《Liver Research》:Impact of mesenchymal stem cells on the coagulation mechanism in patients with liver cirrhosis: A review and prospects
本文阐述了间充质干细胞(MSCs)如何通过血小板(PLT)功能、凝血因子、内皮细胞和纤维蛋白溶解系统来调节肝硬化患者的凝血功能,为出血和血栓形成风险及新型临床策略提供了见解。本文比较了不同来源的MSCs治疗肝硬化的效果,详细说明了其对凝血和肝功能的影响,以指导MSCs的临床选择。本综述总结了MSCs治疗肝硬化的治疗潜力,并探讨了关键挑战(免疫反应、低存活率和个体差异),为未来的临床转化提供指导。
1. 引言
肝硬化是由慢性肝脏炎症进展引起的一种疾病。持续性的慢性炎症导致健康肝组织逐渐被纤维组织和再生结节所取代,这损害了肝功能,改变了肝脏结构,最终导致肝硬化。肝硬化的主要病因包括肥胖、代谢功能障碍相关脂肪性肝病、过量饮酒、乙型或丙型肝炎感染、自身免疫性疾病、胆汁淤积性疾病以及铁或铜过载。在全球范围内,肝硬化是伤残调整生命年和生命损失年的前20大原因之一,分别占全球负担的1.6%和2.1%,其相关的社会和经济负担仍然重大。更深入地了解肝硬化发生和发展的具体机制可以进一步促进靶向治疗的发展。肝硬化的发生发展主要与实质性和非实质性肝细胞及其分泌的各种细胞因子所引起的变化有关。此外,越来越多的证据表明,肝硬化的进展与血液系统的变化有关。肝硬化患者常出现并发症,包括凝血病、弥散性血管内凝血、纤维蛋白溶解加速、纤维蛋白原(FIB)水平异常和血小板减少症。进一步阐明这些机制可能对早期诊断和治疗有重要贡献。目前,肝硬化的治疗方法众多,但其疗效往往不尽如人意。近年来,使用间充质干细胞(MSCs)治疗肝硬化的研究日益受到关注。MSCs具有多种有利特性,如体外扩增能力、低免疫原性、免疫调节特性、来源丰富和多向分化能力。因此,MSCs可作为肝移植的辅助疗法,甚至在某些情况下可能成为潜在的替代方案。MSCs是一种成体干细胞,具有自我更新和多向分化的潜力,在再生医学领域取得了显著的治疗成功。为了更好地了解其起源和发展,有必要回顾其最初发现。MSCs于1976年由Friedenstein在骨髓中发现,后续研究表明它们存在于多种其他组织中,包括脐带血、脂肪组织和胎盘。现在可以从多种组织中分离MSCs,包括骨髓MSCs(BMSCs)、脂肪来源MSCs(AMSCs)、脐带来源MSCs(UMSCs)和胎盘来源MSCs(PMSCs)。作为外源性制剂,MSCs注入体内后会诱导一系列变化,包括凝血功能的改变。本文旨在综述MSCs在肝硬化患者凝血机制中的作用,分析其潜在治疗机制,并探讨临床应用前景,从而为MSCs治疗肝硬化提供新的见解。
2. 肝硬化与凝血
肝硬化作为大多数肝病的终末阶段,其发病机制非常复杂。肝脏是人体最大的实质器官,是FIB和II、V、VII、IX、XI、XII和XIII因子的合成场所,在凝血系统中起着至关重要的作用。凝血和抗凝蛋白主要在肝脏产生;因此,所有肝脏疾病都可能破坏凝血系统。临床上,凝血功能的变化通常是由于肝脏分泌的凝血因子数量的改变。各种凝血因子的变异可以在一定程度上影响肝硬化的进展。此外,血小板活化和FIB沉积也是肝硬化发生发展的重要因素。在肝硬化患者中,肝功能障碍影响凝血因子的合成、PLT功能和血管内皮的稳定性。这些变化共同导致凝血系统失衡,增加出血和血栓形成的风险。因此,肝硬化患者常表现为凝血功能改变、纤维蛋白溶解加速、纤维蛋白原水平异常和血小板减少症。
