肝脏疾病病理过程复杂，涉及炎症、肝细胞坏死与纤维化等。肝衰竭和失代偿性肝硬化等ESLD死亡率高，肝移植是唯一有效疗法。但因供体肝脏短缺及免疫抑制相关并发症等问题，亟需为ESLD患者开发新治疗策略。其中，移植并增殖供体肝脏或干细胞的肝细胞可替代宿主肝细胞、重建肝实质，而干细胞（尤其是间充质干细胞）治疗被广泛证实能恢复重症肝病患者肝功能、减轻肝损伤，利于细胞治疗临床应用。

世界各地干细胞治疗终末期肝病的临床进展，有望改善肝病患者肝功能、提高生存率

近日，期刊杂志《中华医学杂志（英文版）》发表了一篇《细胞治疗终末期肝病的现状和临床挑战》的文章。

在这篇综述中，我们讨论了用于治疗ESLD的细胞类型及其治疗机制。我们还总结了世界各地干细胞治疗终末期肝病的临床试验进展，并提供了细胞治疗终末期肝病的前景。

细胞疗法为终末期肝病带来有效和有希望的方法

肝病每年导致200万人死亡，占全球死亡人数的4%。许多类型的肝病都缺乏有效的治疗方法，当肝病发展到终末期时，通常需要肝移植。肝移植受到高成本和捐赠器官短缺的限制。此外，移植物抗宿主病 (GVHD) 宿主疾病和终生免疫抑制的副作用阻碍了长期生存。

幸运的是，细胞疗法是一种有前途的替代策略，可以缓解这一临床挑战。与原位肝移植 (OLT) 相比，细胞疗法具有几个显着的优势，包括侵入性更小、侵入性和手术程序更简单、供体细胞可长期冷冻保存以及成本更低。

近年来，细胞疗法在恢复肝功能或促进肝再生方面的治疗效果已在各种临床前动物模型和临床试验中得到广泛证实，使其成为治疗肝衰竭和失代偿性肝硬化等终末期肝病 (ESLD) 的有效和有希望的方法。

终末期肝病（ESLD）的类型和特征

ESLD是指由病毒感染、药物过量、饮酒等多种因素所致肝功能严重衰退的病理状态，主要包括急性肝衰竭 (ALF)、慢加急性肝衰竭 (ACLF) 和失代偿性肝硬化。

ALF是一种发生在没有肝病基础的患者中的危及生命的疾病，其特征是肝损伤（肝功能检查异常）、凝血病（国际标准化比率[INR]>1.5）和肝性脑病 (HE)。ACLF是相对较新（2013年）描述的，是一种基于慢性肝病的严重肝功能急性恶化形式，其特征是器官系统衰竭和短期死亡的高风险。

失代偿性肝硬化 (DLC) 是肝硬化的一个阶段，其发展已经超出了肝功能的代偿能力，其特点是发病率高、治疗困难、死亡率高。过去几十年来，世界各地的专家一直致力于提高ESLD患者的生存率。在这种情况下，细胞疗法已成为治疗ESLD的一种有前途的策略。

治疗终末期肝病（ESLD）所用的细胞类型

目前用于治疗ESLD的细胞类型主要可分为两大类：肝内细胞，包括肝细胞、肝祖细胞（LPC）、胆管干细胞；肝外细胞，包括间充质干细胞（MSC）、多能干细胞（PSC）、造血祖细胞（HPC）、巨噬细胞，如图1所示。

各种细胞类型均可用于治疗ESLD，包括肝细胞、LPC、BTSC、PSC、HPC和巨噬细胞。MSC源自各种组织，例如骨髓、脐带、脂肪组织、胎盘和经血。

细胞治疗肝病的机制

ESLD的细胞治疗机制主要可归纳为肝细胞再生、抗纤维化及免疫调节三大方面。肝细胞、HPC、HepaStem及BTSC的移植主要通过肝脏再生发挥功能；PSC已用于在体外分化为肝细胞、肝细胞样细胞及肝类器官，以重建肝实质。巨噬细胞移植的治疗作用依赖于其自身的调节功能，包括促进肝脏再生、抑制肝星状细胞(HSC)活化、促进活化HSC凋亡及调节免疫微环境。HPC及MSC治疗ESLD的机制复杂，详述如下[图2]。

