慢性肝病,包括肝硬化和肝衰竭,由于其復雜的進展和有限的治療選擇,仍然是一項艱巨的挑戰。間充質干細胞 (MSC) 療法已成為一種顛覆性療法,利用其強大的免疫調節、抗纖維化和再生能力,以及向肝細胞轉分化的能力。
間充質干細胞療法成為改變治療肝臟疾病的方式:當前臨床試驗綜述
近日,國際期刊雜志《Stem Cell Research & Therapy》發表了一篇“Mesenchymal stem cell therapy as a game-changer in liver diseases: review of current clinical trials.”的文獻綜述[1]。

該綜述結果表明源自骨髓和臍帶的間充質干細胞在逆轉肝損傷、改善肝功能以及為對常規療法無效的患者帶來希望方面展現出顯著的潛力。并且通過肝靜脈、門靜脈或外周靜脈注射MSC可顯著改善肝臟組織學,減少纖維化,并恢復功能。此外,MSC衍生的物質,例如細胞外囊泡和外泌體,正在成為治療肝衰竭和減輕移植后并發癥的尖端工具。
本綜述還深入探討了基于MSC的慢性和終末期肝病治療的最新進展,并重點介紹了當前的臨床試驗。
肝病治療困境與間充質干細胞新曙光:從不可逆損傷到再生修復的突破
肝病每年導致200萬人死亡,占全球死亡人數的4%(每25例死亡中就有1例)。肝病(包括特定疾病、肝硬化、肝衰竭和移植并發癥)由于其復雜的發病機制以及在癥狀出現之前發生的不可逆損害,帶來了巨大的挑戰。
自身免疫性肝炎、威爾遜氏病和膽道閉鎖等特定疾病涉及持續性炎癥和纖維化,導致進行性肝功能障礙。肝硬化的特點是大面積纖維化和正常肝臟結構的破壞,通常在發生嚴重損害之前都不會被注意到。肝衰竭(無論是急性還是慢性)代表嚴重肝病的終末階段,并且危及生命。

目前,膽道閉鎖通過手術(Kasai手術)或移植治療。威爾遜氏病通過螯合劑和飲食調整治療;自身免疫性肝炎使用免疫抑制劑治療。肝硬化的管理包括改變生活方式,重癥病例甚至需要移植。肝功能衰竭需要緊急治療,可能還需要移植。肝移植存在排斥、感染和疾病復發等風險,需要長期免疫抑制治療。
間充質干細胞 (MSC) 療法已成為治療此類肝病的一種有前景的方法,具有免疫調節、抗纖維化和再生特性。臨床試驗已經探索了MSCs對各種肝病的治療潛力,為目前難以治療的疾病提供了新的治療途徑。
治療四大肝病的現階段有哪些挑戰
1. 慢性肝病的多樣性及機制復雜性
肝臟疾病涵蓋多種病因,包括自身免疫性肝炎、遺傳性疾病(如威爾遜氏病)和發育障礙(如膽道閉鎖)。自身免疫性肝炎由免疫系統錯誤攻擊肝細胞引發,可致肝硬化;威爾遜氏病因基因突變導致銅代謝異常,引發器官銅蓄積和氧化損傷;膽道閉鎖則因膽管畸形導致膽汁淤積和嬰兒肝硬化。這些疾病機制各異,但均凸顯肝臟代謝、解毒和免疫調節功能的脆弱性,早期診斷困難常使病情隱匿進展。
2. 終末期肝硬化:纖維化與多系統崩潰
肝硬化是慢性肝病的終末階段,以廣泛纖維化和再生結節形成為特征。肝星狀細胞持續激活產生過量細胞外基質,破壞正常結構,最終引發門靜脈高壓、腹水、肝性腦病等致命并發癥。病程進展緩慢且癥狀隱匿,常因長期炎癥(如酒精濫用或肝炎)加劇纖維化,導致肝功能不可逆喪失,治療窗口有限。
3. 肝衰竭:急性打擊與慢性失代償的雙重危機
肝衰竭表現為肝功能急劇或漸進性喪失,可由藥物中毒、病毒感染等急性因素觸發,或源于慢性肝病惡化。廣泛肝細胞壞死導致凝血障礙、多器官衰竭,常需緊急肝移植。其管理難點在于病情迅速惡化與供體稀缺間的矛盾,且慢性失代償患者常伴基礎疾病,進一步限制治療選擇。
4. 肝移植:生存希望與長期挑戰并存
肝移植雖為終末期患者提供生機,但術后排斥反應、感染風險及原發病(如病毒性肝炎、自身免疫病)復發構成重大挑戰。免疫抑制劑的使用雖可緩解排斥,卻增加感染和腫瘤風險。此外,移植后需終身監測,復雜的管理策略凸顯肝臟疾病在修復與免疫調控間的平衡難題。
核心挑戰與未來方向
肝臟的再生能力雖可代償早期損傷,卻掩蓋病情進展,導致晚期不可逆病變。免疫細胞(如庫普弗細胞、T淋巴細胞)驅動的炎癥與纖維化循環是核心機制,靶向治療需兼顧組織修復與免疫調節。突破診斷滯后性、開發抗纖維化療法及優化移植管理,是應對肝病多層次挑戰的關鍵。
間充質干細胞在治療肝病方面的潛力及機制
MSCs因其獨特的生物學特性,包括能夠分化成多種細胞類型、調節免疫反應和促進組織修復,已成為治療肝病的一種有前景的治療選擇。MSCs在肝病治療中的潛力在于其能夠治療多種病理過程,包括炎癥、纖維化和肝細胞丟失,而這些病理過程是許多肝臟疾病進展的關鍵。
免疫調節:重塑肝臟炎癥微環境
MSCs在肝病中發揮治療作用的關鍵機制之一是通過免疫調節(圖1)。慢性肝病通常以過度和持續的炎癥為特征,而MSCs具有強大的免疫調節特性。這些作用主要由生物活性分子的分泌介導,包括抗炎細胞因子和生長因子。