2.1. 肝硬化与凝血因子的关系
在肝硬化患者中,凝血因子在止血调节中起着关键作用。通常,凝血蛋白的水平包括II、V、VII和X因子会降低,导致凝血酶原时间(PT)和活化部分凝血活酶时间(APTT)延长,以及国际标准化比值(INR)升高。虽然这些凝血参数的变化通常被视为肝硬化的临床表现,但研究表明凝血因子本身就是肝纤维化和肝硬化进展的重要促成因素。凝血因子Xa和凝血酶尤其重要,因为它们驱动导致肝纤维化发展的促纤维化事件。凝血因子驱动的蛋白酶激活受体(PAR)激活与凝血级联反应之间存在潜在联系。活化的凝血因子Xa通过激活PAR-1和PAR-2,促进成纤维细胞的增殖、迁移及其向肌成纤维细胞的分化,从而加剧肝纤维化。凝血酶是凝血过程核心的多功能酶,可进一步影响这一机制;它不仅促进纤维蛋白/PLT凝块的形成,还激活多种凝血蛋白,如XI、VIII和V因子。不同个体的PLT支持凝血酶生成的能力不同,这可能归因于PLT结合蛋白的差异。凝血级联反应涉及一系列蛋白水解反应,其中因子Xa催化无活性的血浆凝血酶原转化为活性形式凝血酶。凝血酶还激活PLT表面的PARs,导致PLT活化和聚集。重要的是,临床实验室评估显示PT和APTT反映凝血酶的生成,并且是肝硬化患者出血的不良预后指标。例如,研究表明,因凝血酶原基因单核苷酸多态性导致血浆凝血酶原水平升高的丙型肝炎患者,以及因凝血因子V Leiden多态性导致凝血酶生成增强的患者,表现出加速的纤维化进展。在丙型肝炎病毒(HCV)患者中,携带V Leiden基因型的患者往往更快进展为肝硬化,这强调了凝血系统在疾病发病机制中的作用。肝硬化特征性凝血障碍呈现复杂的相互作用,表现为由于肝脏合成缺陷导致促凝和抗凝因子同时减少。这导致不稳定的止血平衡,使患者易发生血栓形成和出血。这些患者的出血倾向通常可归因于凝血酶原合成减少、PLT计数降低和纤维蛋白溶解过度。然而,由于慢性肝病伴随的其他变化可能恢复抗凝和促凝作用之间的平衡,在某些情况下,慢性肝病的血栓形成风险甚至可能大于出血风险。促凝因子水平的降低可能部分被抗凝物质如蛋白C、蛋白S和抗凝血酶的减少所抵消。抗凝血酶由肝脏产生,调节内源性和外源性凝血蛋白酶的活性。在体内,抗凝血酶的主要靶标是凝血酶、因子Xa和因子IXa。蛋白C和蛋白S是维生素K依赖性血浆糖蛋白,通过降解活化的因子VIIIa和活化的因子Va发挥其抗凝作用。在肝硬化患者中,系统性促凝变化通常包括抗凝血酶、蛋白C和蛋白S水平降低,以及金属蛋白酶ADAMTS-13水平降低、血管性血友病因子(vWF)水平增加,以及因子VIII等促凝因子水平升高。纤维蛋白原是关键凝血因子之一,值得特别关注。它是由肝细胞合成和分泌的糖蛋白,在凝血和止血中发挥重要作用。纤维蛋白原也是一种急性期蛋白,是凝血级联反应的一部分;凝血过程中活化的凝血酶或II因子在出血时将纤维蛋白原转化为纤维蛋白。作为最早发现的凝血因子之一,在血浆中浓度最高,纤维蛋白原是血栓形成的底物,参与凝血过程。结构上,纤维蛋白原是由三对多肽链(α、β和γ)通过二硫键连接形成的细长二聚体。在肝硬化患者中,纤维蛋白原水平可能发生异常改变,其特征是纤维蛋白原结构上某些碳水化合物的增加,包括多触角聚糖、GlcNAc、唾液酸和甘露糖,以及α链上额外的蛋白质羰基化。值得注意的是,纤维蛋白原的α-螺旋含量减少,导致纤维蛋白原与胰岛素样生长因子结合蛋白1之间形成复合物。在严重情况下,血清纤维蛋白原水平可能略有下降或保持正常,但仍可检测到功能异常的纤维蛋白原分子。这些患者纤维蛋白原中唾液酸含量的增加可能导致异常纤维蛋白原分子的产生,延长凝血酶时间,并损害纤维蛋白原向纤维蛋白的转化。
