间充质干细胞在治疗肝病中的临床研究进展

日前，沈阳化工大学制药与生物工程学院应用生物学实验室在《Stem Cells Int》发表了一篇关于间充质干细胞在慢性终末期肝病控制中的临床研究进展的文章综述。在这篇综述中，我们重点介绍了间充质干细胞的主要资源、间充质干细胞治疗肝病的机制、干细胞治疗肝病的临床应用以及为提高基于间充质干细胞的细胞治疗效率所做的努力。

一、简介

全世界每年约有200万人死于肝脏疾病，占所有死亡人数的3.5%。慢性酒精滥用、病毒感染和自身免疫攻击会刺激肝细胞凋亡、内皮屏障损伤、炎症细胞募集和肝星状细胞 (HSC) 激活，从而导致肝纤维化。肝纤维化慢慢发展为肝硬化、肝细胞癌（HCC），最终死于肝衰竭。迄今为止，除肝移植外，尚未探索出治疗终末期肝病的有效方法。然而，高成本、有限的供体和手术后的免疫排斥反应限制了肝移植的临床应用。

MSCs是来源于中胚层的多能干细胞，具有高度的自我更新能力和分化潜能，广泛存在于全身多种组织中。它们可以分化成中胚层细胞谱系和其他胚层谱系，包括脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞和肝细胞样细胞。MSCs已被证明是终末期肝病的有效治疗策略，因为它们能够转分化为肝细胞样细胞、免疫调节潜力、旁分泌活性、抗氧化能力、衍生的细胞外囊泡以及细胞铁死亡和自噬的调节。

间充质干细胞的主要资源

MSCs是来源于人中胚层的非造血干细胞，广泛分布于骨髓、脐带、脂肪等组织中。MSC最初是作为贴壁细胞从骨髓中鉴定和分离出来的。但由于它们的数量有限（占骨髓细胞总数的 0.01-0.001%）以及从骨髓中侵入性分离，研究人员探索了其他可能的MSC来源。几项研究报道了从具有相似体外特性的各种组织中成功分离MSC，包括脂肪组织、脐带、脐带血、滑膜、羊水和胎盘，如图1。

MSC通常取自骨髓、脐带血、脂肪组织和iPSC。MSCs通过旁分泌、免疫调节、肝细胞样细胞分化、氧化应激调节、细胞铁死亡调节、细胞自噬调节和MSCs-线粒体转移发挥治疗作用。

间充质干细胞治疗终末期肝病的潜在机制

间充质干细胞具有多种治疗肝病的潜在调控机制，包括旁分泌、免疫调节、肝细胞样细胞分化、抗氧化、细胞铁死亡的调节、细胞自噬的调节和MSC-线粒体转移，如图所示图1。

旁分泌：MSCs已被证明可以诱导肝脏修复，改善全身炎症，促进血管生成，并通过旁分泌作用抑制细胞死亡和纤维化。旁分泌作用基于细胞因子、趋化因子、营养因子和细胞外囊泡 (EV) 的分泌。

免疫调节：作为免疫器官，肝脏具有多种免疫细胞，包括浸润性单核细胞来源的巨噬细胞、枯否细胞、中性粒细胞、树突状细胞（DC）、自然杀伤（NK）细胞、T细胞和B细胞。多种免疫细胞分泌细胞因子、趋化因子和其他炎症因子以维持肝脏稳态。MSC充当多种免疫细胞的调节剂。

肝细胞样细胞分化：肝细胞在肝纤维化/肝硬化过程中发生凋亡、坏死、细胞焦亡，导致正常肝细胞丢失，实质结构和功能受损。MSC具有分化成肝细胞样细胞的潜力，从而有可能重建肝脏的实质。许多方法可以促进MSCs转分化为肝细胞样细胞。补充生长因子、细胞因子和其他化合物，如中药，促进MSCs向肝细胞样细胞转化，缓解肝纤维化和肝硬化。基因改造增强了间充质干细胞向肝细胞样细胞的分化，促进了肝硬化动物模型的肝功能恢复。

