990年死亡人數(shù)不到899,000 _[2] ）。

慢性肝病一般按嚴(yán)重程度分為四個(gè)階段：

（1）炎癥；(2)肝纖維化；(3)肝硬化；(4) 終末期肝病 (ESLD) 或肝癌 _[3]。這是一個(gè)遞進(jìn)的過程，其中晚期肝硬化或ESLD 的肝功能不可逆地受損；唯一的治療方法是肝移植（OLT）。由于OLT的主要局限性，如免疫排斥反應(yīng)、術(shù)后不良并發(fā)癥、缺少器官供體等，所以應(yīng)積極探索新的治療策略程。

1976 年，第一個(gè)臨床前原代人肝細(xì)胞（PHHs）移植，闡明了細(xì)胞療法的前景 _[4]。此后，慢性肝病的細(xì)胞療法發(fā)展迅速。PHHs被認(rèn)為是治療代謝性肝病的理想來源，并已投入臨床應(yīng)用_[5]。然而，PHHs 很難在體外擴(kuò)增，而且它們的來源非常有限，以至于人們不得不轉(zhuǎn)向其它的細(xì)胞來源。目前，干細(xì)胞在I期和II期臨床試驗(yàn)中對治療肝纖維化和肝硬化均被證明有效，干細(xì)胞療法也有望逆轉(zhuǎn)肝纖維化和肝硬化。

由于人類原代干細(xì)胞提取和應(yīng)用的倫理問題，使用干細(xì)胞治療肝纖維化和肝硬化的臨床試驗(yàn)數(shù)量有限。在過去的幾十年中，干細(xì)胞療法在動(dòng)物模型中的有效性、可行性和安全性已在文獻(xiàn)中得到廣泛報(bào)道_[6,7]。但是由于臨床標(biāo)本獲取困難，目前人類肝病的干細(xì)胞療法只能獲得患者的結(jié)果。

干細(xì)胞治療的作用機(jī)制先前已總結(jié)為兩個(gè)主要途徑：

（1）體外誘導(dǎo)直接分化成功能細(xì)胞以替代受損細(xì)胞；

（2）體內(nèi)旁分泌生物活性因子和調(diào)節(jié)炎癥進(jìn)展的免疫調(diào)節(jié)因子。

在纖維化疾病中，據(jù)報(bào)道，干細(xì)胞分泌的細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 重塑介質(zhì)如基質(zhì)金屬蛋白酶 (MMP) 和金屬蛋白酶組織抑制劑 (TIMP) 有助于纖維化逆轉(zhuǎn)。與傳統(tǒng)治療方案相比，基于干細(xì)胞的療法對患者的侵入性低于手術(shù)，并且免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn)較低。在本文中，總結(jié)了使用干細(xì)胞治療肝纖維化和肝硬化領(lǐng)域的最新臨床進(jìn)展，希望能為隨后的干細(xì)胞臨床轉(zhuǎn)化提供見解。

當(dāng)在clinicaltrials.gov上搜索“肝病”和“干細(xì)胞”等其關(guān)鍵詞時(shí)，共有160個(gè)使用干細(xì)胞治療肝病的臨床試驗(yàn)，包括終末期肝病、肝癌、肝纖維化和肝硬化，其中75 項(xiàng)試驗(yàn)（47%）側(cè)重于肝硬化或肝纖維化（不包括已終止和撤回的試驗(yàn)）。在這75個(gè)案例中，大多數(shù)試驗(yàn)集中在 I/II 期（36%）（圖 1A）。

注冊的干細(xì)胞治療肝纖維化或肝硬化的相關(guān)臨床試驗(yàn)的分類。A按臨床階段分類的臨床試驗(yàn)；B目前臨床試驗(yàn)中應(yīng)用的不同干細(xì)胞；UCMSC，臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞；BMMSC，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞；ADMSC，脂肪來源的間充質(zhì)干細(xì)胞；LDMSC，肝源性間充質(zhì)干細(xì)胞；MenSC，經(jīng)血來源的間充質(zhì)干細(xì)胞；SHED，來自人類脫落的乳牙的干細(xì)胞；HSC，造血干細(xì)胞；G-CSF，粒細(xì)胞集落刺激因子；BMMNC，骨髓單個(gè)核細(xì)胞；EPC，內(nèi)皮祖細(xì)胞；HLC，肝細(xì)胞樣細(xì)胞；C按遞送途徑分類的臨床試驗(yàn)。

