撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

对于终末期肝病,例如肝功能衰竭,死亡率高,原位肝移植(OLT)是其唯一根治手段。然而,但现实很残酷:肝源极度稀缺,手术风险高,患者往往在漫长的等待中失去机会。

近年来,基于肝细胞的肝细胞疗法开始崭露头角,成为一种有前景的替代方案,这些疗法旨在通过实质细胞替代来再生功能性肝组织,同时提供肝功能支持,有望使患者恢复健康或帮助他们撑过等待肝移植的时间。如今,肝细胞疗法正在从实验室快速走向临床。

近日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心惠利健团队在Cell Stem Cell期刊发表了题为 : Advancing hepatocyte-based therapies: A translational perspective 的综述论文。

该综述从转化医学的角度回顾了肝细胞疗法领域的进展,重点关注克服这些核心挑战的策略,分析了源自干细胞技术的新兴细胞来源,并评估了其治疗潜力。这些转化工作围绕两个临床范式展开——用于长期功能矫正的肝细胞替代和用于肝衰竭的临时肝细胞支持。除了肝细胞,该综述还讨论了涉及其他肝细胞类型的临床前和转化进展。最后,该综述概述了临床转化所需解决的关键缺口,讨论了肝细胞疗法如何与基因疗法、RNA 疗法以及异种移植相结合,以扩大肝病的治疗选择。

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核心困境:两大“拦路虎”

肝细胞疗法的梦想很美好,但实现起来有两大核心挑战,如同拦路虎——

1、细胞从哪来? 治疗需要数以十亿计的功能健全的肝细胞,传统上依赖从捐赠肝脏中分离的“原代肝细胞”,这跟等待器官移植类似,来源少、质量还不稳定。

2、移植后活不下来、长不好! 将这些肝细胞输进患者肝脏后,它们还要经历“九九八十一难”:超过 90% 的肝细胞会在早期死亡,即便活下来,也很难在患者肝脏中“定居”并增殖,达不到治疗所需的比例(通常需替代 5%-10% 的肝脏细胞才能发挥作用)。

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肝细胞疗法的治疗范式

破局之路一:细胞的“源头活水”

科学家们用上了最前沿的干细胞和再生医学技术,开辟了三条获取肝细胞的路径:

1、魔法药水诱导变身(PSC-Hep)

思路:模仿胚胎发育过程,用一系列生长因子和化学物质,将诱导多能干细胞一步步变成肝细胞样细胞。

进展:能大规模生产,但细胞略显“幼稚”,功能(特别是解毒功能)不及成熟肝细胞。最新研究通过 3D 培养模拟肝脏微环境,功能大有提升。

潜力:是可持续的细胞来源。

2、直接编程转换(hiHep)

思路:直接给皮肤成纤维细胞等“植入”几个关键的肝脏基因开关(转录因子),像重装系统一样,把它们“变成”肝细胞。

进展:能获得功能接近成熟肝细胞的细胞,为了安全,研究人员还在开发不用病毒载体递送、只用小分子化合物的“化学重编程”方法。

特点:步骤相对直接,但移植后的增殖能力有待提高。

3、返老还童式扩增(ProliHH)

思路:不让珍贵的原代肝细胞“一次性使用”,而是用特殊培养方法,让它们暂时“退回”到类似肝祖细胞的年轻、增殖状态,在培养皿里扩增成千上万倍,需要时再“催熟”为功能肝细胞。

突破:这是近年来的一大亮点!多个实验室报道了成功方案,例如 ProliHH、HepLPC 等。这些细胞在动物模型中表现惊人,有的能达到超过 90% 的肝脏重置率,效果堪比原代肝细胞。

优势:最大程度保留了成熟肝细胞的功能底色,解决了规模化生产的核心难题。

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肝细胞疗法的各种细胞来源和生产流程

破局之路二:让细胞“定植”并“繁荣”

有了细胞,如何提高移植成功率?科学家从“种子”(细胞自身)和“土壤”(患者肝脏环境)两方面下功夫:

1、优化“土壤”——临床可行的预处理方案,目标是暂时抑制患者自身肝细胞的增殖,为移植细胞腾出生长空间,并提供生长刺激信号。

  • 肝定向放疗:用精准低剂量放疗局部抑制宿主肝细胞,结合临时阻断门静脉血流(模拟部分肝切除的再生信号),已在临床试验中应用。

  • 诱导衰老:巧妙诱导宿主肝细胞进入“衰老”状态,使其让出生态位,移植细胞便能趁机增殖填充。但需精确控制,避免过度衰老引发炎症。

2、武装“种子”——增强细胞自身竞争力

  • 药物预处理:在移植前用药物处理供体细胞,增强其增殖潜力或抗损伤能力。

  • 基因工程:给细胞敲入抗凋亡(例如 BCL-2)或促增殖(例如 YAP)的基因,或敲除特定基因使其获得耐药性,让它们在体内具有生存优势。但此方法需极其谨慎地评估安全性。

3、改变“播种”方式——创新移植策略

  • 类器官移植:不是单纯移植细胞,而是移植微小的肝类器官,这些细胞在形成类器官后,抗损伤能力增强,在大型动物实验中已展示出良好安全性和疗效。

  • “肝片”移植:将细胞载于特殊的水凝胶“补片”上,直接缝合到肝脏表面。这种方式避免了经血管注射的栓塞风险,能快速植入大量细胞,尤其适用于急性肝衰竭的紧急支持。

  • 异位移植:当患者肝脏硬化严重不适合移植时,可考虑在其他部位(例如淋巴结、脾脏)培育异位肝脏,已有研究成功在淋巴结中培育出有功能的肝组织,并进入了临床试验阶段。

不只肝细胞:联合治疗的“助攻手”

治疗肝病,尤其是肝硬化,改善肝脏的“炎症和纤维化环境”至关重要。其他细胞疗法可作为肝细胞移植的“神助攻”:

  • 间充质干细胞:强大的抗炎和免疫调节能手,可改善肝脏微环境。已在多项肝硬化临床研究中证实其安全性,并显示出改善肝功能的潜力。

  • 巨噬细胞:肝脏的“清道夫”和“修复指挥官”。输注后能帮助降解纤维疤痕、促进再生。首个人体试验已证明其安全性。

未来展望与挑战

尽管前景光明,肝细胞疗法要真正惠及广大患者,还需跨越几座大山——

  • 规模化制造:从实验室的“工艺品”到符合药品生产质量管理规范(GMP)的“工业品”,需要建立稳定、可控、自动化的 3D 大规模培养体系。

  • 免疫排斥:尽管肝脏是“免疫豁免”器官,但长期排斥仍是问题,未来可能通过基因编辑打造“通用型”低免疫原性肝细胞。

  • 无创监测:如何像监测肝移植一样,无创、实时地监测移植细胞的存活和功能?检测血液中来自供体细胞的游离 DNA 或特定蛋白质,可能是未来的方向。

  • 精准选择适应症:急性肝衰竭(临时支持)、先天代谢性肝病(部分替代即可起效)可能是最先突破的领域。

终末期肝病治疗的范式变革

肝细胞疗法,正在从实验室走向临床。它不再仅仅是肝移植的替代或桥梁,而可能成为一种独立的、可重复进行的治疗手段。它与同样飞速发展的基因治疗、RNA 疗法、异种器官移植等技术互为补充,正在为终末期肝病患者绘制一个全新的、充满希望的治疗蓝图。

论文链接

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(26)00147-5