移植肝細胞，病人的肝臟不需要整個摘除了！

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

由於分離過程複雜，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醫療中心實現。

來自胎盤的羊膜上皮細胞或帶來一種全新的治療方法。這些細胞的特點在於，它們有著與成年人體內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。」在接受肝臟細胞移植後的數日，一位病人對治療他的醫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，我們為源自肝臟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，能夠治癒複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。

在肝臟細胞移植領域，我們已經研究了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的疾病，這其中就包括一種肝臟疾病。由於病人的肝臟細胞缺失一種酶，患者常常發育遲緩，或者伴有認知障礙，有時還會導致嚴重後果，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出來。藥物和選擇性飲食可以在一定時期內減緩或阻止病情惡化。然而數年過後，大多數代謝類疾病都會惡化，導致病人無法擁有正常的生活，即便是最簡單的生活。由於疾病的遺傳性，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切除患者肝臟，並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）。

器官移植是一種複雜的外科手術，它花了幾十年的時間才達到今天的卓越水準。如今，對大多數病例來說，恢復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成功的50周年之際，這一開創性療法的創造者——美國外科醫生托馬斯·斯塔茲爾去世了。20世紀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（接受移植後病人的存活率）達到了將近70%~80%。

首例肝臟移植手術成功之後的幾十年裡，隨著越來越有效的方案解決了異體排斥問題。在外科領域，尤其是在藥理學層面，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，可能會導致嚴重的併發症，甚至致殘，這個問題至今還未解決。再生醫學領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揮潛在作用後，我們開始關注細胞療法，這種療法或將帶來醫學的重大變革。

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，並且增加了肝臟移植的匹配成功概率和存活概率。

在移植到病人體內後，肝細胞便能夠執行肝臟的所有功能，阻止或逆轉導致疾病發生的病理過程，同時促進肝臟原本的再生能力。病人體內的細胞也有助於肝臟的再生過程，但前提是它們得存活下來並避開阻止它們修復受損器官的病理過程。人類身體內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，現在我們能夠為肝臟提供必要的時間和功能，幫助它防禦致命的傷害。

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

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

肝細胞供應數量有限，原因是分離肝細胞需要複雜、精確的操作程式，以及如何確保這些分離出來的細胞可以長期存活。在我們這裡，用於移植的肝細胞必須嚴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，能夠在複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，但我們仍進行了多年研究，才製備出適合移植的肝細胞。我們遇到的第一個困難，就是開發有效的技術和鑒定試劑，分離人類的肝細胞並用於臨床。我們必須在無菌條件下，將用於移植的細胞從肝臟上分離下來，把接受者面臨的風險降到最低。接著，肝細胞需要經過嚴格的功能檢測。得益於幾十年的經驗積累，我們的檢測技術已經很完善。在進行肝細胞移植的醫院裡（先前是美國的匹茲堡兒童醫院，現在是瑞典斯德哥爾摩的卡羅琳斯卡醫學院），通過這些檢測，有助於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。總的來說，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年，直到找到合適的接受者。不幸的是，這種保存方法並不適用於肝臟細胞。在今天的冷凍技術下，人類的肝細胞無法存活。經過多年的實驗和功能性測試，人類肝細胞能夠在低溫（不低於零度）下保存2至4天。我們可以通過時間管理來解決這個問題：當捐贈者的肝臟能夠用於分離肝細胞時，負責準備提取細胞的小組和為接受者注入細胞的外科醫生一同行動，密切配合。

這些細胞先是浸泡在一種溶液裡，然後被注入循環系統，直接到達肝臟組織。一旦進入肝臟組織內，移植的肝細胞便能與病人的肝臟結合，在很短的時間內就能開始工作，執行它們特有的功能，迅速改善病人的臨床條件。對於那些在24小時內沒能成功與病人的肝臟組織結合的移植細胞，它們將被免疫系統清除，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院進行肝細胞移植手術時，外科醫生先找到門靜脈，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，不需要開刀，也不會留下可見的疤痕。

Ⅲ·肝細胞拚圖的妙處

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？在大多數情況下，需要移植的肝細胞數量取決於病人的病情、年齡和體重。

對於藥物服用過量或中毒（比如食用真菌）導致的急性肝炎，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，並為肝臟的自主再生爭取時間，直至病人徹底康復。

對於患有代謝疾病的病人，我們需要移植更多的肝細胞，相當於肝臟細胞總數量的5%~10%（約幾十億個細胞）。這些移植肝細胞進入病人肝臟後，就必須執行原本缺失的肝臟功能，並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，病情就會複發。

移植大量的肝細胞自然需要經過許多程式。從不同的捐獻者身上提取肝細胞，並分多次注入接受者體內，這樣我們就能為病人移植50億~500億個肝細胞，執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學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，永遠都是尋找可用於肝細胞分離的肝臟。在過去的二十年裡，我們只能使用肝臟移植手術拒絕使用的肝臟。但是，被肝臟移植手術拒絕意味著肝臟細胞的品質不怎麼好。肝臟移植手術中移出的肝臟，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，我們發現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，並把它們注入一位肝臟有另一種缺陷的病人體內，從而達到治療的目的。這種治療策略是安全的，因為儘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生與捐獻者相同的疾病。相反，移植細胞卻足以緩解病症，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「拚圖」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症。

到目前為止，有兩名苯丙尿酮症患者接受了肝細胞移植。幾個月前，我們展示了「拚圖」移植，而現在，我們和布魯塞爾的團隊將其變成了現實。另外，這種方法並不僅限於治療苯丙尿酮症。無論如何，我們的工作不會止步於此。因為在過去幾年中，我們也仔細考察了乾細胞的應用潛力。