對于細(xì)胞療法，以下是特別值得關(guān)注的：細(xì)胞類型、細(xì)胞數(shù)量和給藥途徑。

用于治療肝纖維化或肝硬化的細(xì)胞來源多種多樣，最廣泛使用的是間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) (73%) (圖1B )。目前應(yīng)用于臨床試驗(yàn)的間充質(zhì)干細(xì)胞來自不同組織，如骨髓、臍帶、脂肪、經(jīng)血、牙髓和肝臟。此外，薈萃分析表明，源自骨髓的干細(xì)胞比源自臍帶的干細(xì)胞更有效，并且在終末期肝病（MELD）評(píng)分、白蛋白（ALB）水平、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT) 水平和總膽紅素 (TBil) 等指標(biāo)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 (BMMSC) 組略優(yōu)于臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞 (UCMSC) 組_[8]。這可能是由于從不同組織中分離出來的 MSCs 的粘附和遷移或歸巢特性的差異。注入循環(huán)系統(tǒng)的細(xì)胞的命運(yùn)以及細(xì)胞在損傷部位促進(jìn)修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)的能力受這兩種特性的影響。USMSC 似乎比 BMMSC 更迅速地從流動(dòng)中粘附和遷移，但 BMMSC 在擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方面超過了USMSC _[9]。更重要的是，目前無法分辨誰更適合肝臟，UCMSC 還是BMMSC？其他可能的解釋包括 BMMSC 清除細(xì)菌和細(xì)胞存活率，以及與UCMSC _[10]相比對促/抗炎反應(yīng)的調(diào)節(jié)能力。

在之前的一項(xiàng)研究中，MSC的移植提高了造血干細(xì)胞 (HSC) 的移植成功率?_[11]。加瓦姆扎德等人_[12] 證明HSC與MSC的共同移植提高了供體來源的細(xì)胞對受體肝細(xì)胞的替代率，并減輕了肝纖維化。此外，靜脈內(nèi)MSCs的壽命短，大量滯留在肺臟_[14]。鑒于此，MSC 需要重復(fù)多次移植以達(dá)到更好的治療效果。

治療需要1×10⁶或更多的細(xì)胞計(jì)數(shù)。細(xì)胞劑量取決于患者體重、臨床情況、給藥途徑和細(xì)胞類型。在肝硬化或肝衰竭中，肝細(xì)胞移植旨在為受損肝臟提供功能性改善的實(shí)質(zhì)支持，從而修復(fù)肝臟。基于這一概念，普遍的細(xì)胞移植的計(jì)數(shù)依據(jù)約為理論肝臟質(zhì)量的10-15%，高于肝臟代謝紊亂_[15]。注射的最大細(xì)胞量不超過肝實(shí)質(zhì)的5%（約1×10¹¹個(gè)肝細(xì)胞）。細(xì)胞輸注的并發(fā)癥，如門靜脈高壓癥和細(xì)胞栓塞，限制了可以輸注的細(xì)胞數(shù)量 _[16]。肝細(xì)胞移植不僅效率低下，而且需要抑制患者的免疫系統(tǒng)。局部給藥MSCs可改善部分肝切除術(shù)后的肝纖維化 _[17]。在肝纖維化和肝硬化的管理中，我們發(fā)現(xiàn) MSCs 的劑量普遍低于肝細(xì)胞，這反映了MSCs的主要作用機(jī)制不是通過替代療法，而是促進(jìn)內(nèi)源性生物活性分子介導(dǎo)的再生和免疫調(diào)節(jié)。在安全和最低有效給藥劑量范圍內(nèi)，低、中、高劑量組的結(jié)果似乎沒有差異 _[18]。間隔和重復(fù)多次注射（例如每周兩次）的治療效果似乎更穩(wěn)定和顯著。

細(xì)胞治療途徑目前分為兩類：干細(xì)胞懸液輸注或干細(xì)胞生物工程改造產(chǎn)物移植。通過肝動(dòng)脈給藥（32%）是大多數(shù)臨床試驗(yàn)的首選（圖1 C）。這可能是因?yàn)橥ㄟ^肝動(dòng)脈輸注的干細(xì)胞比靜脈輸注具有更好的細(xì)胞定植能力 _[20]。值得注意的是，在這些臨床試驗(yàn)中，只有一項(xiàng)使用了生物工程產(chǎn)品，即與 hUCMSCs 結(jié)合的可注射膠原支架 (NCT02786017)。