间充质干细胞抗氧化能力：过量的ROS产生超过了终末期肝病中抗氧化剂的清除能力，导致氧化应激并加速肝纤维化或肝硬化的发病机制。清除大量ROS和提高抗氧化性能可能是终末期肝病治疗的一个有前途的策略。

间充质干细胞调节细胞铁死亡：铁死亡是一种不同于细胞凋亡、坏死和自噬的程序性细胞死亡，它具有铁依赖性，与帕金森综合征、癌症、肝病等多种疾病的发病机制有关。数据表明，MSCs 通过调节肝细胞铁死亡来改善终末期肝病。

间充质干细胞调节细胞自噬：将细胞质货物运送到溶酶体进行降解是自噬的最初科学定义。自噬目前可分为三种形式，即分子伴侣介导的自噬、微自噬和巨自噬。自噬在维持细胞和生物体内稳态方面起着重要作用。临床研究表明，MSC介导的肝脏自噬是MSC治疗肝纤维化的可能机制。

间充质干细胞线粒体转移：间充质干细胞的线粒体参与免疫调节。非酒精性脂肪性肝病 (NAFLD) 将进一步发展为非酒精性脂肪性肝炎 (NASH) 。NASH的病理学定义为脂肪变性、炎症、肝细胞损伤和不同程度的肝纤维化。BMMSCs转移减轻 (NASH) 诱导的与线粒体和过氧化物酶体功能障碍相关的中心碳、氨基酸和脂质代谢损伤。MSC通过隧道纳米管 (TNT) 将线粒体转移到肝细胞中，从而减少肝细胞中的脂肪负荷。调节性T细胞 (Treg) 在维持外周耐受性、预防自身免疫性疾病和限制慢性炎症性疾病方面具有重要作用。

间充质干细胞治疗慢性终末期肝病中的临床应用

近年来，间充质干细胞为治疗各种重大疾病带来了新的曙光，相关临床研究已在多个国家展开。迄今为止，clinicaltrials.gov ( https://clinicaltrials.gov ) 上记录了大约11529项MSC研究。主要治疗移植物抗宿主病（GVHD）、造血系统疾病、肝纤维化/肝硬化、糖尿病、自身免疫性疾病和神经退行性疾病。已完成4019项研究，大部分II期临床试验取得积极成果，证明基于间充质干细胞的治疗具有广阔的应用潜力。

根据https://clinicaltrials.gov，慢性终末期肝病的传统治疗方法包括膳食补充剂、化疗和手术。由于传统治疗方法的缺点，基于MSC的治疗作为一种潜在的治疗方法受到关注，如图2。PubMed中搜索“肝硬化”和“间充质干细胞”的临床试验有14个，列于表格1。

专注于在https://clinicaltrials.gov注册的正在进行或已完成的间充质干细胞治疗肝纤维化/肝硬化的临床试验，大约68项研究证明了间充质干细胞的普及。我们列出了相关性最高的前29项最新研究，如下所示表2。