Ⅳ·乾細胞療法的借用

乾細胞是一類能夠分化為不同成熟細胞的細胞。然而，乾細胞常常分化不完全，導致分化後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乾細胞，還要保證它能分化為成熟、完整的肝臟細胞。但是，從20世紀60年代發現乾細胞以來，沒有任何一種乾細胞能通過嚴格的肝功能檢測。

這時，我們在分離和製備移植肝細胞上的經驗就派上用場了。我們的團隊在胎盤羊膜上皮細胞中找到了一種乾細胞，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構簡單的組織，堅韌而有彈性。羊膜的最裡面是一層上皮細胞（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細胞整齊而結實，發揮著多種功能，包括生成羊水以及在9個月後「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認作為「外來物質」——畢竟胎兒中有一半遺傳物質來自父系（而另一半顯然來自母系）——因此會被母體排斥，早期自發性流產通常就是這種情況。

AE細胞在很早就形成了，並且持續存在直至妊娠結束，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，會發育成胎兒並能分化為人體內所有類型的細胞。AE就屬於妊娠最早期的細胞，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生開始對胎盤感興趣，畢竟它們來源充足。

在2017年，義大利就有46萬名新生兒呱呱墜地。在生產過程中，胎盤在嬰兒出生後排出，通常被作為廢棄組織丟棄。跟已經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，這一點跟獲取胚胎乾細胞不一樣。

經過十年的努力，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。這項研究始於美國，但現在我們已經把它帶到了歐洲，提供給當地的醫學研究中心和醫院。在這十年裡，我們掌握了如何提取AE細胞，並將其運用於臨床前研究，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細胞注入病人體內後，AE細胞在肝臟微環境的作用下，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域，AE細胞仍是效果最好、應用潛力最大的一種乾細胞。

實驗結果表明，這些乾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。楓糖尿症（MSUD）和上文提到的更加普遍的苯丙尿酮症，是最先被證實能用AE細胞治療，並取得令人滿意的治療效果的疾病。目前，我們已經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，醫生能夠從一開始診斷出多種代謝類疾病，並及時進行治療，保證病人的生存。而第一種被認為有必要儘早診斷的疾病正是苯丙尿酮症——它是一種常見的代謝類病，在美國的發病率很高（在義大利更高）。我們的研究一直受到了美國苯丙尿酮症聯盟的支持（不只是在經濟上），因為聯盟中的患者和他們的家庭在這種細胞療法中看到了希望。

據估計，在義大利，每一萬名嬰兒中就有一名嬰兒患有苯丙尿酮症。而現在，他們有望通過移植AE細胞獲得治療。在另一方面，儘管苯丙尿酮症在不同的發育階段有著不同的發病率和嚴重程度，但病人通常不會被批準進行肝臟移植。這是因為，人們擔心必不可少的免疫抑製療法會對病人產生副作用，但病人又需要它來保護移植過來的組織和細胞。那麼，對AE細胞來說，病人也必須接受免疫抑製療法嗎？

Ⅴ·再生醫學療法的春天

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裡提取。因此，細胞療法（包括乾細胞和肝細胞）一直都需要服用免疫抑製藥物，避免移植細胞的異體排斥現象。而AE細胞最讓人欣喜的地方在於，它們可能不受嚴格匹配的限制，也就是說，移植這類細胞，可能不需要必須使用「煩人的」免疫抑製方案。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製方案，也沒有記錄到任何免疫排斥現象。鑒於人類和老鼠完全不同，無須使用免疫抑製方案讓人印象深刻。

在卡羅琳斯卡醫學院，我們與其他義大利團隊合作，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上的作用。近來，我們與科學界分享了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，探索再生醫學療法，用於治療腫瘤。這些新療法將不僅可以用於肝臟，也可以用於人體的其他器官。

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

優秀科研團隊之間的合作是開創新療法的強大引擎。正是由於和優秀的義大利年輕科學家合作，比如卡利亞裡大學的法比奧·馬隆朱和熱那亞IRCCS醫療中心的法比奧·莫蘭蒂，我們才取得了重要的研究成果。另外，與巴裡大學、都靈大學和貝加莫瑪利歐·內格裡藥理研究所的聯合研究，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。

由於臨床前研究的結果超出預期，我們打算儘快在卡羅琳斯卡醫學院進行首例AE細胞臨床移植。我們預計，最早在2018年下半年就能治療首批病人。我們已經準備好生產用於臨床的AE細胞，並在等待授權，建立首個AE細胞庫。這個AE細胞庫將類似於臍帶血庫和骨髓庫，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。

由於在處理人類成熟肝細胞以及將其用於臨床移植上擁有豐富經驗，我們希望能夠在最短的時間內，擴大能夠治療的疾病範圍。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，用於治療目前無法醫治的肝臟疾病。不僅如此，AE細胞還有可能用於治療肺部、腎臟和神經系統方面的疾病。在澳大利亞莫納什健康中心，他們已經按照我們的方案進行臨床治療。我相信，很多其他機構也會陸續跟進。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，這方面的應用還在討論之中，並且我們還是處於臨床前試驗階段。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。

（作者：羅貝托·格拉米諾力，系瑞典卡羅琳斯卡醫學院的助理教授，致力於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，他還在推進創新型臨床前研究，旨在實現首例無須免疫抑製方案的胎盤乾細胞移植。）