【環(huán)球科技】

撰文：羅貝托·格拉米諾力（Roberto Gramignoli）（瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院的助理教授）；翻譯：馮盈哲

通過移植肝細胞,，由肝臟受損或肝功能不佳造成的疾病終于被攻破,，這種治療方法能夠配合或取代器官移植,。

光明圖片/視覺中國

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由于分離過程復(fù)雜，肝細胞無法長期存活,，以及缺乏合適的肝臟捐獻者等原因,，肝細胞療法只能在少數(shù)醫(yī)療中心實現(xiàn)。

來自胎盤的羊膜上皮細胞或帶來一種全新的治療方法,。這些細胞的特點在于,，它們有著與成年人體內(nèi)其他各種細胞不同的能力，使得它們能夠克服其他治療方法無法克服的阻礙,。

　　Ⅰ·肝臟移植手術(shù)的偉大

“真是一種美妙的感覺,，我以前從未體驗過，也從未想過這一天會成真,?！痹诮邮芨闻K細胞移植后的數(shù)日，一位病人對治療他的醫(yī)生說出了上述這番話,。每天,，病人們都用這樣的簡單話語給予我們鼓勵。通過這種移植手術(shù),，我們?yōu)樵醋愿闻K的一種人體代謝疾病找到了治療方法,。

在實驗室，我們每天研究分子和細胞的工作機制,，期望找到某種細胞療法,，能夠治愈復(fù)雜且常常致命的疾病，是病人們自然流露出的快樂讓我們的工作更加有意義,。

在肝臟細胞移植領(lǐng)域,，我們已經(jīng)研究了20多年。我們懂得了如何治療由病毒感染,、過量用藥或代謝障礙引發(fā)的疾病,，這其中就包括一種肝臟疾病。由于病人的肝臟細胞缺失一種酶,，患者常常發(fā)育遲緩,，或者伴有認知障礙，有時還會導(dǎo)致嚴(yán)重后果,，甚至致命,。

通常來說，代謝類疾病治療起來非常困難,，有時根本無法治療。代謝類疾病還具有遺傳性,，所以代謝缺陷往往自出生第一天起就會表現(xiàn)出來,。藥物和選擇性飲食可以在一定時期內(nèi)減緩或阻止病情惡化,。然而數(shù)年過后，大多數(shù)代謝類疾病都會惡化,，導(dǎo)致病人無法擁有正常的生活,，即便是最簡單的生活。由于疾病的遺傳性,，我們只能通過替換“有缺陷的”細胞,，即替換掉那些無法正常行使生命功能的肝細胞來治療疾病。幾十年來,，這種替換指的是手術(shù)切除患者肝臟,，并移植一個能正常運作的肝臟。在今天,，這種替換可以更加精確——向患者體內(nèi)注入來自捐獻者的正常肝細胞（肝臟中有大約1500億~2000億個細胞）,。

器官移植是一種復(fù)雜的外科手術(shù)，它花了幾十年的時間才達到今天的卓越水平,。如今,，對大多數(shù)病例來說，恢復(fù)肝功能受損的唯一方法就是移植,。2017年,，正值首例肝臟移植手術(shù)成功的50周年之際，這一開創(chuàng)性療法的創(chuàng)造者——美國外科醫(yī)生托馬斯·斯塔茲爾去世了,。20世紀(jì)60年代初,，斯塔茲爾引入了肝臟移植方法，如今該療法的成功率（接受移植后病人的存活率）達到了將近70%~80%,。

首例肝臟移植手術(shù)成功之后的幾十年里,，隨著越來越有效的方案解決了異體排斥問題。在外科領(lǐng)域,，尤其是在藥理學(xué)層面,，進步和改良不斷推進。然而,，所用藥物的副作用或與其他藥物的相互作用,，可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥，甚至致殘,，這個問題至今還未解決,。再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的最新進展為解決這個問題帶來了一絲希望。最近,，在意識到正常細胞能夠在此類疾病上發(fā)揮潛在作用后,，我們開始關(guān)注細胞療法，這種療法或?qū)磲t(yī)學(xué)的重大變革,。