2.2. 肝硬化对PLTs的影响
PLTs是参与免疫和止血系统的重要无核血液成分。它们由巨核细胞形成和分泌,正常情况下主要参与凝血和纤维蛋白溶解,同时也参与先天免疫应答。在肝硬化患者中,多达78%的患者出现血小板减少症,定义为PLT计数低于150×10
9/L。这是慢性肝病患者中最常见的血液学疾病。血小板减少症的发生与多种因素有关,包括脾功能亢进、PLT生成受损和凝血酶介导的PLT消耗。此前认为脾功能亢进是导致肝硬化PLT计数减少的主要因素;然而,后续研究表明PLT生成受损也是一个非常重要的因素。PLT的产生与促血小板生成素密切相关,PLT生成减少主要是由于促血小板生成素水平降低。促血小板生成素主要由肝脏产生,当肝细胞数量减少时,促血小板生成素水平显著下降,这是肝硬化患者血小板减少症的主要原因之一。在肝硬化治疗中,恢复促血小板生成素水平可以增加PLT计数并降低出血风险。凝血酶作为PLT的主要激活剂之一,可诱导PLT活化,导致时间依赖性功能障碍和PLT分解。经凝血酶刺激后,PLT分解成膜颗粒,导致PLT破碎,从而引起其数量减少。肝硬化导致PLT数量和质量的变化,这些变化可影响肝纤维化的进展。PLT在肝病期间平衡肝纤维化各个阶段的病理生理过程中发挥作用。肝病中纤维蛋白原和凝血酶原等凝血因子的异常可激活PLTs。活化的PLTs发生形态学变化并释放多种颗粒,其中包含一系列生物活性脂质、小分子和其他促进PLT聚集和血栓形成的因子,同时募集各种免疫细胞。PLTs募集中性粒细胞和巨噬细胞在肝病中尤为重要,因为它们调节炎症、纤维蛋白形成和纤维蛋白溶解,从而促进纤维化。PLT颗粒的释放也可影响肝纤维化的进展;例如,α-颗粒通过释放凝血酶原、FIB、因子V和因子VIII来刺激和促进凝血及纤维蛋白形成,导致肝纤维化。鉴于肝硬化与PLTs的关系,密切监测肝硬化患者PLT水平的变化至关重要。
2.3. 肝硬化与血管内皮功能的关系
除凝血因子和PLTs外,内皮功能和纤维蛋白与肝硬化密切相关。内皮细胞形成一层薄薄的上皮细胞层,排列在血管内部,在组织和血液之间的屏障功能中起着关键作用。正常情况下,血管内皮细胞维持血液流动性,调节血流,控制血管壁通透性,并维持循环白细胞处于静止状态。此外,内皮细胞在维持血管完整性和调节血流动力学方面执行重要的正常功能。肝窦内皮细胞作为高度特化的内皮细胞,约占肝细胞总数的15%至20%。在生理条件下,它们通过旁分泌因子维持肝星状细胞的静止状态,从而抑制肝内血管收缩和纤维化进展。然而,在肝硬化的情况下,发生内皮功能障碍,导致这些功能发生显著改变。在肝硬化患者中,内皮功能障碍是血管反应异常的原因。内皮功能障碍表现为vWF水平升高和肝内血管阻力增加,这是门静脉高压发生发展的关键因素。vWF作为内皮功能障碍的标志物,其升高与肝纤维化程度和食管胃底静脉曲张的存在相关,甚至与肝硬化患者的死亡率相关。此外,内皮细胞功能障碍导致血管扩张剂一氧化氮产生减少,这反过来又导致血管阻力增加和肝硬化进展。内皮功能障碍在肝硬化中的病理作用是多方位的。它不仅通过增加肝内血管阻力和门静脉血流量参与门静脉高压的发展,而且还促进肝纤维化。功能失调的内皮细胞激活肝星状细胞导致细胞外基质过度沉积,这是肝纤维化的标志。此外,肝硬化患者内皮中促凝和抗凝因子之间的不平衡使其易出现血栓前状态,这可加剧肝病进展。这些凝血障碍在肝硬化进展中起关键作用,并直接影响临床管理。虽然肝移植仍是终末期肝硬化的最终治疗方法,但其应用受到器官短缺和其他限制的严重制约。MSCs具有自我更新、免疫调节和抗纤维化特性,已成为修复肝损伤、恢复功能和改善肝硬化相关结果的有前景的替代策略。
