簡介：病毒性肝炎、酒精性脂肪性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、自身免疫等多種刺激因素可引起肝臟慢性炎癥的發生，導致肝臟損傷，炎癥細胞和肝星狀細胞活化，最終導致肝纖維化的發生。隨著肝纖維化的加重，機體功能障礙最終會發展為肝硬化，甚至肝癌（圖1）。

肝移植和肝細胞移植是治療肝纖維化的有效方法。但由于缺乏肝臟器官、免疫排斥反應、手術并發癥等因素，無法應用于臨床。因此，鑒于患者數量不斷增加而供體數量有限，以及肝纖維化發病率和死亡率的增加，需要替代療法。

間充質干細胞治療肝損傷的臨床研究進展

基于間充質干細胞 (MSC) 的肝細胞分化和再生潛力，以及它們的免疫調節特性，已提議將間充質干細胞 (MSC) 用于治療纖維化。國際細胞和基因治療學會 (ISCT) 的間充質和組織干細胞委員會提出了一套最小的標準來定義 MSC，其中包括對塑料的粘附、特定表面抗原的表達，以及分化成成骨細胞、脂肪細胞的潛力和軟骨細胞。目前公認的MSCs有CD29⁺、CD44⁺、CD73⁺、CD90 ⁺、CD105⁺、CD45^?、CD34 ^?、CD14^?、CD11b^?和 HLA-DR^?（表1）。

此外，由于MSC易于分離和繁殖、相對安全性、旁分泌因子的分泌以及相互作用和減輕免疫效應反應的能力，間充質干細胞正在800多項臨床試驗中進行臨床研究。

肝纖維化的形成機制

正常肝組織包括肝細胞、內皮細胞、肝巨噬細胞和肝星狀細胞 (HSC)。HSC是位于肝細胞和內皮細胞之間的非實質細胞，儲存大量維生素A和脂質。此外，HSC可以調節門靜脈壓力并促進物質交換。HSC的數量占肝細胞的13%。此外，HSC是肝臟中主要的細胞外基質 (ECM) 生成細胞。值得注意的是，多項研究表明HSC 在肝纖維化中起著關鍵作用。當肝臟受到各種損傷時，靜止的HSC會轉變為活化的 HSC。活化的HSC特異性表達高水平的α-平滑肌肌動蛋白 (α-SMA)。這是通過ECM的強烈沉積來識別的，ECM會轉化為肌成纖維細胞樣細胞。因此，HSC被認為是肌成纖維細胞的主要前體細胞群（圖2)。

以前，肝纖維化被認為是不可逆轉的。統計數據顯示，肝硬化是全球成人死亡的第14位，影響著數億人。直到20世紀90年代，研究才證實肝纖維化是可逆的。因此，采取有效的抗纖維化治療措施，可以預防甚至逆轉肝纖維化的病理過程就顯得尤為重要。

間充質干細胞治療肝損傷的作用機制

自1974年以來，當Friedenstein等人。首先分離和表征MSC，基于MSC的治療已被證明是安全有效的。然而，許多科學家和臨床研究人員希望提高MSCs在再生治療中的成功率。間充質干細胞很容易分離并適合體外培養擴增。因此，MSC正被用作多種人類疾病的實驗療法。

此外，間充質干細胞同時發揮多種作用：通過釋放細胞因子限制炎癥；通過表達生長因子幫助愈合；通過分泌免疫調節蛋白改變宿主免疫反應；增強內源性修復細胞的反應；在某些組織中充當成熟的功能細胞，例如骨骼。目前正在臨床研究MSCs在許多急性和慢性炎癥性疾病中的作用。因此，由于其免疫調節和抗纖維化特性，間充質干細胞是減輕肝纖維化的一種新的有效療法。

MSCs通過抑制炎癥反應、抑制肝細胞凋亡、分泌多種可溶性因子、抑制氧化應激等，在肝損傷的治療中發揮重要作用（圖3）

急性肝損傷的特點是起病急，病情進展快，可發展為急性肝功能衰竭。目前的治療是原位肝移植。研究表明，MSC移植可以有效改善小鼠急性肝損傷的病情。此外，小鼠血清丙氨酸轉氨酶 (ALT)、堿性磷酸酶、總膽紅素和白蛋白水平可在細胞注射后4周恢復至正常水平。同時，MSCs可以定位于肝臟，對肝功能異常的治療起到一定的作用。

慢性纖維化也是一種肝損傷。慢性肝炎導致HSCs活化，轉化為肌成纖維細胞產生大量ECM。隨著分解速度的加快，膠原纖維會逐漸沉積，導致肝纖維化的發生。經組織病理學觀察證實，肝纖維化大鼠經門靜脈移植MSCs后，肝纖維化程度可減輕，計算機斷層掃描（CT）灌注掃描也顯示血流動力學明顯改善。在小鼠肝纖維化模型中，發現移植MSCs可顯著降低I型膠原蛋白的表達，同時發現α-SMA陽性HSCs數量減少，表明其作用機制減少纖維化的方法可能是通過抑制HSC的活化。

肝移植引起的缺血再灌注損傷也是肝損傷的一種。這主要是由于一過性肝門靜脈高壓和肝竇內皮細胞的破壞，導致缺血時間延長，進而導致血液再灌注后嚴重的炎癥反應。研究表明，在大鼠肝缺血再灌注模型中，移植MSCs大鼠2天后肝臟再生率明顯高于對照組大鼠，血管內皮細胞表達水平明顯高于對照組大鼠。與對照組相比，生長因子 (VEGF)、腫瘤壞死因子-α (TNF-α)、肝細胞生長因子 (HGF) 和其他再生相關蛋白也更高。