肝细胞、LPC、BTSC、PSC、HPC通过三种方式促进肝脏再生：分化或转分化为肝细胞/胆管细胞、激活内源性肝细胞再生、分泌生物活性物质促进肝脏再生。MSCs可以通过抗纤维化、抗炎、免疫调节等作用修复损伤组织、改善肝功能，从而治疗肝脏疾病。

肝脏再生

肝脏再生是一个高度组织化的过程，依赖于细胞间的通讯，从而将肝实质高保真地恢复到损伤前的状态。细胞移植可以通过分化或转分化为肝细胞，或激活宿主内源性肝细胞的增殖来重建肝实质细胞。

细胞移植促进肝脏再生的不同方式及相关细胞类型：

• 如LPC能扩增分化为肝细胞，有望成为ESLD肝细胞或肝脏移植替代品；
• BTSC可分化为相关细胞挽救肝损伤小鼠，有临床应用前景；
• ESC和iPSC增殖分化能力强，能提供充足肝细胞来源，PSC可在体外诱导用于移植。
• HPC虽可分泌因子促进细胞分化，但转分化罕见，其促进再生多靠与驻留肝细胞融合。
• MSCs可在体内分化为肝细胞样细胞促进肝脏再生，但该作用存在争议，目前更多研究聚焦其旁分泌作用，能分泌多种因子抑制细胞凋亡、恢复组织稳态，其中IL-1Ra在急性肝损伤修复和肝脏再生中很关键。
• 此外，MSC衍生的外泌体（MSC-Exos）作为细胞外囊泡亚型，可递送多种分子在肝脏再生中发挥重要作用，比如增强肝细胞增殖、抑制肝细胞凋亡等。

间充质干细胞抗肝纤维化的机制

基于MSC治疗肝纤维化，调节转化生长因子β（TGF-β）信号传导是重要机制。

一方面，MSC可调节TGF-β/Smad通路抑制纤维化，如下调SMAD3mRNA表达、增加SMAD7mRNA表达以降低相关促纤维化因子表达，且有研究证实其通过上调Caveolin1表达、抑制HSC中该通路来改善肝纤维化；此外还可通过抑制NADPH氧化酶信号、激活Notch通路抑制活化的HSCs增殖。

另一方面，如今更多研究表明MSCs抗纤维化主要靠旁分泌作用，能分泌免疫调节因子或抗纤维化蛋白来抑制HSC增殖等，发挥抗纤维化功效。

同时，MSC衍生的外泌体（MSC-Exos）、细胞外囊泡（MSCs-EVs）也能通过不同通路抑制HSC活化减轻肝纤维化，还有研究指出MSC-Exos衍生的BECN1可促进活化HSC铁死亡。值得一提的是，HPC给药是通过促进相关细胞募集而非分化为巨噬细胞来实现抗纤维化作用。

免疫调节和抗炎作用

MSCs除了上述治疗肝病的作用机制外，其另一项重要作用是免疫调节和抗炎作用，通过影响巨噬细胞的表型和功能，抑制T淋巴细胞或B淋巴细胞的增殖和活化，抑制ESLD中树突状细胞（DC）和自然杀伤细胞（NK）的分化和成熟，发挥治疗作用。

其中，巨噬细胞在肝脏疾病中起着至关重要的作用，许多研究表明，MSC治疗可通过产生免疫抑制分子和代谢产物，如前列腺素E2（PGE2）、肿瘤坏死因子-α刺激基因6（TSG6）、吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）、白细胞介素-1受体拮抗剂（IL-1Ra）、IL-10、IL-4等，促进巨噬细胞从促炎M1表型向抗炎M2表型转变。

细胞疗法治疗终末期肝病的临床进展

目前广泛用于治疗ESLD的细胞类型主要有MSC和肝细胞，目前仅有少量临床研究报道LPC、HepaStem、HSC的移植进入临床试验，而PSC、BTSC、巨噬细胞在肝病治疗中的应用尚未见临床试验注册（不包括终止或撤回的试验）。

全球范围内针对ESLD的细胞疗法临床试验

在clinicaltrials.gov网站上以“肝细胞”、“肝祖细胞（内皮祖细胞）”、“HepaStem”、“间充质干细胞”或“造血祖细胞/干细胞”分别搜索“肝病”一词，共发现注册了94项治疗肝病的临床试验，其中10项试验（10.6%）使用肝细胞，3项试验（3.2%）使用LPC，5项试验（5.3%）使用HepaStem，73项试验（77.7%）使用MSC，3项试验（3.2%）使用HSC。值得注意的是，虽然用于治疗ESLD的细胞来源多种多样，但应用最广泛的是MSC。