3. MSCs的生物学特性
MSCs是一种起源于中胚层的多能干细胞,具有自我更新和多向分化能力。它们可以分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和其他谱系,并且还在维持组织稳态中发挥作用,使其成为再生医学应用中很有前景的候选者。MSCs可以从各种组织中获取,主要包括骨髓、脂肪组织、脐带和胎盘。近年来,研究人员探索了不同来源MSCs的分离和生物学特征。例如,BMSCs是第一种被发现并广泛用于临床应用的MSCs类型,而UMSCs和PMSCs因其优越的增殖能力和分化潜能而日益受到关注。在分离方法方面,传统的骨髓穿刺虽然有效,但可能具有创伤性,且细胞数量有限。最近微流控技术和细胞分离设备(如确定性横向位移微流控分选)的进展显著提高了MSCs分离的效率和纯度,为临床应用提供了更高质量的细胞来源。此外,研究表明,不同来源的MSCs在生物学特性和临床应用潜力方面表现出显著差异。这表明在选择来源时,有必要考虑MSCs的特性及其与特定应用场景的兼容性。MSCs不仅能分化为多种细胞类型,如成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞,而且还表现出显著的免疫调节作用。研究表明,MSCs通过分泌多种细胞因子和生长因子,可以抑制T细胞的增殖和活化,并调节B细胞功能,从而影响机体的免疫应答。例如,源自口腔的MSCs的免疫调节功能已被证明是其在组织再生和疾病治疗中的潜在治疗优势之一。此外,MSCs在肿瘤微环境中表现出复杂的免疫调节作用,它们既可以抑制肿瘤细胞生长,也可能促进肿瘤进展,这使得MSCs的研究在癌症治疗中具有重要意义。在临床研究中,MSCs的这些特性正在被探索用于治疗一系列疾病,包括移植物抗宿主病、糖尿病、肝硬化和心血管疾病。许多临床试验正在进行中,使用MSCs单独或与其他药物联合治疗严重的退行性和炎症性疾病。MSCs的免疫调节和再生潜力为医学领域提供了新的治疗策略和希望。
4. MSCs对凝血机制的影响
MSCs是再生医学中快速发展的一种治疗方法,其安全性已在临床应用中得到验证。在使用MSCs治疗疾病的过程中,会对机体产生一定的影响,包括凝血机制的变化。
4.1. BMSCs对凝血机制的影响
BMSCs通常被认为有助于改善凝血功能。研究表明,BMSCs在脂多糖(LPS)诱导的凝血病中发挥重要作用。将BMSCs输注到LPS诱导的凝血病大鼠模型中可增强凝血功能。这通过PLT计数、血小板压积和纤维蛋白原水平的增加得到证明。此外,PLT分布宽度、平均PLT体积、大PLT比例、APTT、PT和INR均有所降低。此外,Meta分析证实自体BMSCs治疗对肝硬化患者的肝功能和凝血参数有益,如丙氨酸氨基转移酶(ALT)、总胆红素(TBIL)、白蛋白、PT、凝血酶原活动度(PTA)、凝血酶原浓度和Child-Pugh评分。
4.2. UMSCs对凝血机制的影响
UMSCs被认为具有内源性促凝活性。UMSCs释放的外泌体上暴露的磷脂酰丝氨酸为凝血级联反应中的Tenase复合物(因子VIIIa和IXa;因子X作为底物)和凝血酶生成复合物(因子Va、Xa,因子II作为底物)提供了催化表面。磷脂酰丝氨酸暴露通过作为内源性tenase复合物(IXa、VIIIa、Ca