MSCs通過分泌多種抗炎因子(如IL-10、PGE2、HLA-G等)及細胞間接觸,系統調控免疫細胞功能。例如,抑制Th1/Th17促炎反應、誘導Treg擴增,調節巨噬細胞向抗炎表型極化,并抑制B細胞、NK細胞及中性粒細胞的過度活化。這種多靶點免疫抑制網絡可有效減輕慢性肝病的持續炎癥損傷,為組織修復創造有利條件。
抗纖維化:逆轉肝星狀細胞活化
針對肝纖維化的核心驅動因素——活化的肝星狀細胞(HSCs),MSCs通過直接抑制其活化、促進基質金屬蛋白酶分泌降解膠原,并誘導HSCs凋亡,三重機制協同減少細胞外基質沉積。臨床前研究表明,MSCs不僅能延緩纖維化進程,還可能促進已形成的纖維組織消退,為肝硬化防治提供新思路。
促再生:替代與旁分泌雙重作用
MSCs在特定微環境中可分化為肝細胞樣細胞,直接補充功能性肝細胞。更重要的是,其分泌的HGF、VEGF等生長因子可激活內源性肝臟祖細胞,通過旁分泌作用促進肝實質再生。這種“細胞替代+微環境重塑”的雙重再生機制,在急性肝衰竭或終末期肝病中展現出獨特的治療價值。
低免疫原性與臨床轉化優勢
MSCs低表達MHC-II類分子,天然免疫豁免特性使其可安全用于同種異體移植,極大拓展臨床應用范圍。研究表明,異體MSCs輸注后未引發顯著排斥反應,且可通過靜脈或門靜脈途徑靶向受損肝臟,為規模化治療提供技術可行性。
簡而言之,MSC在調節免疫反應、減少纖維化和促進肝臟再生方面的多方面作用使其成為多種肝病的有力候選治療藥物。隨著研究的進展,基于MSC的療法有可能為目前難以治療的患者帶來新的希望。
間充質干細胞治療肝病的當前臨床試驗:概述
許多評論已經總結了ClinicalTrials.gov上關于MSC治療肝病的數據。然而,該領域正在迅速發展。本研究提供了更新的概述,整合了2022年報告的62項試驗的數據。我們的分析考慮了影響治療結果的關鍵因素,包括MSC來源和給藥途徑。這種綜合方法可以更細致地了解當前的MSC療法,并確定這一前景廣闊的肝病治療領域未來研究和開發的領域。
截至2024年8月,共有73項涉及MSC治療肝病的臨床研究已在美國國立衛生研究院臨床試驗數據庫 (https://ClinicalTrials.gov/) 上注冊。這些試驗主要關注終末期肝病或肝硬化(31項試驗)和肝功能衰竭或失代償(34項試驗),針對其他肝病的試驗較少,包括移植并發癥(5項試驗),以及針對自身免疫性肝炎、威爾遜氏病和膽道閉鎖的單項試驗(圖2)。