MSCs具有众所周知的特性，包括易于获取、可在体外扩增、低免疫原性、不存在伦理问题、具有免疫调节和组织修复能力，因此已成为治疗肝病最有前途的细胞。

根据临床试验的搜索结果，截至2024年5月，在https://www.clinicaltrials.gov/上注册了73项涉及间充质干细胞治疗肝病的临床试验，其中大多数集中在肝硬化 (n=51) 和肝功能衰竭 (n=16) [图3A]。在这些MSC治疗肝硬化的临床试验中，大多数是DLC (35%) 和病毒性肝硬化 (25%) [图3B]。在MSC治疗肝功能衰竭的临床试验方面，其中一半是ACLF，35%是病毒性肝衰竭 [图3C]。

（A）按肝病分类的MSCs临床试验。（B）肝硬化中MSC相关试验的分类。（C）与肝功能衰竭相关的MSC相关试验的分类。

细胞治疗临床应用的关键参数包括以下几个方面：细胞来源、患者状态、剂量和植入途径，以及样本量，这些必须标准化才能推进临床应用。

因此，我们在表1中总结了针对ESLD（包括肝硬化和肝衰竭）的细胞治疗代表性临床试验，旨在为未来研究人员制定临床方案提供参考。

ACLF：慢加急性肝衰竭；Ad-MSCs：脂肪组织来源的 MSCs；ALF：急性肝衰竭；BM-MSCs：骨髓来源的 MSCs；ESLD：终末期肝病；HPCs：造血祖细胞；LPCs：肝祖细胞；MenSCs：月经血来源的 MSCs；MSCs：间充质干细胞；UC-MSCs：脐带来源的 MSCs。

显然，MSC已成为细胞治疗最有前途的候选细胞，并广泛应用于治疗各种ESLD的临床试验。这些临床研究大部分对患者进行了超过6个月的随访，并验证了MSC输注的安全性。

其中，2021年，一项“间充质干细胞治疗失代偿性肝硬化：随机对照临床试验的长期随访研究”（时间最长（75个月）、样本量最大（219例））证明，接受MSC治疗的患者肝功能明显改善，总生存率增加，且未出现任何治疗相关并发症。

值得注意的是，2023年，一项系统性荟萃分析研究了间充质干细胞治疗肝硬化的疗效和安全性。对11项临床试验（最终共计13项研究和854名患者）的汇总分析表明，MSC疗法在六个月内显著提高了ALB水平并降低了MELD评分，且没有任何严重的不良反应。

同年，解放军总医院第五医学中心感染病医科发表了一项对过去十年关于MSC疗法治疗肝硬化或肝功能衰竭患者的临床研究的荟萃分析进一步支持了MSC疗法改善肝功能（包括MELD评分、ALB水平和TB水平）并延长生存率，且没有严重的副作用或不良事件。

中国细胞治疗终末期肝病的临床试验

中国是肝病负担最重的国家之一，有近4亿肝病患者，主要为乙肝病毒（HBV）和代谢性非酒精性脂肪肝（NAFD）。最近的一项全面系统评价显示，中国NAFD的患病率从23.8%上升至29%。同时，中国有7400多万人感染HBV，慢性乙肝复发可引发ACLF，进一步加剧肝病负担。

近年来，中国肝病学家和研究人员在肝病预防、诊断、管理和治疗等领域不断取得突破，细胞治疗，特别是间充质干细胞治疗取得了重大成果，为抗击肝病带来了新的希望。

1、细胞治疗成果：中国肝病学家在细胞治疗尤其MSC治疗方面取得成果，2012年就有报道称MSC治疗可改善相关肝病患者肝功能并降低ESLD模型评分。

2、临床试验情况：过去十年，MSC治疗ESLD临床试验广泛开展，截至2024年5月，在clinicaltrials.gov上注册40个相关试验方案，多与肝硬化和肝功能衰竭治疗有关，常用细胞是脐带来源的MSC，大多为I期和II期试验（图4）。

（A）按肝病分类的MSCs临床试验。（B）按不同MSCs来源分类的ESLD临床试验。（C）按临床阶段分类的MSCs治疗ESLD的临床试验。

3、注册项目信息：为规范干细胞临床研究，医疗机构需先完成机构注册再完成项目注册。截至2023年12月，国家卫健委批准17个干细胞治疗ESLD临床研究注册项目，广泛使用MSC，针对失代偿性肝硬化和肝功能衰竭。