除了臨床試驗(yàn)的細(xì)節(jié)，細(xì)胞療法的安全性和有效性是最重要的。干細(xì)胞在治療肝硬化或肝纖維化的臨床試驗(yàn)中取得了驚人的進(jìn)展。可用于評(píng)估干細(xì)胞效率的常用指標(biāo)是血清ALB 水平、血清膽紅素、Child-Pugh評(píng)分和MELD 評(píng)分。安全性評(píng)估主要根據(jù)術(shù)后不良并發(fā)癥，如發(fā)熱、過敏反應(yīng)、咳嗽、胸悶和呼吸困難等。雖然這些臨床試驗(yàn)看起來更安全，但仍需要更大規(guī)模的研究。使用干細(xì)胞治療肝纖維化或肝硬化的代表性臨床試驗(yàn)（見表1）。

表 1 使用干細(xì)胞治療肝纖維化或肝硬化的代表性臨床試驗(yàn)

從上述臨床試驗(yàn)中，我們了解到有多種細(xì)胞類型可用于肝纖維化和肝硬化的管理，以下是所提到的細(xì)胞類型的詳細(xì)描述（圖2）。

用于治療肝纖維化/肝硬化的候選干細(xì)胞類型。用于治療肝纖維化/肝硬化的不同類型的干細(xì)胞，尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞，可以來源于脂肪、臍帶、牙齒、骨髓、血液、肝臟等多種組織。體外分化的肝細(xì)胞樣細(xì)胞和EPCs可以也可用作替代細(xì)胞來源。

間充質(zhì)干細(xì)胞

間充質(zhì)干細(xì)胞是應(yīng)用最廣泛的干細(xì)胞類型，可以從每個(gè)成人或圍產(chǎn)期組織中獲得，包括普通骨髓、臍帶、脂肪組織、肝臟、牙齒和經(jīng)血。近年來，MSCs也可從尿液_[21]和胎盤的不同部位_[22] 中提取。MSC具有相同的特征（CD73、CD90和CD105陽性，CD34、CD14或 CD11b、CD79 或 CD19、HLA-DR 陰性）_[23]。

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞

UCMSCs可以從沃頓的果凍和臍帶血中獲得。獲得收獲細(xì)胞的一般方法有兩種：酶消化法和外植體法。UCMSCs 應(yīng)按照批準(zhǔn)的良好生產(chǎn)規(guī)范 (GMP) _[24] 制備。

hUCMSCs 通過分泌肝細(xì)胞生長因子 (HGF) 和增加硫代乙酰胺損傷小鼠肝臟中增殖細(xì)胞核抗原 (PCNA) 和 Est-1 p42 蛋白的表達(dá)來促進(jìn)肝臟修復(fù)和改善再生生態(tài)位 [25]。此外，hUCMSCs 在肝病小鼠模型中也表現(xiàn)出優(yōu)異的免疫抑制能力和高Treg促進(jìn)作用 _[26]。hUCMSCs移植通過上調(diào)microRNA-455-3p介導(dǎo)p21活化激酶 2 (PAK2) 沉默來抑制肝星狀細(xì)胞的活化[_27]。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞

BMMSCs 是從骨髓單個(gè)核細(xì)胞 (BMMNCs) 中分離出來的。將BMMNCs接種在培養(yǎng)瓶中，然后去除非貼壁細(xì)胞，從而形成定植的BMMSCs _[28]。

由于抗凋亡白細(xì)胞介素 (IL)-6、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白-2 (IGFBP-2) 和抗炎性IL-1受體拮抗劑 (IL-1Ra)，植入受損組織的微囊化BMMSCs具有保護(hù)作用細(xì)胞因子被釋放_[29]。此外，肝臟特異性ECM誘導(dǎo)BMMSCs轉(zhuǎn)分化為肝譜系，并通過替代肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞來逆轉(zhuǎn)肝纖維化_[30]。