2+)和凝血酶原复合物(Xa、Va、Ca
2+)组装的重要平台来支持凝血。磷脂酰丝氨酸与组织因子之间的相互作用可能有助于组织因子/FVIIa复合物的正确定位,该复合物作为传播凝血的驱动力。磷脂酰丝氨酸也可能有助于组织因子从其无活性的隐晦形式转变为生物活性状态。大量研究表明,MSCs及其外泌体含有多种与促凝活性相关的蛋白质,如凝血因子V、血小板反应蛋白、肌球蛋白-9、组蛋白和CD9,所有这些都通过PLT依赖性机制调节凝血。
4.3. AMSCs对凝血机制的影响
AMSCs产生具有促凝活性的细胞外囊泡,这是由独立于促炎因子LPS和肿瘤坏死因子的机制诱导的。这些外泌体通过内源性和外源性凝血途径诱导凝血。在缺乏因子VII的情况下,血浆中的凝块形成受到抑制,表明AMSCs主要触发组织因子诱导、因子VII依赖的外源性凝血途径。凝血的内在途径主要在带负电荷物体的表面触发,导致因子XII的激活。由于在缺乏因子XII的血浆中暴露于AMSC来源的细胞外囊泡时凝血时间延长,这些囊泡可以诱导内源性和外源性凝血途径。此外,静脉注射同种异体AMSCs在脓毒症患者中显示出促炎和抗炎双重作用,以及增强的凝血活性和降低的纤维蛋白溶解反应。
4.4. PMSCs对凝血机制的影响
胎盘的不同部分,如脐带、羊膜、绒毛膜和基底蜕膜,都含有MSCs,这些来自不同区域的干细胞对凝血系统有不同的影响。PMSCs可以轻微导致纤维蛋白溶解系统的激活,但其他血液激活标志物保持稳定,表达谱分析鉴定出PMSCs中组织因子表达增加。研究发现,在脑出血中早期给予PMSCs可有效减少出血,显著减小血肿大小,并增加血管完整性,这些都反映了PMSCs的促凝作用。除促凝作用外,胎盘来源的MSCs(PMSCs)在特定条件下也可发挥抗凝作用。如Netsch等人所报道,PMSCs抑制刺激的血小板活化和聚集,从而调节初级止血。具体来说,PMSCs在富含血小板的血浆和全血中均能抑制激动剂诱导的血小板活化和聚集。其潜在机制涉及在与血小板共培养期间,PMSCs上表达的CD73生成腺苷。腺苷升高细胞内环磷酸腺苷水平并促进血管扩张剂刺激磷蛋白的磷酸化,进一步减弱血小板活化,从而介导PMSCs的抗凝作用。
4.5. 不同来源MSCs在肝硬化进展阶段的凝血调节机制差异
目前的研究表明,不同来源的MSCs的凝血调节作用在肝硬化进展过程中表现出阶段依赖性动态调节。在早期纤维化阶段,MSCs主要通过抑制肝星状细胞活化来减轻凝血异常,例如BMSCs分泌肝细胞生长因子(HGF)的机制。相比之下,在晚期肝硬化中,MSCs似乎将治疗重点转向内皮功能修复,如UMSCs通过VEGF介导降低vWF水平以改善高凝状态。然而,大多数现有研究集中于终末期肝硬化患者,关于MSCs在疾病早期和中期阶段的机制存在显著知识空白,需要通过纵向研究来探究。此外,患者特异性因素,包括遗传多态性(如因子V Leiden突变)和临床变量(如Child-Pugh分级)显著影响MSCs疗效。同样,基线存在血小板减少症的患者可能对MSCs诱导的PLT活化表现出更高的敏感性。这些发现强调需要开发结合基因组谱分析和临床表型分析的人性化治疗算法,以优化不同患者群体和疾病阶段的MSCs治疗结局。总之,不同来源的MSCs与体内凝血系统的关系略有不同。为了可视化MSCs与凝血机制之间的关系,我们在表1中详细比较了不同来源MSCs对凝血机制的具体影响。
表1. 不同来源MSCs对凝血机制的具体影响。
MSC来源 | 主要功能 | 关键机制和结果