　　Ⅱ·另一種移植的可能

四十多年的研究表明,，許多肝臟疾病可以通過肝細胞移植來治療,。這時，病人的肝臟不需要整個摘除,，而是向患者體內(nèi)移植成熟且正常的肝細胞來治療疾病,。

在今天，肝細胞移植還只是肝臟移植的一種輔助療法或備用方案,。到目前為止,，在等候器官移植或患有代謝疾病的病人當(dāng)中，不到150人接受了肝細胞移植,。肝細胞移植的一個好處是,，它為等待肝臟移植的病人爭取了時間，并且增加了肝臟移植的匹配成功概率和存活概率,。

在移植到病人體內(nèi)后,，肝細胞便能夠執(zhí)行肝臟的所有功能，阻止或逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致疾病發(fā)生的病理過程,，同時促進肝臟原本的再生能力,。病人體內(nèi)的細胞也有助于肝臟的再生過程，但前提是它們得存活下來并避開阻止它們修復(fù)受損器官的病理過程,。人類身體內(nèi)部先天的再生能力是一筆寶貴的財富,，比如人類的肝臟每年都會全部更新。通過注入正常的肝細胞,，現(xiàn)在我們能夠為肝臟提供必要的時間和功能,，幫助它防御致命的傷害。

有證據(jù)表明,，細胞移植能夠有效減輕一些代謝疾病的嚴(yán)重癥狀,，比如與膽紅素分子有關(guān)的代克里格勒-納賈綜合征（CNS），也可以阻止尿素在組織中聚集,，后者的毒害作用常常引發(fā)無法補救的昏迷狀態(tài),。此外，我們還用細胞移植治療了由氨基酸代謝缺失導(dǎo)致的認知障礙或發(fā)育遲緩,，比如常見的苯丙尿酮癥,。

盡管肝細胞移植已經(jīng)有20多年的歷史，但直到現(xiàn)在,，仍只有少數(shù)幾個機構(gòu)能夠開展這種療法,。最近幾年，只有5家歐洲機構(gòu)使用過肝細胞移植：英國倫敦國王學(xué)院醫(yī)院,、比利時布魯塞爾的天主教魯汶大學(xué),、德國漢諾威醫(yī)學(xué)院、西班牙瓦倫西亞拉菲醫(yī)院和瑞典斯德哥爾摩卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院。在歐洲之外,，美國的匹茲堡兒童醫(yī)院也采用過這種療法,。

肝細胞供應(yīng)數(shù)量有限，原因是分離肝細胞需要復(fù)雜,、精確的操作程序，以及如何確保這些分離出來的細胞可以長期存活,。在我們這里,，用于移植的肝細胞必須嚴(yán)格滿足以下兩個條件：細胞必須是活著的細胞，也就是說細胞的生命力要足夠強大,，能夠在復(fù)雜的分離過程中存活下來,；細胞還必須是成熟的細胞，也就是能夠執(zhí)行肝臟的多種特殊功能,，包括病人需要的功能,。

雖然這些要求看起來平淡無奇，但我們?nèi)赃M行了多年研究,，才制備出適合移植的肝細胞,。我們遇到的第一個困難，就是開發(fā)有效的技術(shù)和鑒定試劑,，分離人類的肝細胞并用于臨床,。我們必須在無菌條件下，將用于移植的細胞從肝臟上分離下來,，把接受者面臨的風(fēng)險降到最低,。接著，肝細胞需要經(jīng)過嚴(yán)格的功能檢測,。得益于幾十年的經(jīng)驗積累,，我們的檢測技術(shù)已經(jīng)很完善。在進行肝細胞移植的醫(yī)院里（先前是美國的匹茲堡兒童醫(yī)院,，現(xiàn)在是瑞典斯德哥爾摩的卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院）,，通過這些檢測，有助于對接受者與捐獻者的細胞進行配對,，以便更快速,、高效地去除病灶。

