干細(xì)胞移植治療急慢性肝衰竭的進(jìn)展

1、干細(xì)胞移植治療急慢性肝衰竭的最新進(jìn)展【摘要】 逐步替代或重建受損的肝組織結(jié)構(gòu)是肝細(xì)胞移植治療肝病的最終目的。骨髓干細(xì)胞可以演變成為與其組織發(fā)育或再生來源無關(guān)的細(xì)胞類型，即骨髓干細(xì)胞的可塑性（plasticity）。骨髓干細(xì)胞分化為肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)提示它可能參與了體內(nèi)肝組織細(xì)胞的再生及損傷的修復(fù)與替代，而這一進(jìn)程與肝細(xì)胞移植的作用機(jī)制類似，本文就近年來的有關(guān)研究進(jìn)行綜述。 【關(guān)鍵詞】 肝細(xì)胞移植；骨髓干細(xì)胞 1 肝細(xì)胞移植的優(yōu)勢與缺陷 對于各種終末期肝病,原位肝移植（OLT）理論上應(yīng)是最為理想的治療選擇，但是供體的緊缺以及OLT后隨之帶來免疫排斥反應(yīng)與高額的治療費(fèi)用等又成了一個新的社會問題。因此

2、，尋求一種簡便的、安全有效的OLT的替代治療方案是臨床迫切需要解決的問題。肝細(xì)胞移植是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一項(xiàng)細(xì)胞工程技術(shù)。它與原位肝移植比較，具有操作簡單、可重復(fù)進(jìn)行、一肝可以多用、供肝細(xì)胞免疫原性低且可凍存、移植失敗或產(chǎn)生免疫排斥對受體影響小等優(yōu)點(diǎn)，此外，肝細(xì)胞在體外還可以進(jìn)行基因修飾，是一個良好的基因治療載體。近年來，骨髓干細(xì)胞移植在理論與技術(shù)方面均取得了很大進(jìn)展，在許多方面都呈現(xiàn)出成為OLT替代治療方案的潛力。研究證實(shí)13：少量移植的肝細(xì)胞通過體內(nèi)增殖可達(dá)以下目的：（1）先天肝臟代謝缺陷的糾正；（2）暫時的肝功能支持；（3）受損肝實(shí)質(zhì)的替代。然而，由于免疫排斥或凋亡等因素的存在，

3、移植肝細(xì)胞很難得到滿意的增殖，除某些先天肝臟代謝缺陷可通過肝細(xì)胞移植得到滿意的糾正外，肝功能支持的時間及受損肝實(shí)質(zhì)的替代的程度不甚理想，因此，肝細(xì)胞移植的應(yīng)用多被局限于通往原位肝移植橋梁作用的發(fā)揮。另一方面,供體肝細(xì)胞來源受限也需要一系列行之有效的肝細(xì)胞體外增殖方法。2 骨髓干細(xì)胞的可塑性的存在及其意義 造血干細(xì)胞（hemtopoieticstemcell,HSC）、間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymalstemcell,MSC）是骨髓干細(xì)胞的主要組成部分。研究證實(shí)4，5，骨髓細(xì)胞能在一定條件下轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、骨組織細(xì)胞、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞等其他組織細(xì)胞，胚胎發(fā)育學(xué)上神經(jīng)細(xì)胞、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞源于外

4、胚層，屬上皮組織,而骨髓源于中胚層，屬間葉組織，所以這種轉(zhuǎn)化被稱為橫向分化，即骨髓細(xì)胞的可塑性。體外培養(yǎng)人骨髓細(xì)胞中的MSC，在不同的條件下與正常的形態(tài)與結(jié)構(gòu)相似的肌肉細(xì)胞、骨組織細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等6，而體外培養(yǎng)大鼠骨髓細(xì)胞,在肝細(xì)胞生長因子的誘導(dǎo)下向肝細(xì)胞的方向分化，在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平都檢測到了白蛋白及甲胎蛋白的表達(dá)7。HSC和MSC都是處于不同的發(fā)育階段及不同發(fā)育方向、且可以來源于成年動物的骨髓的干細(xì)胞。目前依靠表面標(biāo)志來鑒別兩種細(xì)胞很難反映出干細(xì)胞的生物學(xué)特性，現(xiàn)有技術(shù)也不可能做到完全分離兩種細(xì)胞。因此，盡管許多相關(guān)研究做了大量前期工作，在體內(nèi)外骨髓細(xì)胞橫向分化前盡可能地分離純化HSC或MS

5、C。但嚴(yán)格意義上研究中的HSC或MSC的可塑性應(yīng)被描述主要為骨髓干細(xì)胞的可塑性。體外誘導(dǎo)骨髓干細(xì)胞的橫向分化明確了其可塑性的存在。但有關(guān)資料中體內(nèi)的這種轉(zhuǎn)化發(fā)生在病理?xiàng)l件下，比如梗死心肌中骨髓細(xì)胞分化成心肌細(xì)胞，正常生理情況下體內(nèi)是否存在骨髓干細(xì)胞橫向分化還沒有得到證實(shí)8。再者，骨髓干細(xì)胞橫向分化作為一種現(xiàn)象存在，是否具有實(shí)際應(yīng)用價值取決于細(xì)胞的轉(zhuǎn)化量9，而真正意義上轉(zhuǎn)化是完全功能上的轉(zhuǎn)化（fullfunctionalconver-sion），完全功能上的轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)是完全組織結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)化，只靠現(xiàn)有的幾個細(xì)胞的表面標(biāo)志或基因的表達(dá)尚不足以說明骨髓干細(xì)胞真正意義上轉(zhuǎn)化。成熟個體干細(xì)胞參與組織損傷的