表格1：PubMed上间充质干细胞治疗肝硬化的临床试验文章。

肝硬化的类型	MSC的资源	剂量和通道	给药时间和方法	影响	国家	参考
HBV相关失代偿性肝硬化	加州大学	0.5×10 6 /kg体重 第四代	每隔4周静脉注射3次	耐受性好，显着提高长期生存率和肝功能	中国	[ 111 ]
HBV相关失代偿性肝硬化	加州大学	0.5×10 6 /kg体重 第四代	每隔4周静脉注射3次	耐受性好，腹水量明显减少，改善肝功能	中国	[ 112 ]
自身免疫性疾病引起的肝硬化	加州大学、CB、BM	1 × 10 6 /kg体重 第二代和第五代	外周静脉1次	耐受性良好，丙氨酸转氨酶值下降无统计学意义，总胆红素下降，血清白蛋白水平改善，凝血酶原时间降低，MELD评分改善	中国	[ 113 ]
失代偿性肝硬化	BM	3.173 × 10 7平均值 —	外周静脉一次	耐受性良好，MELD评分改善，生活质量改善	伊朗	[ 114 ]
失代偿性肝硬化	BM	1.95 × 10 8中值 第三或第四代	肘静脉一次	无有益作用	伊朗	[ 115 ]
HBV、HCV 和酒精相关性肝硬化或隐源性肝硬化	BM	3 × 10 7 − 5 × 10 7	门静脉/外周静脉一次	耐受性好，肝功能改善，肌酐降低，血清白蛋白升高	瑞典	[ 116 ]
肝硬化	脂肪	1 × 10 8 —	肝内注射一次	耐受性好，改善肝功能，增加 METAVIR评分、Child-Pugh 评分和MELD评分，提高生活质量	中国	[ 117 ]
熊去氧胆酸- (UDCA-) 耐药的原发性胆汁性肝硬化	BM	3 − 5 × 10 5 /kg体重 第三至第五代	静脉注射一次	耐受性好，生活质量和肝功能改善，CD8+T细胞减少，CD4+ CD25+Foxp3+T细胞增加，血清IL-10升高	中国	[ 57 ]
酒精性肝硬化	BM	5 × 10 7 —	每隔 30 天一次或两次从股动脉到肝动脉	耐受性良好，胶原蛋白减少，Child-Pugh 评分提高	韩国	[ 118 ]
对 UDCA 反应不完全的原发性胆汁性肝硬化	加州大学	0.5×10 6 /kg体重 第四代	外周静脉 3 次，间隔 4 周	耐受性良好，疲劳和瘙痒明显减轻，肝功能改善	中国	[ 119 ]
HCV相关性肝硬化	BM	1 × 10 6 /kg 体重 BM 衍生的未分化和分化的 MSCs —	静脉注射一次	肝功能改善	埃及	[ 120 ]
HBV相关性肝硬化	BM	— —	股动脉到肝动脉一次	肝功能改善，Treg细胞明显增多，Th17细胞明显减少，Treg相关转录因子（Foxp3）和Th17相关转录因子（RORγt）mRNA水平升高和降低，移植早期血清TGF- β升高, 血清 IL-17、TNF – α、IL-6 减少	中国	[ 58 ]
HCV相关的终末期肝病	BM	1 × 10 6 /公斤体重 —	静脉注射一次	肝功能改善，胶原蛋白减少无统计学意义	埃及	[ 121 ]
酒精性肝硬化	BM	5 × 10 7 —	每隔 4 周检查一次肝动脉两次	耐受性好，组织学改善，Child-Pugh评分改善，TGF- β1，I型胶原蛋白和α- SMA减少	韩国	[ 122 ]
HBV相关失代偿性肝硬化	加州大学	4.0 − 4.5 × 10 8 第二段	常规治疗后第三天和第四天静脉注射	耐受性好，IL-6、TNF- α、TGF- β增加，IL-10增加，CD4+T细胞和调节性T细胞升高，CD8+T细胞和B细胞减少，肝功能改善，MELD和Child-Pugh评分改善, 死亡率下调	中国	[ 27 ]

表2

https://clinicaltrials.gov上注册的间充质干细胞治疗慢性终末期肝病的临床试验（在大约1,348项肝纤维化/肝硬化临床试验中，68项是基于MSCs的细胞治疗临床试验；数据来自来自https://clinicaltrials.gov并列出了相关性最高的前29项最新研究）。