我們面臨的另一個困難是,，如何將剛從捐獻者身上提取得到的肝細胞保存起來,，直至移植到病人體內(nèi)?？偟膩碚f,，在其他細胞移植（例如骨髓細胞和臍帶血細胞）中，細胞可以冷凍保存數(shù)年，直到找到合適的接受者,。不幸的是,，這種保存方法并不適用于肝臟細胞。在今天的冷凍技術(shù)下,，人類的肝細胞無法存活,。經(jīng)過多年的實驗和功能性測試，人類肝細胞能夠在低溫（不低于零度）下保存2至4天,。我們可以通過時間管理來解決這個問題：當(dāng)捐贈者的肝臟能夠用于分離肝細胞時,，負責(zé)準(zhǔn)備提取細胞的小組和為接受者注入細胞的外科醫(yī)生一同行動，密切配合,。

這些細胞先是浸泡在一種溶液里,，然后被注入循環(huán)系統(tǒng)，直接到達肝臟組織,。一旦進入肝臟組織內(nèi),，移植的肝細胞便能與病人的肝臟結(jié)合，在很短的時間內(nèi)就能開始工作,，執(zhí)行它們特有的功能,，迅速改善病人的臨床條件。對于那些在24小時內(nèi)沒能成功與病人的肝臟組織結(jié)合的移植細胞,，它們將被免疫系統(tǒng)清除,，不會給病人造成任何危險。

不難看出,，與器官移植相比,，人類肝細胞移植遠算不上入侵式的外科操作。在美國匹茲堡兒童醫(yī)院進行肝細胞移植手術(shù)時,，外科醫(yī)生先找到門靜脈,，即一條通向肝臟的靜脈血管，越過肚臍,，接著在已經(jīng)萎縮的臍靜脈處插管,，注入肝細胞。無論是在兒童身上,，還是成人身上,，這一過程能很快且無痛地將肝細胞移植到病人體內(nèi)，不需要開刀,，也不會留下可見的疤痕,。

　　Ⅲ·肝細胞拼圖的妙處

我們必須回答的另一個問題是：要注入多少肝細胞，才能在安全的前提下改善病情,？在大多數(shù)情況下,，需要移植的肝細胞數(shù)量取決于病人的病情,、年齡和體重。

對于藥物服用過量或中毒（比如食用真菌）導(dǎo)致的急性肝炎,，移植幾百萬個肝細胞就有可能挽救患者的生命,。移植的肝細胞能夠幫助病人承受肝臟受到的損傷，并為肝臟的自主再生爭取時間,，直至病人徹底康復(fù),。

對于患有代謝疾病的病人，我們需要移植更多的肝細胞,，相當(dāng)于肝臟細胞總數(shù)量的5%~10%（約幾十億個細胞）,。這些移植肝細胞進入病人肝臟后，就必須執(zhí)行原本缺失的肝臟功能,，并在患者的有生之年一直如此。如果移植的肝細胞不能存活下來,，病情就會復(fù)發(fā),。

移植大量的肝細胞自然需要經(jīng)過許多程序。從不同的捐獻者身上提取肝細胞,，并分多次注入接受者體內(nèi),，這樣我們就能為病人移植50億~500億個肝細胞，執(zhí)行病人缺失的肝臟功能,，達到治療的目的,。舉例來說，最近我們在卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院完成了一例肝細胞移植,，分六次向一個青少年注入了60億個肝臟細胞,，而移植的細胞來自兩位捐獻者。

肝細胞移植面臨的最大的困難,，永遠都是尋找可用于肝細胞分離的肝臟,。在過去的二十年里，我們只能使用肝臟移植手術(shù)拒絕使用的肝臟,。但是,，被肝臟移植手術(shù)拒絕意味著肝臟細胞的質(zhì)量不怎么好。肝臟移植手術(shù)中移出的肝臟,，在一定程度上解決了這個難題,。這些肝臟缺少一種酶，但其他功能都正常,。正是因為這一點,，我們發(fā)現(xiàn)這些肝細胞有利用價值。事實證明,，我們的判斷是正確的,。