脂肪來源的間充質(zhì)干細(xì)胞

脂肪來源的間充質(zhì)干細(xì)胞 (ADMSCs) 可以從吸脂物或皮下脂肪碎片中獲得并在體外擴(kuò)增。用膠原酶消化脂肪組織，收集所得分散細(xì)胞并在培養(yǎng)瓶培養(yǎng)_[31]。

ADMSCs 治療脂肪性肝炎誘導(dǎo)的肝硬化后，炎癥浸潤的 CD11b +細(xì)胞、Gr-1 +細(xì)胞的數(shù)量和 CD8 + /CD4 +的比例降低 _[32]。目前，ADMSCs和BMMSCs被認(rèn)為通過類似的機(jī)制緩解纖維化 _[33]。

肝源性間充質(zhì)干細(xì)胞

簡而言之，從肝臟碎片中分離出單個(gè)核細(xì)胞并在體外培養(yǎng)以獲得肝源性間充質(zhì)干細(xì)胞（LDMSCs）。實(shí)驗(yàn)室已成功分離出人肝源性間充質(zhì)樣干細(xì)胞，這些干細(xì)胞高度表達(dá)GATA4 和FOXA1等內(nèi)胚層標(biāo)志物。LDMSCs對CD29、CD73、CD44、CD90、CD105 和 CD166 以及白蛋白、甲胎蛋白、細(xì)胞角蛋白8 和細(xì)胞角蛋白18這些肝臟標(biāo)志物呈陽性[34]。LDMSCs 既表達(dá)了MSC的一些表面標(biāo)志物，又具有肝細(xì)胞的一些功能，因此表明部分致力于肝分化 _[35]。

在硫代乙酰胺誘導(dǎo)的肝損傷免疫缺陷 NRG 小鼠模型中，與hUCMSCs相比，hLDMSCs在受損肝臟中移植的速度更快，分化成成熟的肝細(xì)胞 _[36]。此外，與BMMSCs相比，LDMSCs分泌更高水平的促血管生成、抗炎和抗凋亡細(xì)胞因子 _[34]。

經(jīng)血來源的間充質(zhì)干細(xì)胞

經(jīng)血來源的間充質(zhì)干細(xì)胞 (MenSCs) 是通過密度梯度離心法從離心的人經(jīng)血中分離出來的，它們表達(dá)MSC標(biāo)志物，但不表達(dá) HLA-DR、CD34、CD45、CD117。有趣的是，其他來源的MSCs中不存在階段特異性胚胎抗原 4 (SSEA4)，但MenSCs中SSEA4的表達(dá)存在爭議_[37,38]。

MenSCs顯著降低肝組織中 α-平滑肌肌動(dòng)蛋白 (α-SMA) 和轉(zhuǎn)化生長因子-β1 (TGF-β1) 的表達(dá)，并通過旁分泌介質(zhì)如單核細(xì)胞趨化蛋白-1 (MCP-1) 抑制活化的肝星狀細(xì)胞、IL-6、HGF等，進(jìn)一步降低了四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化中的膠原蛋白含量_[39]。

來自人類脫落的乳牙的干細(xì)胞

來自人類脫落的乳牙 (SHED) 的干細(xì)胞是從健康的兒科捐贈(zèng)者脫落的乳牙的殘余牙髓組織中分離出來的。不同隔離方法獲得的 SHED 的性能存在差異 _[40]。它們具有MSC特征，包括細(xì)胞表面抗原表達(dá)和三系分化潛能。

移植的SHED能夠在體內(nèi)產(chǎn)生肝細(xì)胞樣細(xì)胞，在腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的刺激下，SHED-Heps顯示出膽管生成潛力[41]。此外，SHED下調(diào)受損肝臟中與ECM分辨率相關(guān)的介質(zhì)，如MMP-2、MMP-9、TIMP-1 和 TIMP-2 _[42]。SHED 通過防止炎癥浸潤促進(jìn)肝纖維化的恢復(fù) _[43]。

造血干細(xì)胞

HSC是在骨髓和血液中發(fā)現(xiàn)的原始細(xì)胞。HSC 是從接受粒細(xì)胞集落刺激因子 (G-CSF) 皮下注射或通過流式分選系統(tǒng)從骨髓分選的患者中提取的外周血單個(gè)核細(xì)胞中純化的。此外，HS也可以從臍帶血中獲得。因此，HSC對CD34、CD45 和 CD133 呈陽性 _[44]。