NCT号码	标题	地位	条件	干预措施	阶段
NCT01220492	脐带间充质干细胞治疗肝硬化患者	完全的	肝硬化	(i) 药物：常规加 UCMSC 治疗(ii) 药物：常规加安慰剂治疗	第一阶段 第二阶段
NCT03529136	脐带间充质干细胞输注治疗失代偿性肝硬化的临床试验	未知	失代偿性肝硬化	生物学：UCMSCs	阶段2
NCT03254758	ADR-001在肝硬化患者中的研究	招聘中	失代偿性肝硬化	生物：ADMSC	第一阶段 第二阶段
NCT03626090	间充质干细胞治疗肝硬化	招聘中	肝硬化	生物学：自体骨髓间充质干细胞	第一阶段 第二阶段
NCT02786017	可注射胶原支架™联合 HUC-MSCs 移植治疗失代偿性肝硬化患者	未知	失代偿性肝硬化	(i) 生物：常规疗法(ii) 生物：可注射胶原支架+人UCMSCs	第一阶段 第二阶段
NCT03460795	间充质干细胞与调节性T细胞共转染治疗终末期肝病的安全性和有效性研究	尚未招聘	肝硬化	生物学：MSC 和调节性 T 细胞	第一阶段 第二阶段
NCT05080465	病毒相关性肝硬化患者的长期随访间充质干细胞治疗	主动，不招人	肝硬化	生物学：自体骨髓间充质干细胞	第三阶段
NCT03838250	酒精性 LC 患者肝动脉注射自体人骨髓间充质干细胞的评估研究	招聘中	酒精性肝硬化	生物学：Cell gram™ (BMMSCs)	阶段1
NCT05121870	人脐带间充质干细胞治疗失代偿性肝硬化	招聘中	失代偿性肝硬化	(i) 生物：UCMSCs (ii) 生物：含 1% 人血清白蛋白的盐水（不含 UCMSCs 的溶液）	阶段2
NCT03209986	间充质干细胞移植治疗失代偿性肝硬化的试验	未知	肝硬化	(i) 程序：通过外周静脉移植 MSCs (ii) 其他：MSCs	不适用
NCT04243681	自体 MSC 和 HSC 联合输注治疗失代偿性肝硬化患者	完全的	肝硬化	(i) 组合产品：CD34+ 细胞和 MSC 输液 (ii) 药物：肝硬化管理的护理标准	第四阶段
NCT01342250	人脐带间充质干细胞移植治疗失代偿性肝硬化患者	完全的	肝硬化	(i) 生物：常规疗法加低剂量人 UCMSC 治疗 (ii) 生物：常规疗法加中剂量人 UCMSC 治疗 (iii) 生物：常规疗法加高剂量人 UCMSC 治疗	第一阶段 第二阶段
NCT03945487	间充质干细胞治疗失代偿性肝硬化	招聘中	失代偿性肝硬化	(i) 生物：UCMSCs (ii) 其他：综合治疗	阶段2
NCT05106972	脐带间充质干细胞移植治疗失代偿性乙型肝炎肝硬化	招聘中	肝硬化	药物：UCMSC输液	不适用
NCT01233102	间充质干细胞治疗肝硬化	暂停	肝硬化	(i) 药物：保守疗法 (ii) 程序：肝动脉UCMSC输注或静脉输注	第一阶段 第二阶段
NCT04522869	脐带间充质干细胞 (UC-MSC) 移植治疗患有胆道闭锁的儿童	招聘中	原发性胆汁性肝硬化	生物学：UCMSC移植	第一阶段 第二阶段
NCT04357600	脐带间充质干细胞治疗乙型肝炎肝硬化患者	招聘中	肝硬化	生物学：同种异体 UCMSC	第一阶段 第二阶段
NCT01454336	自体间充质干细胞移植治疗失代偿性肝硬化患者吡格列酮	完全的	肝纤维化	生物：MSC注射液	阶段1
NCT05331872	脐带来源的间充质干细胞输注治疗成人肝硬化	招聘中	肝硬化	生物：人UCMSC输液	阶段1
NCT05227846	用于失代偿性肝硬化的人脐带来源间充质干细胞 (MSC-DLC-1)	尚未招聘	失代偿性肝硬化	生物：人类 UCSMC	阶段1
NCT05224960	用于失代偿性肝硬化的人脐带来源间充质干细胞 (MSC-DLC-2)	尚未招聘	失代偿性肝硬化	(i) 生物制品：UCMSCs (ii) 生物制品：安慰剂（不含 UCMSCs 的溶液）	阶段2
NCT02943889	肝硬化患者的干细胞移植	未知	肝硬化	生物：MSC移植	第一阶段 第二阶段
NCT02705742	间充质干细胞移植治疗丙型肝炎肝硬化	未知	肝硬化	生物学：自体ADMSCs	第一阶段 第二阶段
NCT02652351	人脐带间充质干细胞治疗肝硬化	未知	肝硬化	生物：人类UCMSCs	阶段1
NCT01728727	人脐带间充质干细胞治疗 HBV 相关肝硬化的安全性和有效性	未知	(i) 肝硬化 (ii) 终末期肝病	(i) 其他：UCMSC 移植 (ii) 其他：常规治疗	第一阶段 第二阶段
NCT01662973	脐带间充质干细胞治疗原发性胆汁性肝硬化患者	未知	原发性胆汁性肝硬化	(i) 其他：常规加 UCMSC 治疗 (ii) 其他：常规加安慰剂治疗	第一阶段 第二阶段
NCT01741090	间充质干细胞治疗酒精性肝硬化的有效性和安全性	未知	酒精性肝硬化	生物：BMMSC注射液	阶段2
NCT01483248	肝硬化患者经血来源的间充质干细胞	未知	(i) 肝硬化 (ii) 肝纤维化 (iii) 肝脏疾病 (iv) 消化系统疾病	(i) 生物：常规治疗加 MSC 移植 (ii) 药物：常规治疗加安慰剂治疗	第一阶段 第二阶段
NCT01440309	同种异体间充质干细胞治疗难治性原发性胆汁性肝硬化的疗效和安全性研究	未知	原发性胆汁性肝硬化	(i) 生物：BMMSC (ii) 药物：熊去氧胆酸	阶段1