4、干细胞药物获批：新药上市要经过多个阶段及IND申请程序。自2018年干细胞药物新政实施至2024年5月，有8个治疗ESLD的干细胞药物获NMPA批准进入IND，大部分为脐带来源的MSCs（表2）。

干细胞治疗终末期肝病的未来展望

一、现状与需求背景

目前，终末期肝病（如肝衰竭、失代偿性肝硬化等）死亡率颇高，虽然肝移植是唯一有效的治疗手段，但面临着供体肝脏短缺以及免疫抑制相关并发症等难题，这就迫切需要开发新的治疗策略来应对，干细胞治疗在此背景下应运而生，并展现出一定潜力。 

二、已取得的成果及优势

间充质干细胞治疗等干细胞疗法已被广泛证实能够恢复重症肝病患者的肝功能，减轻肝损伤，有助于推动细胞治疗在临床上的应用。例如，其可以通过多种机制参与肝脏修复，像分化为肝细胞来替代受损的宿主肝细胞，或者分泌多种生物活性因子调节肝脏微环境、抑制炎症反应、促进肝细胞再生以及抗纤维化等，为改善ESLD患者的病情带来希望。

三、面临的挑战

1.临床研究方面：现阶段关于干细胞治疗ESLD的临床试验大多是单中心、小样本研究，缺乏大规模、随机对照试验的有力支撑，距离广泛的临床应用仍存在一定差距。要想真正实现普遍应用，还需要进一步积累更多高质量的临床证据，验证其长期有效性和安全性。

2.细胞层面：需要解决诸如获取高质量的干细胞、提高干细胞植入率以减少免疫排斥反应、保障植入干细胞能发挥长期稳定的治疗效果等问题。而且对于干细胞具体的作用机制、最佳的细胞来源、最适宜的细胞类型等还需要更深入的研究明确。 

3.治疗方案优化：在治疗方案上，像治疗时机的精准把握、合适剂量的确定以及最佳输注途径的选择等都有待进一步优化，以此来提高干细胞治疗的特异性、安全性以及可控性。

四、未来发展方向

1.联合治疗趋势：干细胞移植与常规药物相结合被证明对肝病治疗有显著的疗效，未来多种干细胞联合治疗或者干细胞与传统药物联合治疗可能是重要的发展方向。

• 比如传统药物联合自体外周血干细胞、自体单个核细胞或间充质干细胞（MSCs）比单纯传统治疗效果更好，自体肝干细胞（HSC）和间充质干细胞联合输注对部分肝病患者也是安全且能增强疗效、延长肝功能改善持续时间的。 

2.技术创新助力：

• 细胞预处理技术：通过对干细胞（如MSCs）进行缺氧、无血清培养、细胞因子预处理等体外预处理手段，模拟体内应激环境，引发干细胞的适应性反应，从而增强其活力和治疗效果，这方面技术有望不断完善和拓展应用。

• 构建疾病模型与组织工程：鉴于当前动物模型存在不能充分反映人类疾病真实状况的局限，未来可构建患者来源或诱导多能干细胞（iPSC）来源的肝脏类器官模型，并结合器官芯片技术来模拟人类肝脏疾病，作为测试平台。当这些人体仿生肝脏微生理系统模型对疗效和毒性数据的预测价值得到充分验证后，有望用人体3D体外肝脏组织模型取代动物研究。同时，利用水凝胶、生物打印等技术，结合干细胞诱导产生的肝细胞或肝细胞样细胞来构建肝脏类器官，为移植提供更多功能性的肝细胞资源。
• 人源化动物模型应用：人源化肝脏小鼠模型可用于模拟人体肝脏的细胞组成、组织结构和功能特征，帮助深入研究肝脏代谢微环境、探寻治疗靶点和解析作用机制，为干细胞治疗ESLD的研发提供更好的参考依据。

总体而言，干细胞治疗终末期肝病虽然目前还面临诸多挑战，但随着研究的不断深入以及相关技术的持续进步，其在未来有望成为改善ESLD患者预后、提高生存率的重要治疗手段，前景较为广阔。

参考资料：Zhang L, Deng Y, Bai X, Wei X, Ren Y, Chen S, Deng H. Cell therapy for end-stage liver disease: Current state and clinical challenge. Chin Med J (Engl). 2024 Dec 5;137(23):2808-2820. doi: 10.1097/CM9.0000000000003332. Epub 2024 Nov 18. PMID: 39602326; PMCID: PMC11649288.

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