2012年，我們的團隊從一位有酶缺陷的捐獻者身上分離出肝細胞，并把它們注入一位肝臟有另一種缺陷的病人體內(nèi),，從而達到治療的目的,。這種治療策略是安全的，因為盡管移植的肝臟缺少一種酶,，但幾十億個移植細胞不足以在接受者身上產(chǎn)生與捐獻者相同的疾病,。相反，移植細胞卻足以緩解病癥,，因此移植是必要的,。移植的肝細胞可以提供病人的肝臟不能行使的功能，同時病人的肝臟仍能行使移植的肝細胞缺少的功能——就像是一種“拼圖”的互相補償,，從而不必移植整個器官,。正是用這種方法，我們成功地治療了一個病人的苯丙尿酮癥,。

到目前為止,，有兩名苯丙尿酮癥患者接受了肝細胞移植。幾個月前,，我們展示了“拼圖”移植,，而現(xiàn)在，我們和布魯塞爾的團隊將其變成了現(xiàn)實,。另外,，這種方法并不僅限于治療苯丙尿酮癥。無論如何,，我們的工作不會止步于此,。因為在過去幾年中，我們也仔細考察了干細胞的應(yīng)用潛力,。

　　Ⅳ·干細胞療法的借用

干細胞是一類能夠分化為不同成熟細胞的細胞,。然而，干細胞常常分化不完全,，導(dǎo)致分化后的細胞具有不同程度的功能,，有些甚至還會功能不全。為了治療代謝類疾病,，不僅需要找出最有活力的干細胞,，還要保證它能分化為成熟、完整的肝臟細胞,。但是,，從20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)干細胞以來，沒有任何一種干細胞能通過嚴(yán)格的肝功能檢測,。

這時,，我們在分離和制備移植肝細胞上的經(jīng)驗就派上用場了,。我們的團隊在胎盤羊膜上皮細胞中找到了一種干細胞，其在治療肝臟疾病上有非常大的潛力,。羊膜是一種袋狀膜,，它包裹著胎兒，讓胎兒在9個月的妊娠期內(nèi)沉浸在羊水中,，受到保護,。

特別的是，羊膜是一種沒有血管且結(jié)構(gòu)簡單的組織,，堅韌而有彈性,。羊膜的最里面是一層上皮細胞（AE細胞），與胎兒直接接觸,。這些細胞在妊娠開始的頭幾天就形成了,，那時嬰兒還只是一個很小的胚胎，一大團細胞還沒分裂成不同的組織,。在生命形成的最初幾天,，一些細胞離開胚胎形成了羊膜，而羊膜正是妊娠成功的必要條件,。AE細胞整齊而結(jié)實，發(fā)揮著多種功能,，包括生成羊水以及在9個月后“打破羊水”,。更重要的是，AE細胞還能保護胎兒免受母體免疫系統(tǒng)的傷害,。若沒有胎盤這一媒介,，尤其是羊膜中的AE細胞，胎兒很可能會被母體的免疫系統(tǒng)認作為“外來物質(zhì)”——畢竟胎兒中有一半遺傳物質(zhì)來自父系（而另一半顯然來自母系）——因此會被母體排斥,，早期自發(fā)性流產(chǎn)通常就是這種情況,。

AE細胞在很早就形成了，并且持續(xù)存在直至妊娠結(jié)束,，這些特點讓它們顯得非常特別而寶貴,。我們知道，妊娠剛開始時的細胞,，會發(fā)育成胎兒并能分化為人體內(nèi)所有類型的細胞,。AE就屬于妊娠最早期的細胞，因此保留著分化成為各種細胞的潛力,。所以,，很多研究人員和臨床醫(yī)生開始對胎盤感興趣，畢竟它們來源充足,。