努力提高间充质干细胞的治疗性能

基因修饰的间充质干细胞：使用基因工程技术修饰MSCs可以改善肝病的治疗效果。病毒载体介导的基因修饰为重塑MSCs提供了一种潜在的新途径，包括慢病毒、腺病毒和逆转录病毒，使MSCs能够高表达多种外源基因，并且几乎不影响MSCs的生物学特性。转染到MSC中的基因分为MMP、microRNA、营养因子、转录因子和ECM蛋白。

间充质干细胞的预处理：由于终末期肝病中严重的氧化应激微环境，用抗氧化剂预孵育MSCs可提高MSCs的有效性。

MSC球体：传统的二维 (2D) 培养MSCs在治疗肝病方面存在一些缺点，包括细胞的大规模扩增、体内存活率低以及原有特性的丧失。球体培养是一种新颖的3D培养方法，它保留了干细胞和分泌物等自然特征，促进了细胞间和细胞间的通讯，创造了一个类似体内的生长微环境，并提高了生存和增殖。大量制备3D培养的MSC的尝试显示出在治疗终末期肝病方面的优势。

间充质干细胞治疗终末期肝病的临床挑战

近年来研究了MSCs在终末期肝病控制中的作用，并且在了解MSCs如何改善肝病方面取得了实质性进展。此外，已经进行了许多尝试来增强MSCs的治疗效果。然而，在提高MSCs治疗肝病的疗效和增加临床应用方面仍存在一些挑战。

一致性、质量控制和足够的数量一直是MSCs在临床试验和药物开发中的挑战。MSC来源多样，具有独特的生物学特性。因此，很难使MSC生产和MSC药物治疗标准化。对于终末期肝病的治疗，应比较不同来源的间充质干细胞的免疫调节、抗纤维化和肝脏再生能力，以制定最佳治疗策略。iPSC-MSCs可以解决质量不一致、制备困难和数量不足的问题。

未来展望

干细胞治疗终末期肝病的临床研究取得了很大进展，目前，国内已经有133家研究机构通过了干细胞临床研究机构的备案，应广泛合作开展多中心随机盲法对照临床试验，提高我国干细胞治疗在肝病领域的国际影响力。干细胞治疗终末期肝病的临床应用指日可待。

参考资料：

Gao Y, Yin X, Ren X. Advance of Mesenchymal Stem Cells in Chronic End-Stage Liver Disease Control. Stem Cells Int. 2022 Oct 7;2022:1526217. doi: 10.1155/2022/1526217. PMID: 36248254; PMCID: PMC9568364.

免责说明：本文仅用于传播科普知识，分享行业观点，不构成任何临床诊断建议！杭吉干细胞所发布的信息不能替代医生或药剂师的专业建议。如有版权等疑问，请随时联系我。