有兩種方法可用于將干細(xì)胞從骨髓轉(zhuǎn)移到肝臟。一種是從骨髓中分離干細(xì)胞，然后將其注入體內(nèi)，另一種是使用G-CSF等細(xì)胞因子。任何能夠動(dòng)員骨髓干細(xì)胞 (BMSCs) 的藥物都可用于治療肝纖維化，但改善程度可能與動(dòng)員效率不成正比 _[45]。G-CSF動(dòng)員BMSCs到達(dá)受損的肝臟進(jìn)行修復(fù) _[46]。然而，最近的隨機(jī)臨床試驗(yàn)表明，無論是否與HSC聯(lián)合，G-CSF 都不能改善代償期肝硬化患者的MELD評(píng)分，這可能是由于G-CSF的不良反應(yīng) _[44]。與 BMMSC相比，HSC在肝損傷中的抗炎和抗氧化作用可以忽略不計(jì) _[47]。HSC對肝臟修復(fù)的貢獻(xiàn)主要是通過釋放刺激內(nèi)源性肝細(xì)胞再生和促進(jìn)肝內(nèi)血管生成的旁分泌因子_[48]。HSC 移植或HSC與其他干細(xì)胞共同移植已被證明在難治性腹水伴肝纖維化 _[49] 或蛋白缺乏癥患者_[50] 中是可行的。

骨髓單個(gè)核細(xì)胞

BMMNCs 是從骨髓中分離出來的，該骨髓是在局部麻醉下通過密度梯度離心從患者的髂后嵴抽吸出來的。BMMNCs 是由多個(gè)干細(xì)胞/祖細(xì)胞組成的細(xì)胞群。BMMNCs 的表征包括三種類型：內(nèi)皮譜系標(biāo)志物，如CD31和血管內(nèi)皮生長因子受體 (VEGFR)、BMMSC表面標(biāo)志物和HSC 標(biāo)志物 _[51]。

骨髓來源的 CD11b + CD14 +單核細(xì)胞通過減少氧化應(yīng)激和炎癥來改善肝纖維化，單核細(xì)胞治療的小鼠具有更高水平的谷胱甘肽 (GSH)，這代表了抗氧化能力。此外，單核細(xì)胞治療組表現(xiàn)出促炎性 TNF-α 和 IL-6 下調(diào)和抗炎性 IL-10 上調(diào) _[52]。除此之外，BMMNCs 的丙二醛和標(biāo)準(zhǔn)化總抗氧化能力 (TAC)、谷胱甘肽過氧化物酶 (GPx)、過氧化氫酶 (CAT) 和超氧化物歧化酶 (SOD) 均顯著下降 _[53]。

內(nèi)皮祖細(xì)胞

內(nèi)皮祖細(xì)胞 (EPC) 從各種組織中獲得，在臨床實(shí)踐中最常被稱為 BMMNC。在由細(xì)胞因子血管內(nèi)皮生長因子 (VEGF)、胰島素樣因子-1 (IGF-1)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子 (bFGF) 和表皮生長因子 (EGF) 組成的內(nèi)皮完全培養(yǎng)基下誘導(dǎo) BMMNCs。以這種方式獲得的 EPC 對 VEGFR-1、von Willebrand 因子 (vWF) 和 Ulex 結(jié)合呈陽性 _[54]。

EPCs移植通過在四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化中分泌更高的MMP-2 和 VEGF 來激活 HGF 介導(dǎo)的肝細(xì)胞增殖并增加肝竇血管密度 _[55]。出乎意料的是，一項(xiàng)研究的結(jié)果表明，在纖維化的肝臟中，注入EPC的百分比和膠原比例區(qū)域顯著增加，這可能是由于EPC激活的肝星狀細(xì)胞引起的VEGF和TGF-β水平較高_[56]?。

肝細(xì)胞

肝干細(xì)胞的定義仍然存在爭議，因?yàn)樵谀承┣闆r下，肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞可以被視為各自的特定干細(xì)胞_[57]。目前用于臨床試驗(yàn)的肝細(xì)胞是成人或胎兒肝細(xì)胞。通過膠原酶灌注技術(shù)收集肝細(xì)胞_[58]。新鮮肝細(xì)胞的存活率應(yīng)超過60%，并且由于肝細(xì)胞的特殊特性，分離的肝細(xì)胞應(yīng)立即移植或冷凍保存 _[16]。