BMSCs | 促进凝血/改善凝血/抑制PLT活化 | 表达组织因子激活外源性凝血级联并上调凝血因子水平;通过腺苷能途径调节PLT活化;凝血指标正向变化:PLT计数、PCT和FIB增加;PLT分布宽度、平均PLT体积、大PLT比例、APTT、PT、TT和INR降低。
UMSCs | 内源性促凝活性/抑制PLT活化 | 外泌体表面磷脂酰丝氨酸暴露促进Tenase复合物(因子VIIIa和IXa;因子X作为底物)和凝血酶生成复合物(因子Va、Xa,因子II作为底物)的形成。腺苷能途径控制MSCs调节PLT活化的能力。
AMSCs | 促凝活性/抑制PLT活化 | 分泌促凝细胞外囊泡,通过外源性和内源性凝血途径诱导凝血(不依赖LPS/TNF-α);主要触发组织因子诱导、因子VII依赖性外源性凝血途径;通过腺苷能途径调节PLT活化;在脓毒症状态下增强凝血活性并降低纤维蛋白溶解反应。
PMSCs | 促进凝血/纤维蛋白溶解系统激活 | 激活纤维蛋白溶解系统。组织因子表达增加。血管完整性增加。
缩写:AMSCs,脂肪来源间充质干细胞;APTT,活化部分凝血活酶时间;BMSCs,骨髓间充质干细胞;INR,国际标准化比值;LPS,脂多糖;MSCs,间充质干细胞;PLT,血小板;PMSCs,胎盘来源间充质干细胞;PT,凝血酶原时间;TT,凝血酶时间;UMSCs,脐带来源间充质干细胞。
5. MSCs在改善肝功能中的作用
用MSCs治疗肝硬化患者不仅限于改善凝血功能;MSCs在逆转肝纤维化和促进肝再生方面也发挥重要作用。研究表明,MSCs可通过多种机制促进肝细胞的增殖和修复。在肝损伤微环境影响下,MSCs可直接分化为肝细胞。在肝损伤情况下,MSCs还可分泌不同水平的细胞因子,发挥抗炎作用,并可能激活肝脏中的肝干细胞,促进肝细胞再生和功能恢复。具体而言,MSCs可释放肝细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子(FGF-4)和其他细胞因子,刺激肝细胞的增殖和分化。此外,已发现MSCs衍生的外泌体也通过调节细胞间信号传导和增强肝细胞的自我修复能力来促进肝细胞再生。在急性肝衰竭和慢性肝病的临床研究中,MSCs治疗已显示出良好的安全性和有效性,显著改善了患者的肝功能指标。除了在肝细胞再生中的作用外,MSCs还具有免疫调节功能,可以减轻肝脏炎症和损伤。MSCs可以调节肝脏的免疫微环境,并通过改善这种微环境来促进肝功能的恢复。研究表明,MSCs通过其免疫调节特性可以抑制肝脏的炎症反应并减少肝损伤。MSCs可以通过其携带的各种因子和功能性外泌体,限制中性粒细胞释放促炎细胞因子和中性粒细胞胞外陷阱的形成,从而改善肝脏缺血再灌注损伤。它们还可以调节肝脏中免疫细胞的活性,抑制过度炎症反应,保护肝细胞免受损伤。此外,MSCs可以促进血管生成,改善肝脏血液供应,进一步促进肝脏再生。在肝纤维化研究中,已发现MSCs通过调节肝星状细胞的活性来抑制纤维化的进展,从而改善肝脏微环境。因此,MSCs不仅在肝细胞再生中发挥重要作用,还通过调节肝脏微环境促进肝功能恢复,为肝硬化的治疗提供了新的策略和方法。
6. MSCs治疗肝硬化的临床疗效
6.1. 肝功能及凝血参数的改善
MSCs治疗肝脏疾病可显著改善肝病患者的肝功能和凝血功能,并在一定程度上减轻纤维化程度。现在有许多研究详细讨论了MSCs治疗肝硬化后凝血功能的变化。总的来说,这些发现强烈表明MSCs在治疗肝硬化方面具有相当大的前景。研究发现,经肝动脉移植的自体BMSCs可在前90天内改善晚期肝硬化患者的肝功能和凝血功能,导致白蛋白水平升高、胆红素水平降低和INR水平降低。在联合治疗方面,一项研究发现,BMSCs联合水飞蓟素可有效降低四氯化碳(CCl