間充質干細胞來源的多樣性與臨床試驗概況
現有研究中,間充質干細胞(MSCs)來源廣泛(圖3),以臍帶(UCMSC,35項)和骨髓(BMMSC,24項)為主,其中臍帶來源均為同種異體,骨髓來源則以自體(16項)占優;脂肪(AdMSC,2項)、皮膚(1項)及月經血(1項)等組織來源亦有探索。值得注意的是,7項試驗未明確MSCs來源,且部分研究轉向衍生物應用,如外泌體、肝細胞祖細胞及細胞外囊泡(EV),凸顯技術多元化趨勢。同種異體MSCs更受青睞(如臍帶、骨髓),而自體MSCs多集中于骨髓提取,兼顧安全性與可及性。

圖中顯示了使用不同來源人類MSC的試驗數量,分類為自體MSC(AUTO-MSC)、同種異體MSC(ALLO-MSC)、來源不明的MSC(UNSP-MSC)和/或細胞外囊泡(EVs)/外泌體(MSC衍生產品)。
臨床試驗階段分布與研究規模
目前MSCs治療肝病的臨床試驗多處于早期階段,1期(16項)、1/2期合并(28項)及2期(15項)占主導,僅少數進入3期(2項)或4期(1項)。盡管早期研究居多,但總參與人數已達6,013人,其中1/2期合并試驗規模最大(2,121人),3期試驗亦覆蓋730人,顯示研究向縱深推進的潛力。如表1、表2所有示。


這些試驗集中驗證MSCs的免疫調節與再生功能,尤其是同種異體來源的應用前景,為未來規模化治療提供循證基礎,但需進一步優化長期療效評估與標準化方案。
間充質干細胞治療肝病的臨床試驗現狀
間充質干細胞治療特定慢性肝病的臨床試驗
目前,MSC療法正在臨床試驗中探索其治療各種慢性肝病的潛力,包括威爾遜氏病、自身免疫性肝炎和膽道閉鎖,并針對每種情況制定具體的給藥策略(表格3)。

對于患有威爾遜氏病相關肝損傷或肝硬化的患者,將源自健康供體骨髓的間充質干細胞 (MSC) 以每公斤體重100萬個細胞的劑量輸注到患者體內,其中5000萬個細胞通過肝動脈輸送,其余細胞通過外周靜脈輸送。這種方法旨在促進肝臟再生,從而減少纖維化,減少對螯合劑的需求,并可能延緩或避免肝移植。
自身免疫性肝炎是一種免疫介導的肝病,傳統上用皮質類固醇和/或免疫抑制劑治療,一項臨床試驗正在對UCMSC進行測試。參與者被隨機分配接受常規治療聯合UCMSC輸注(每公斤體重100萬個細胞,每四周靜脈注射一次,共12周),或常規治療聯合安慰劑。該研究監測肝酶水平、組織學和復發率,以評估安全性和有效性。
膽道閉鎖是兒童肝移植的主要原因,而另一項試驗正在針對該問題展開。該試驗中,接受Kasai手術的患者通過肝動脈接受兩次UCMSC移植,每次移植劑量為每公斤體重100萬個MSC。安全性通過監測注射后的不良事件來評估,而療效則通過兒童終末期肝病(PELD)評分、肝功能檢查和肝活檢結果來衡量。
這些試驗展示了MSC療法的應用范圍,通過特定的劑量和給藥策略,可以應對慢性肝病的復雜挑戰,并提供新的再生治療選擇。
間充質干細胞治療終末期肝病(肝硬化)的臨床試驗
肝硬化是一種嚴重的疾病,由酒精或其他毒素、病毒性肝炎、自身免疫性肝炎、代謝性疾病以及某些藥物等造成的長期肝損傷所致。肝硬化是肝纖維化的晚期階段,通常會發展為肝功能衰竭。
目前,肝移植是治療肝硬化的少數有效方法之一,但它面臨著諸多挑戰,包括供體短缺、手術并發癥、移植排斥和高昂的費用。為了應對這些挑戰,MSC療法應運而生,成為一種可選的治療方法。目前有31項臨床試驗正在研究MSC治療肝硬化(表4)。