在肝硬化或肝衰竭中，肝細(xì)胞移植旨在為受損腫塊提供功能性實(shí)質(zhì)支持，為肝臟的恢復(fù)提供橋梁 _[15]。事實(shí)上，肝細(xì)胞移植不僅效率低下，而且還需要抑制患者的免疫系統(tǒng)。目前，肝細(xì)胞移植沒有標(biāo)準(zhǔn)的免疫抑制方案。大多數(shù)中心采用與OLT相同的方案，例如他克莫司和單克隆抗體的組合 _[16]。引人注目的是，肝祖細(xì)胞（LPCs）是一類可以進(jìn)一步分化為肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞的雙能干細(xì)胞。它們被認(rèn)為在長期肝損傷中起關(guān)鍵作用 _[60]。LPCs被認(rèn)為是內(nèi)源性肝再生的重要鏈。最近的研究表明，肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞之間可以相互轉(zhuǎn)分化以促進(jìn)肝臟修復(fù)，而不會(huì)經(jīng)歷慢性肝損傷過程中肝祖細(xì)胞的狀態(tài)_[61,62]。

肝細(xì)胞樣細(xì)胞

各種干細(xì)胞已顯示出體內(nèi)肝分化的潛力，因此肝細(xì)胞樣細(xì)胞 (HLC) 也已在臨床上用于治療肝纖維化或肝硬化疾病。然而，MSC，中胚層衍生的細(xì)胞，一直在等待它們沿著內(nèi)胚層分化成成熟肝細(xì)胞的能力。

研究人員分別比較了MSCs治療組和HLCs治療組的療效；兩組的肝功能均有所改善，但 MSCs在某些參數(shù)上表現(xiàn)出更好的結(jié)果 _[69,70]。這可能導(dǎo)致MSC衍生的HLC通常受到限制，并且在功能上與原代肝細(xì)胞不同 _[71]。在一項(xiàng)研究中，建議分化的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSCs) 比未分化的iPSCs能更有效地進(jìn)行移植。用每公斤體重4.0×10⁷個(gè)iPSCs 衍生的肝細(xì)胞治療顯著減輕了小鼠的嚴(yán)重肝功能衰竭；然而，等效劑量的iPSC沒有顯著的治療效果_[72]。這表明胚胎干細(xì)胞（ESCs）或iPSCs需要先分化才能產(chǎn)生理想的治療效果。

干細(xì)胞來源的優(yōu)缺點(diǎn)比較

盡管目前臨床使用的UCMSCs是同種異體的，但圍產(chǎn)期MSCs高表達(dá)HLA-G，這對于妊娠期間母體免疫系統(tǒng)的適應(yīng)以及對所有免疫細(xì)胞的抑制作用至關(guān)重要，使UCMSCs具有先天免疫豁免特權(quán) _[73] 。UCMSCs在P3代時(shí)表現(xiàn)出最強(qiáng)的增殖能力，然后隨著體外傳代次數(shù)的增加而緩慢減弱 _[74]。UCMSCs 特征性地表達(dá)與包括NPY在內(nèi)的神經(jīng)元發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄組，意味著UCMSCs更優(yōu)先分化為神經(jīng)細(xì)胞，并在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中具有應(yīng)用前景_[75]。

制備成本低、體外大規(guī)模擴(kuò)增的便利性以及不存在倫理問題，使UCMSCs成為臨床使用的最有希望的細(xì)胞來源。

與UCMSCs相比，BMMSCs具有優(yōu)越的中胚層分化能力，包括成骨或軟骨和脂肪的形成。一組與抗菌活性相關(guān)的基因在BMMSCs中表達(dá)較多，而與基質(zhì)重塑相關(guān)的基因在UCMSCs中表達(dá)較多 _[76]。BMMSCs具有很強(qiáng)的分化潛能，但人BMMSCs是通過侵入方式獲得的，數(shù)量有限，阻礙了BMMSCs在臨床應(yīng)用中的進(jìn)一步發(fā)展。