4)诱导的肝硬化大鼠的PT并增加血浆纤维蛋白原浓度。Suk等人对酒精性肝硬化患者进行了经肝动脉自体BMSCs移植的2期临床试验,结果表明该治疗显著降低了碱性磷酸酶水平,降低了肝纤维化比例,并改善了Child-Pugh评分。在另一项临床研究中,Zhang等人将人UMSCs静脉输注给失代偿期肝硬化患者,不仅改善了凝血指标,包括降低INR、升高凝血酶原活动度和增加PLT计数,还增加了白蛋白水平,降低了胆红素水平,降低了MELD评分,改善了肝功能并减轻了腹水。UMSCs也可以治疗失代偿期肝硬化患者。UMSCs治疗后,失代偿期肝硬化患者的凝血、临床症状、肝脏合成功能得到改善,Child-Pugh评分降低。Shi等人对乙型肝炎病毒(HBV)相关的失代偿期肝硬化患者进行了48个周期的随访,测量血清白蛋白、凝血酶原活动度、胆碱酯酶和总胆红素水平。他们发现脐带血来源的MSCs显著改善了HBV相关失代偿期肝硬化患者的肝功能,并提高了长期生存率和肝功能。在一篇关于使用人UMSCs治疗肝硬化合并其他疾病的病例报告中,UMSCs在治疗一名肝硬化合并免疫性血小板减少症和难治性过敏性紫癜的患者中显示出良好疗效。该患者在2个月内接受了8次每周一次的UMSCs注射,皮疹逐渐消退,PLT计数增加至>150×10
9/L。肝脏转氨酶水平逐渐降至正常,腹部超声检查显示肝脏中的圆形结节已缩小,脾脏厚度也减小。除了直接改善肝功能和凝血功能指标外,对HCV相关性肝硬化患者进行自体MSCs外周静脉输注后的疗效评估显示,MSCs具有良好的耐受性,并对肝脏合成功能和肝纤维化产生有益影响。Salama等人进行了一项随机对照试验,发现在接受粒细胞集落刺激因子治疗后再静脉输注MSCs的HCV肝硬化患者中,s-白蛋白水平在前两周内得到改善,凝血酶原浓度和ALT水平在一个月后得到改善。MSCs在治疗肝硬化中对凝血机制和肝功能的影响总结于表2。
表2. MSCs治疗肝硬化。
MSCs来源 | 治疗 | 凝血指标 | 肝功能指标 | 治疗效果 | 参考文献
BMSCs | 经肝动脉移植自体BMSCs | 国际标准化比值↓ | 白蛋白↑;胆红素↓ | 改善肝功能和凝血功能。 | 109
BMSCs | 联合水飞蓟素 | 凝血酶原时间(PT)↓;纤维蛋白原浓度↑ | - | 改善CCl
4诱导的肝硬化大鼠的凝血功能。 | 110
BMSCs | 经肝动脉移植自体BMSCs | 未检测特定指标 | 碱性磷酸酶↓ | 降低纤维化比例;改善Child-Pugh评分。 | 111
BMSCs | 自体BMSCs经外周静脉输注 | 国际标准化比值↓ | 白蛋白↑;胆红素↓;ALT↓ | 改善肝脏合成功能和肝纤维化、Child-Pugh评分和功能评分。 | 108
UMSCs | 静脉输注 | 国际标准化比值↓;凝血酶原活动度↑;PLT↑ | 白蛋白↑;胆红素↓ | 降低MELD评分;改善肝功能;减少腹水量。 | 112
UMSCs | 静脉输注 | 凝血酶原时间↓ | 白蛋白↑;胆碱酯酶↑ | 改善临床症状、肝脏合成功能,降低Child-Pugh评分。 | 113
UMSCs | 静脉输注 | 凝血酶原活动度↑ | 白蛋白↑;胆碱酯酶↑;总胆红素↓ | 改善患者肝功能和长期生存率。 | 59
UMSCs | 静脉输注(每周一次,共8次) | PLT↑(>150×10