表4:間充質干細胞治療終末期肝病或肝硬化


評估MSC治療終末期肝病(肝硬化)的臨床試驗結果
對于終末期肝病或肝硬化,已有兩項臨床試驗發表了結果。
在一項注冊號為NCT01741090的試驗中,12名經活檢證實患有酒精性肝硬化且已戒酒至少六個月的患者(11名男性,1名女性)入組,以評估自體BMMSC的療效。從每位患者的骨髓中分離BMMSC,培養一個月,然后在第4周和第8周通過肝動脈兩次注射5000萬個細胞。一名患者因飲酒退出試驗,剩下11名患者在第二次注射后12周完成了隨訪活檢和實驗室檢查。
主要結果是,根據Laennec纖維化評分系統,6名患者(54.5%)在接受BMMSC治療后肝臟組織學得到改善。
關于次要結果,11名患者中,有10名(90.9%)在接受BMMSC治療后,肝功能有所改善,這通過Child-Pugh評分可以看出。此外,BMMSC治療后,轉化生長因子β1、1型膠原和α-平滑肌肌動蛋白的水平顯著降低。該研究還報告沒有出現嚴重的并發癥或副作用。
在另一項注冊號為NCT01729221的試驗中,40名HCV相關肝硬化患者被隨機分為接受標準肝臟支持治療的對照組和MSC治療組,每組20人。
在MSC治療組中,患者接受5天的粒細胞集落刺激因子治療,然后通過外周靜脈輸注自體BMMSC。在接受MSC輸注的患者中,54%的肝酶接近正常化,肝臟合成功能得到改善。
據報道,白蛋白、膽紅素、凝血酶原濃度和丙氨酸轉氨酶(ALT)水平均有顯著變化。因此,自體BMMSC治療酒精性肝硬化或終末期肝病患者,在肝臟合成功能和肝纖維化方面均表現出組織學和定量的改善。
間充質干細胞治療肝功能衰竭(肝功能失代償)的臨床試驗
肝硬化患者的主要死因是急性慢性肝衰竭 (ACLF),這是一種死亡率極高的綜合征。目前,肝移植是治療ACLF或失代償性肝病的唯一有效方法,但捐贈器官的供應極其有限。其他治療方法,包括人工肝支持系統,并未顯示出提高生存率的效果。ACLF的特點是全身炎癥狀態加重,加之肝臟再生受損,最終導致多器官衰竭。
MSC療法因其免疫調節和再生特性,是治療ACLF以及慢性或急性肝衰竭的一種有前景的策略。迄今為止,已有34項臨床試驗正在研究基于 MSC的療法,其中兩項試驗利用無細胞產品,用于治療肝衰竭或肝失代償(表5)。

表5:間充質干細胞治療肝功能衰竭或肝功能失代償的臨床試驗


評估間充質干細胞治療肝衰竭(肝功能失代償)的臨床試驗結果
在針對肝衰竭或肝功能失代償的臨床試驗中,已有五項結果發表。
目前已發表的五項臨床試驗顯示,MSCs在肝衰竭或肝功能失代償中展現出一定潛力但療效存在差異。
2017年,在一項注冊號為NCT01322906的試驗中,對110例HBV介導的ACLF患者評估了同種異體BMMSC的療效。患者被隨機分為兩組:56例患者每周接受0.1-1百萬個細胞/kg的輸注,共4周;54例患者接受標準藥物治療 (SMT)。BMMSC治療組24周生存率達73.2%,顯著優于標準藥物治療組的55.6%。

2011年,在另一項注冊號為NCT00476060的試驗中,對53例患者評估了自體BMMSC的安全性。對照組有105名患者,年齡、性別和生化指標(包括ALT、白蛋白、總膽紅素、凝血酶原時間和MELD)均匹配。在192周的隨訪中,兩組之間的肝細胞癌發病率和死亡率沒有顯著差異。這表明,對于因慢性乙型肝炎導致的肝功能衰竭患者,自體BMMSC移植是安全的。
2023年,中國人民解放軍醫學院使用UCMSCs(注冊號為NCT05227846)的試驗,按照“3+3”規則,以預定劑量(范圍從5×107到2×108)單次注射UCMSCs 。