由于ADMSCs對高氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的衰老具有更強(qiáng)的抵抗力，此外，其優(yōu)越的促血管生成能力和高端粒酶活性，使ADMSCs在再生能力方面比BMMSCs具有獨(dú)特的優(yōu)勢 _[77]。ADMSCs和BMMSCs在免疫表型上沒有顯著差異。ADMSCs 的另一個(gè)最明顯的優(yōu)點(diǎn)是它們更高的分離成功率和增殖率 _[78]。ADMSCs 采集簡單，可廣泛獲得，細(xì)胞活力不受供體年齡的限制，因此在再生醫(yī)學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用范圍。

LDMSCs更接近肝臟本身的環(huán)境，特別是當(dāng)它們表達(dá)內(nèi)胚層相關(guān)標(biāo)志物時(shí)，但正常胎兒肝臟的來源有限。LDMSCs目前在臨床試驗(yàn)中并不普遍。

與BMMSCs相比，沒有誘導(dǎo)刺激的MenSCs能夠在沒有染色體異常的情況下擴(kuò)增18代 _[37]。與BMMSCs相比，MenSCs的增殖能力高2-4倍，其中30-47個(gè)種群在衰老前翻了一番 _[79]。然而，令人擔(dān)憂的是，很少有臨床試驗(yàn)使用MenSCs治療肝病，標(biāo)準(zhǔn)提取方案和培養(yǎng)條件是關(guān)鍵問題。安全性和有效性尚未得到充分驗(yàn)證。

SHED在神經(jīng)源性方面比BMMSCs更有效_[80]。

HSC移植首先應(yīng)用于血液病領(lǐng)域。考慮到臨床應(yīng)用_[81] ，保持HSC的自我更新和未分化狀態(tài)以進(jìn)行離體擴(kuò)增是目前的一項(xiàng)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。符合臨床管理標(biāo)準(zhǔn)的HSC短缺和低免疫原性 HLA匹配的HSC來源有限_[82]。鑒于制備自體HSC的復(fù)雜性和高成本以及細(xì)胞數(shù)量的限制，HSC更適合血液病患者群體。

由于BMMNCs中包含的細(xì)胞類型豐富，BMMNCs具有異質(zhì)性。BMMNC 越來越多地用于臨床試驗(yàn)，沒有進(jìn)一步細(xì)分。BMMSCs 移植改善了肢體缺血和增加血流量，但 BMMNCs 沒有顯著效果 _[83]。由BMMNC的成分復(fù)雜，其臨床應(yīng)用仍存在歧義。

EPCs在臨床治療中的關(guān)鍵限制是數(shù)量少_[84]。EPCs需要人工誘導(dǎo)體外生長，EPCs的異質(zhì)性和工藝標(biāo)準(zhǔn)阻礙了其在臨床上的發(fā)展。

肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞是治療肝病最理想的細(xì)胞來源，但PHHs衍生療法在臨床應(yīng)用中遇到了諸多挑戰(zhàn)，如PHHs在傳統(tǒng)培養(yǎng)條件下增殖能力有限、失去原有表型等和體外功能，以及較難獲取_[71]。

體外HLC的誘導(dǎo)需要數(shù)周的細(xì)胞因子沖洗。此外，分化的HLCs的異質(zhì)性和HLCs的肝功能密切依賴于細(xì)胞來源、誘導(dǎo)方案和細(xì)胞因子的批次。目前，標(biāo)準(zhǔn)化的制造工藝和可用于臨床的細(xì)胞數(shù)量是需要解決的問題。

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肝纖維化的發(fā)展是損傷修復(fù)的過程隨之帶來的組織異生，涉及肝細(xì)胞死亡、免疫細(xì)胞浸潤、肝損傷、肌成纖維細(xì)胞活化和細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積等關(guān)鍵事件。我們將深入了解干細(xì)胞如何調(diào)節(jié)的這五個(gè)方面（圖3）。

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干細(xì)胞治療肝纖維化的機(jī)制。干細(xì)胞，主要是間充質(zhì)干細(xì)胞，通過遷移和轉(zhuǎn)分化替代肝細(xì)胞功能，分泌多種細(xì)胞因子促進(jìn)肝細(xì)胞增殖，增強(qiáng)肝細(xì)胞抗凋亡和抗氧化能力，促進(jìn)LESC增殖，抑制肝巨噬細(xì)胞炎癥因子的分泌, 抑制肝星狀細(xì)胞的活化, 促進(jìn)活化細(xì)胞的凋亡, 關(guān)鍵是降解ECM, 延緩肝纖維化的進(jìn)程。