在2017年,，意大利就有46萬名新生兒呱呱墜地,。在生產(chǎn)過程中，胎盤在嬰兒出生后排出,，通常被作為廢棄組織丟棄,。跟已經(jīng)使用多年的臍帶血一樣，使用胎盤沒有道德和宗教上的問題,，這一點跟獲取胚胎干細胞不一樣,。

經(jīng)過十年的努力，我們的研究團隊證實了提取自人類胎盤的AE細胞的治療潛力,。這項研究始于美國,，但現(xiàn)在我們已經(jīng)把它帶到了歐洲，提供給當(dāng)?shù)氐尼t(yī)學(xué)研究中心和醫(yī)院,。在這十年里,，我們掌握了如何提取AE細胞，并將其運用于臨床前研究,，以評估它在治療肝臟疾病方面的安全性和效率,。

利用肝細胞移植的方法，將AE細胞注入病人體內(nèi)后,，AE細胞在肝臟微環(huán)境的作用下,，能夠成功分化為成熟、完整的肝細胞,。直至今天,，在治療各種肝臟疾病領(lǐng)域，AE細胞仍是效果最好,、應(yīng)用潛力最大的一種干細胞,。

零風(fēng)險、無副作用（比如產(chǎn)生新疾病或腫瘤）的前景讓人振奮不已,。我們已經(jīng)在患有肝病的動物模型身上移植了人類的AE細胞,。由于在處理人類成熟肝細胞和肝細胞移植領(lǐng)域擁有豐富經(jīng)驗，我們設(shè)計了一項評估方法,，用來評估AE細胞治療肝臟疾病的效果,，而這些疾病在此前都可以用肝細胞移植來治療。

實驗結(jié)果表明,，這些干細胞為肝臟疾病的治療帶來了巨大幫助,。AE細胞能提供短期支持，幫助恢復(fù)肝臟的自然再生能力,，從而治療急性肝炎,。但AE細胞能做的還不只這些。接下來,，我們研究了AE細胞能否為代謝類疾病提供新的治療方法,。楓糖尿癥（MSUD）和上文提到的更加普遍的苯丙尿酮癥,，是最先被證實能用AE細胞治療，并取得令人滿意的治療效果的疾病,。目前,，我們已經(jīng)開始在研究其他遺傳性疾病能否用AE細胞治療。

通過新生兒篩查,，醫(yī)生能夠從一開始診斷出多種代謝類疾病,，并及時進行治療，保證病人的生存,。而第一種被認為有必要盡早診斷的疾病正是苯丙尿酮癥——它是一種常見的代謝類病,，在美國的發(fā)病率很高（在意大利更高）。我們的研究一直受到了美國苯丙尿酮癥聯(lián)盟的支持（不只是在經(jīng)濟上）,，因為聯(lián)盟中的患者和他們的家庭在這種細胞療法中看到了希望,。

據(jù)估計，在意大利,，每一萬名嬰兒中就有一名嬰兒患有苯丙尿酮癥,。而現(xiàn)在，他們有望通過移植AE細胞獲得治療,。在另一方面,，盡管苯丙尿酮癥在不同的發(fā)育階段有著不同的發(fā)病率和嚴(yán)重程度，但病人通常不會被批準(zhǔn)進行肝臟移植,。這是因為,，人們擔(dān)心必不可少的免疫抑制療法會對病人產(chǎn)生副作用，但病人又需要它來保護移植過來的組織和細胞,。那么，對AE細胞來說,，病人也必須接受免疫抑制療法嗎,？

　　Ⅴ·再生醫(yī)學(xué)療法的春天

同器官移植一樣，移植細胞也需要從與接受者具有一定匹配度的捐獻者那里提取,。因此,，細胞療法（包括干細胞和肝細胞）一直都需要服用免疫抑制藥物，避免移植細胞的異體排斥現(xiàn)象,。而AE細胞最讓人欣喜的地方在于,，它們可能不受嚴(yán)格匹配的限制，也就是說,，移植這類細胞,，可能不需要必須使用“煩人的”免疫抑制方案。到目前為止,，在所有移植了人類AE細胞的動物身上,，我們從未使用免疫抑制方案,，也沒有記錄到任何免疫排斥現(xiàn)象。鑒于人類和老鼠完全不同,，無須使用免疫抑制方案讓人印象深刻,。

在卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院，我們與其他意大利團隊合作,，進行了更加深入的研究,。在AE細胞身上，還有許多值得研究的地方,，尤其是它們在母體和胎兒的免疫系統(tǒng)上的作用,。近來，我們與科學(xué)界分享了AE細胞的一些全新而奇妙的分子策略,，包括4種此前從未在任何細胞中觀察到的新策略,。目前，我們正在利用這些機制,，探索再生醫(yī)學(xué)療法,，用于治療腫瘤。這些新療法將不僅可以用于肝臟,，也可以用于人體的其他器官,。

近年來，越來越多的研究團隊開始對AE細胞的巨大潛力產(chǎn)生興趣,。尋找器官移植的代替或補充療法,，是再生醫(yī)學(xué)的首要任務(wù)之一。

優(yōu)秀科研團隊之間的合作是開創(chuàng)新療法的強大引擎,。正是由于和優(yōu)秀的意大利年輕科學(xué)家合作,，比如卡利亞里大學(xué)的法比奧·馬隆朱和熱那亞IRCCS醫(yī)療中心的法比奧·莫蘭蒂，我們才取得了重要的研究成果,。另外,，與巴里大學(xué)、都靈大學(xué)和貝加莫馬里奧·內(nèi)格里藥理研究所的聯(lián)合研究,，讓我們能夠一次次取得更大的成功,。也許在不久的將來，我們就能把這些療法帶到臨床,。

由于臨床前研究的結(jié)果超出預(yù)期,，我們打算盡快在卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院進行首例AE細胞臨床移植。我們預(yù)計,，最早在2018年下半年就能治療首批病人,。我們已經(jīng)準(zhǔn)備好生產(chǎn)用于臨床的AE細胞，并在等待授權(quán)，建立首個AE細胞庫,。這個AE細胞庫將類似于臍帶血庫和骨髓庫,，為細胞療法提供額外或補充支持。另外,，AE細胞還有一個重要的特點,，即它們對目前的冷凍和解凍方案有很強的抵抗力。這一優(yōu)點使得這些細胞能夠隨時待命,，及時被運往全球的任何一家移植中心,。

或許，首批能用上這種治療方法的疾病就是那些“孤兒病”,，其他所有能夠通過肝細胞移植治療的代謝類疾病也將從中受益,。

由于在處理人類成熟肝細胞以及將其用于臨床移植上擁有豐富經(jīng)驗，我們希望能夠在最短的時間內(nèi),，擴大能夠治療的疾病范圍,。通過細胞移植、肝細胞移植和胎盤AE細胞移植,，我們有望找到新的治療方法,，用于治療目前無法醫(yī)治的肝臟疾病。不僅如此,，AE細胞還有可能用于治療肺部,、腎臟和神經(jīng)系統(tǒng)方面的疾病。在澳大利亞莫納什健康中心,，他們已經(jīng)按照我們的方案進行臨床治療,。我相信，很多其他機構(gòu)也會陸續(xù)跟進,。對任何年齡段的病人,，細胞療法都能為他們提供新的治療方法。更為重要的是,，最新的研究成果表明,，細胞療法或許可以用來治療腫瘤。但是,，這方面的應(yīng)用還在討論之中，并且我們還是處于臨床前試驗階段,。在所有人的合作和支持下,，我們希望在未來幾年，將細胞療法變成具體,、可行的治療方法,。

　　（羅貝托·格拉米諾力致力于研究治療代謝類疾病和急性肝炎的細胞療法,。除肝細胞移植外,，他還在推進創(chuàng)新型臨床前研究,，旨在實現(xiàn)首例無須免疫抑制方案的胎盤干細胞移植。）

　　本文由《環(huán)球科學(xué)》雜志社供稿

《光明日報》（ 2018年09月05日?14版）