- 主要測量指標是不良事件發生率和從基線到第28天的MELD評分變化。
- 次要指標包括MELD評分隨時間的變化、失代償性肝硬化相關并發癥的發生率、非肝移植生存率以及肝衰竭的發生率。
總體而言,MSCs治療已被證實很少導致不良事件。即使發生不良事件,通常也很容易緩解,且沒有已知的持久后果。在仔細審查現有證據后,作者確信MSCs輸注作為一種實驗性治療方法可能是安全的。
在2019年,中山大學附屬第三醫院感染科進行了一項”血漿置換聯合臍帶間充質干細胞移植治療乙肝病毒相關慢加急性肝衰竭的臨床試驗。

研究結果表明UC-MSC聯合PE治療安全性良好,但與單純治療相比,未能顯著改善HBV-ACLF患者的短期預后,其遠期療效有待進一步評估。本研究有助于更好地評估UC-MSC聯合PE治療HBV-ACLF的療效。
總體而言,MSCs治療已被證實很少導致不良事件。即使發生不良事件,通常也很容易緩解,且沒有已知的持久后果。
值得注意的是,自體干細胞(如肝動脈輸注的HSC聯合MSC)在失代償性肝硬化中的安全性已獲驗證,更大規模研究正在進行。
間充質干細胞在肝移植并發癥中的探索與初步成果
肝移植用于恢復終末期肝病或肝功能衰竭患者的肝功能;然而,其并發癥常常導致死亡。迄今為止,已開展了五項基于同種異體MSC的試驗,其中兩項使用BMMSC,兩項使用UCMSC,一項使用EVs,用于治療或預防肝移植相關并發癥(表6)。

例如,門靜脈聯合外周靜脈輸注BMMSC(單次百萬級細胞)在兒童活體肝移植中顯示安全性,但未能顯著促進免疫耐受;UCMSC聯合標準免疫抑制劑(12周療程)或預防缺血性膽道病變(9次輸注)的試驗正在進行,初步證實安全性。
值得注意的是,第三方BMMSC(150-300萬細胞/kg)及UCMSC在ABO血型不合移植中預防抗體排斥的效果與利妥昔單抗相當,提示其替代潛力。然而,NCT01429038試驗表明單次MSC輸注雖無毒性,卻不足以替代免疫抑制劑,需聯合Tregs或重復輸注以增強療效。
總體而言,五項基于同種異體MSC的試驗(包括兩項BMMSC、兩項UCMSC和一項EV試驗)針對肝移植并發癥。此外,在另一個平臺chictr.org.tw上注冊為ChiCTR2000037732的臨床試驗的結果表明,同種異體UCMSC在預防ABO血型不合肝移植中抗體介導的排斥反應方面與利妥昔單抗治療相當。
目前間充質干細胞治療肝病的局限性和挑戰
雖然基于MSC的肝病治療在臨床實踐中已顯示出良好的前景,但仍存在一些局限性和挑戰。一個顯著的問題是靜脈輸注后MSC在肝臟中的植入率和保留率較低,這會降低其治療效果。
其次,MSC來源、分離方法和培養條件的多樣性可能導致細胞質量和功能不一致,使研究之間的標準化變得復雜。免疫原性是另一個值得關注的問題,因為MSC可能在接受者體內引發不同的免疫反應,從而可能導致不良后果。
最后,我們對MSC發揮作用的具體機制的理解仍然有限,這阻礙了治療方案和患者選擇標準的優化。應對這些挑戰對于推進MSC療法在肝病臨床管理中的應用至關重要。
間充質干細胞治療肝病的臨床轉化:免疫調節與再生潛能的現狀、挑戰與前景
在本研究中,我們回顧了目前利用間充質干細胞 (MSC) 療法治療各種肝病的臨床試驗。慢性肝病常進展為肝硬化和肝功能衰竭,而這些疾病的治療選擇有限。
MSC具有免疫調節和再生特性,并具有向肝細胞轉分化的能力,有望成為一種有前景的替代療法。根據目前的臨床試驗,UCMSC是最常用的來源,可提供現成的解決方案。
自體MSC衍生的肝細胞專門針對肝硬化,而同種異體來源的肝細胞則用于治療肝移植并發癥。目前的臨床結果表明,MSC療法安全有效。然而,仍需進一步開展大規模研究以證實其更廣泛的應用。
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主要參考資料:
[1]Huang, WC., Li, YC., Chen, PX. et al.Mesenchymal stem cell therapy as a game-changer in liver diseases: review of current clinical trials. Stem Cell Res Ther16, 3 (2025). https://doi.org/10.1186/s13287-024-04127-y
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