6、修復(fù)可能存在兩種方式：（1）相應(yīng)組織內(nèi)固有的干細(xì)胞參與修復(fù)；（2）組織損傷動員骨髓釋放造血干細(xì)胞。后者通過血液循環(huán)到達(dá)該組織，在特定的環(huán)境下增殖、分化，最終轉(zhuǎn)化成為該組織細(xì)胞，以完成結(jié)構(gòu)與功能的重建，而后者在某些條件下有可能起主導(dǎo)作用。由于克隆人體以及應(yīng)用人類胚胎的研究受到限制，而骨髓干細(xì)胞可直接來源于成人的骨髓或外周血，采集方便，不存在倫理上的爭議，作為專能干細(xì)胞的生物學(xué)特性及優(yōu)勢，使其有可能成為胚胎干細(xì)胞的理想替代10。3 骨髓干細(xì)胞的可塑性與肝細(xì)胞移植的關(guān)系 移植肝細(xì)胞的增殖與肝再生微環(huán)境關(guān)系密切，骨髓干細(xì)胞可以在體內(nèi)橫向分化為肝細(xì)胞。同樣這種轉(zhuǎn)化也需要肝再生微環(huán)境的存在。肝炎、肝硬化及

7、肝癌等肝臟疾病的治療一直是一個全球性難題，肝細(xì)胞移植為以上難治性肝病開拓了新的治療途徑。骨髓干細(xì)胞移植治療血液系統(tǒng)疾病已積累了幾十年的臨床經(jīng)驗(yàn)，而其作為肝基因治療的細(xì)胞載體具有肝細(xì)胞不可替代的優(yōu)勢。骨髓干細(xì)胞的可塑性使其有可能替代肝細(xì)胞移植來治療肝臟疾病。Petersen等11最早發(fā)現(xiàn)接受骨髓移植的鼠肝內(nèi)存在骨髓來源的肝細(xì)胞，并證實(shí)在肝損傷13天后，約有106個肝細(xì)胞為骨髓來源，占大鼠肝細(xì)胞總數(shù)700×106的1/700。其后Theise等12又在大鼠骨髓移植26個月后發(fā)現(xiàn)：受體肝內(nèi)約有0.76%2.2%的肝細(xì)胞來源于骨髓細(xì)胞。之后，Theise等和Alison等13，14相繼報道這

8、種現(xiàn)象同樣也存在于人類體內(nèi)，而Theise更發(fā)現(xiàn)：在接受骨髓移植和肝移植病人的肝內(nèi)，約4%43%的肝細(xì)胞和4%38%的膽管細(xì)胞來源于骨髓干細(xì)胞的橫向分化，而這種細(xì)胞的轉(zhuǎn)化量似有隨肝臟損傷的程度和時間的增加而增加的傾向。在轉(zhuǎn)化肝細(xì)胞功能發(fā)揮的研究方面，純化HSC移植重建了酪氨酸血癥模型大鼠肝臟的生化功能，使受體病情得到基本緩解。以上研究證實(shí)：肝內(nèi)能夠存在數(shù)量可觀的源于骨髓干細(xì)胞轉(zhuǎn)化的肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞，但是對于肝炎肝硬化患者來說，這些細(xì)胞發(fā)揮的功能如何？是否達(dá)到了完全意義上的轉(zhuǎn)化還需進(jìn)一步的研究加以證實(shí)。如何促進(jìn)這種骨髓干細(xì)胞在肝內(nèi)的完全意義上轉(zhuǎn)化，以更有效改善病變肝組織的結(jié)構(gòu)和功能將成為今后相關(guān)研究的

9、重中之重?？梢栽O(shè)想,利用骨髓干細(xì)胞移植治療肝炎、肝硬化及肝癌等難治性肝病，不僅有利于病人造血功能、免疫功能的重建，而且有助于受損肝實(shí)質(zhì)的替代，使肝功能得到改善，并為以肝實(shí)質(zhì)病變?yōu)橹鞯母闻K終末期疾病開辟一條新的治療途徑15。4 結(jié)語 骨髓干細(xì)胞可塑性機(jī)制的研究對肝病治療的意義不僅在于替代肝細(xì)胞移植，而且還在于可以在早期即可利用骨髓修復(fù)肝臟損傷，并為干細(xì)胞工程、肝組織工程提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及理論依據(jù)。純化骨髓干細(xì)胞替代成熟肝細(xì)胞進(jìn)行移植治療肝病的研究已經(jīng)開展，但體外誘導(dǎo)骨髓干細(xì)胞橫向分化為肝細(xì)胞，并為人工肝提供細(xì)胞供體的研究尚未展開，但可以相信，隨著人們對骨髓干細(xì)胞橫向分化機(jī)制認(rèn)識的逐步深入，骨髓干細(xì)

10、胞將替代成熟肝細(xì)胞而成為肝細(xì)胞移植或體外人工肝臟的一種新來源。【參考文獻(xiàn)】 1 Arkadopoulos N.Hepatology，1998，28（5）:1365-1370.2 Emerson RW.Pediatrics，1998，102（3Pt1）:647-648.3 Strom SC.Transplantation，1997，63（4）:559-569.4 Brazel-ton TA.Science，2000，290（5497）:1775-1779.5 Deng W.BiochemBiophysResCommun，2001，282（1）:148-152.6 Pittenger MF.Science，1999，284（5411）:143-147.7 Oh SH.Biochem Biophys Res Commun，2000，279（2）:500-504.8 Orlic D.Science，2001，410（6829）:701-705.9 Anderson D.Nature Med，2001，7（4）:393-395.10 Asahara T.Gene Ther，2000，7（6）:451-457.11 Petersen BE.Sci-ence，1999，284（5417）:1168-1170.12 Theis