肝再生

干細(xì)胞促進(jìn)肝再生的機(jī)制可細(xì)分為三個(gè)方面：干細(xì)胞遷移入肝并轉(zhuǎn)分化為肝細(xì)胞，分泌血管生成相關(guān)細(xì)胞因子促進(jìn)新生血管協(xié)同促進(jìn)肝再生，激活宿主體內(nèi)增殖信號(hào)通路內(nèi)源性肝細(xì)胞。

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MSC介導(dǎo)的肝纖維化免疫調(diào)節(jié)

抗肝損傷

肝纖維化長期受到慢性損傷，多種分子如促炎因子、氧化應(yīng)激產(chǎn)物、凋亡介質(zhì)和其他細(xì)胞因子可影響其進(jìn)展。MSC移植具有抗炎、抗氧化和抗凋亡的功效。

抑制肌成纖維細(xì)胞活性

肝臟中肌成纖維細(xì)胞的出現(xiàn)與纖維化密切相關(guān)。肌成纖維細(xì)胞具有促纖維化和促炎表型，并且高度表達(dá)α-SMA和TIMP-1 _[113]。阻斷肌成纖維細(xì)胞是治療纖維化的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

細(xì)胞外基質(zhì)降解和重塑

肝纖維化與ECM過度沉積和ECM溶解活性降低有關(guān)。ECM降解和重塑被認(rèn)為是逆轉(zhuǎn)肝纖維化和限制肝纖維化進(jìn)展為肝硬化的關(guān)鍵步驟。在減少沉積的ECM的同時(shí)，MSC還可以介導(dǎo)ECM的重排以改善纖維化。

細(xì)胞外囊泡的作用機(jī)制

細(xì)胞外囊泡 (EV) 具有與干細(xì)胞的治療相似的營養(yǎng)和旁分泌作用，但作用機(jī)制和半衰期不同。

從臨床進(jìn)展、臨床階段和干細(xì)胞給藥的角度總結(jié)了目前可用于肝硬化和肝纖維化臨床試驗(yàn)的干細(xì)胞來源。理所當(dāng)然地討論了各類干細(xì)胞在臨床應(yīng)用中的局限性和前景。我們從肝再生、免疫調(diào)節(jié)、抗肝損傷、抑制肌成纖維細(xì)胞活性、細(xì)胞外基質(zhì)降解和重塑五個(gè)方面對干細(xì)胞改善肝纖維化進(jìn)行了深入探索，證明了干細(xì)胞在體內(nèi)的作用。

在干細(xì)胞治療肝纖維化的機(jī)制中，我們注意到干細(xì)胞的旁分泌機(jī)制是干細(xì)胞發(fā)揮作用的關(guān)鍵，這催生了無細(xì)胞療法的概念。但目前還沒有一項(xiàng)臨床試驗(yàn)涉及使用干細(xì)胞衍生的 EV 治療肝纖維化和肝硬化。這主要是由于提取大量 EV 或外泌體的標(biāo)準(zhǔn)化方法尚未建立，并且EV 的劑量和半衰期仍不清楚。

與無細(xì)胞療法相比，基于細(xì)胞的預(yù)處理是未來研究的熱門話題。原代干細(xì)胞或未經(jīng)預(yù)處理的細(xì)胞由于歸巢能力差、移植后存活率極低以及體外培養(yǎng)過程中細(xì)胞衰老或活力下降等原因，往往無法達(dá)到預(yù)期的治療效果。增強(qiáng)策略，包括刺激干細(xì)胞活化的生理微環(huán)境和病理微環(huán)境，已引起廣泛關(guān)注_[143]。與2D培養(yǎng)的MSCs相比，3D球體培養(yǎng)的MSCs在體外和體內(nèi)都表現(xiàn)出更好的抗纖維化能力 _[144]。

病理預(yù)處理包括缺氧、炎癥因子、生物活性化合物和疾病相關(guān)細(xì)胞或患者血清。MSC的IFN-γ預(yù)處理和3D培養(yǎng)顯示生長和免疫調(diào)節(jié)因子的產(chǎn)生增加。