9/L) | 肝脏转氨酶↓。 | 减轻肝脏炎症反应;减少肝细胞损伤;缩小肝脏结节和脾脏厚度。 | 114
缩写:ALT,丙氨酸氨基转移酶;AMSCs,脂肪来源间充质干细胞;BMSCs,骨髓间充质干细胞;MSCs,间充质干细胞;PLT,血小板;PMSCs,胎盘来源间充质干细胞;UMSCs,脐带来源间充质干细胞。
6.2. MSCs治疗的不良反应及对策
MSCs是治疗肝硬化的一种新兴治疗方法,其潜在疗效备受关注。然而,研究表明输注MSCs也可能对凝血系统产生不良影响,导致血栓栓塞事件和瞬时血液介导的炎症反应(IBMIR)。产生这种作用的一个原因是,随着MSCs越来越多地来源于非造血组织,如脂肪组织和胎盘组织,不可避免地出现血液相容性问题。不经常与血液接触的细胞倾向于表达不同水平的促凝组织因子,如果在静脉输注期间未采取适当的抗凝措施,可能导致轻度至重度的血栓栓塞不良事件。另一个主要原因在于MSCs表面组织因子的表达;组织因子不仅具有促凝特性,而且被认为是外源性凝血级联反应的关键启动因子。MSCs与血液接触后,会引发先天免疫反应,瞬时触发血液介导的炎症。具体来说,MSCs激活外源性凝血级联反应,促使凝血酶和各种凝血因子(如因子VIIa、因子Xa和因子IXa)的激活,这可能导致血栓形成。此外,MSCs衍生的细胞外囊泡可以释放组织因子并与因子VIIa形成复合物,进一步促进凝血级联反应。研究还表明,其外泌体含有vWF、凝血因子X和血浆激肽释放酶,这可能增强其促凝活性。为了解决MSCs带来的潜在风险,临床实践中已采取了一些优化措施。例如,可在MSCs输注的同时给予小剂量肝素以降低血栓形成风险。肝素增强抗凝血酶对凝血酶或因子Xa的抑制作用,从而降低过度凝血的风险。然而,必须谨慎使用肝素,因为它可能与炎症状态下释放的其他急性期生物分子相互作用,可能需要调整剂量以维持其抗凝效果。选择健康供体并进行全面筛查是确保干细胞质量和安全性、降低潜在风险的关键方法。此外,优先使用自体MSCs有助于降低免疫排斥风险。以小剂量输注开始治疗以评估患者反应也是一种可行的策略。在治疗过程中,需要密切临床监测,包括评估肝功能、免疫反应和潜在并发症,同时建立随访机制以及时发现和处理可能出现的任何问题。为了更好地减轻MSCs治疗期间的不良反应,可以实施以下具体指标进行临床监测:生物标志物预测:治疗前评估血浆D-二聚体、凝血酶-抗凝血酶复合物和MSCs水平,以评估基线高凝状态或高纤维蛋白溶解状态。动态影像学评估:超声弹性成像(如FibroScan)可实时监测肝脏硬度,间接反映纤维化进展和凝血微环境。CT血管造影有助于早期发现门静脉血栓形成。实时凝血监测:血栓弹力图或旋转血栓弹力图可在治疗期间动态评估凝血功能,允许及时调整肝素剂量或暂时停止输注。总之,根据每位患者的具体情况制定个性化治疗方案,同时考虑疾病的严重程度和患者的整体状况,可以有效降低MSCs治疗肝硬化相关的风险,从而提高治疗的安全性和有效性。
7. 结论
总之,MSCs代表了一种有前景的肝硬化治疗策略,因为它们可以通过调节凝血机制来改善肝功能和减轻出血风险。然而,仍然存在关键挑战,包括移植后免疫反应、细胞存活率低和治疗效果不一,且关于长期安全性和有效性的研究结果不一致。未来的研究应优先考虑大规模随机对照试验以验证疗效和安全性,比较不同来源的MSCs以确定最佳细胞制剂,并阐明潜在机制。随着细胞治疗、基因编辑和生物工程的进展,MSCs在肝脏疾病治疗中具有巨大潜力,前提是伦理、监管和安全问题得到严格解决。需要进一步研究以解决当前争议,并为临床转化建立坚实的理论基础。