間充質干細胞治療肝損傷的調控機制

越來越多的研究人員正在使用干細胞治療多種肝臟疾病。大量研究證實，間充質干細胞移植可以改善肝功能，減輕肝纖維化，修復肝損傷，其治療機制可能通過以下幾個方面實現（圖4）。

間充質干細胞的分化

MSCs可在體外誘導分化為肝細胞樣細胞，并可表達肝細胞特異性標志物。

間充質干細胞的免疫調節

肝臟是人體非常重要的免疫器官，含有大量的免疫細胞。免疫反應與肝臟疾病的發展密切相關。MSCs可以通過分泌與先天性和適應性免疫系統細胞相互作用的可溶性因子來維持體內平衡，使它們能夠參與多種肝病的治療，而不受免疫排斥的影響（圖5）。

間充質干細胞的抗纖維化作用

肝纖維化是肝臟結締組織的異常增生。目前的病理機制是HSCs的激活和增殖以及α-SMA的產生。內源性或外源性MSCs可在各種因素的影響下定向遷移，穿透血管內皮細胞，并趨向于靶向組織并定位存活（圖6）。

研究證實，MSCs針對肝臟受損區域，進而分泌可溶性因子，減少肝細胞凋亡，激活活化的HSCs，抑制其活化，重塑肝臟周圍環境。在肝纖維化過程中，HSCs被激活增殖并轉化為肌成纖維細胞，促進纖維化的發展。MSCs之所以能夠抵抗纖維化，重要的原因在于MSCs能夠抑制HSCs的活化和增殖。

肝移植后間充質干細胞的動力學

MSC進入體內后，不符合傳統藥物典型的分布和代謝模式。傳統藥物是被動分布的，而MSC具有向損傷部位趨化的特性，MSC在健康體和患病體中的分布是不同的。

通過門靜脈或肝動脈將MSCs直接注射到肝血管中，可以改善細胞的輸送和隨后的肝臟移植。

間充質干細胞治療肝損傷的臨床進展

截至2022年11月，共有31個間充質干細胞治療肝損傷疾病的臨床項目完成臨床試驗注冊（表2）。研究人員致力于開發新的方法來提高肝損傷動物模型在體內模擬MSCs的效率。但實際效果還需要通過臨床試驗來評估。終末期肝病（MELD）評分模型廣泛用于實驗研究和臨床應用，以評估慢性肝病的嚴重程度。血清水平、總膽紅素和其他指標用于評估肝病患者的預后恢復情況。

表2. MSC移植肝纖維化損傷的臨床試驗

臨床試驗表明，在一項針對45名失代償性肝硬化 (LC) 慢性乙型肝炎患者的研究中，與對照組相比，接受 UC-MSC輸注治療的患者腹水量顯著減少。此外，UC-MSC治療還顯著改善了肝功能，表現為血清白蛋白水平升高、血清總膽紅素水平降低以及MELD評分鈉模型降低。

在Ming Shi等人進行的臨床試驗中，共有43名慢加急性肝衰竭 (ACLF) 患者與乙型肝炎病毒 (HBV) 感染相關。UC-MSC輸注顯著提高了ACLF患者的存活率，降低了MELD評分，提高了血清白蛋白、膽堿酯酶和凝血酶原活性，并增加了血小板計數。此外，在輸注UC-MSC后，血清總膽紅素和丙氨酸氨基轉移酶水平顯著降低。

從2010年到2013年，110名HBV相關的慢加急性肝衰竭患者參加了這項開放標簽、非盲隨機對照研究。實驗組 ( n=56) 輸注1.0–10.0×10⁵細胞/kg同種異體骨髓來源的MSCs每周一次，持續4周，并隨訪24周。與對照組相比，同種異體骨髓來源的MSC治療顯著改善了臨床實驗室指標，包括血清總膽紅素和MELD評分。

值得注意的是，為了更好地解釋 MSCs 的安全性和有效性，還需要進一步研究，并應招募不同因素誘發的肝纖維化患者。盡管近年來MSC在治療多種疾病方面具有諸多優勢，但其臨床應用仍需進一步深入研究。

此外，間充質干細胞移植還有一些問題需要解決，如MSC移植的合適時機、注射劑量、培養方案的優化等。然而，如何在體內提高MSCs的存活率、定植率和安全性，以及在此基礎上如何發揮其效用，目前尚不清楚。因此，需要進一步的臨床試驗和多學科咨詢來闡明這些。

結論

近年來，越來越多的學者將間充質干細胞移植用于治療肝纖維化，并在體內外均顯示出一定的抗纖維化作用。目前，為使間充質干細胞移植的療效最大化，許多學者關注間充質干細胞與其他抗纖維化分子和藥物的聯合應用。間充質干細胞與其他抗肝纖維化方法聯合可能產生更好的抗纖維化作用，是未來間充質干細胞治療的發展方向。

目前，間充質干細胞移植的調控作用引發了對肝纖維化發生發展的廣泛研究，但仍存在局限性。現有關于間充質干細胞與肝纖維化的研究多為體外和動物實驗，尚需更多臨床研究證實其療效。此外，作為具有多向分化潛能的多能干細胞，MSCs移植也會在體內誘發不良反應，其治療的副作用有待更深入的探討。

因此，間充質干細胞應用于肝纖維化的潛在調控機制和分子靶點仍需進一步探索和研究，為間充質干細胞移植用于肝纖維化臨床治療提供合理有效的理論支持。

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