聯(lián)合門靜脈栓塞和干細胞移植誘導(dǎo)肝組織再生的研究進展

王志軍 王茂強

·綜述·

聯(lián)合門靜脈栓塞和干細胞移植誘導(dǎo)肝組織再生的研究進展

王志軍 王茂強

在約45%的肝臟惡性腫瘤（原發(fā)性肝癌和肝轉(zhuǎn)移瘤）中, 為使切緣無瘤需行擴大肝切除術(shù)。但是術(shù)后剩余肝臟組織(future liver remnant, FLR)過少是造成術(shù)后肝功能衰竭等并發(fā)癥的重要因素。在肝臟惡性腫瘤患者中, 有原發(fā)損害的肝臟切除60%的有功能肝組織,正常肝臟切除75%的功能肝組織,術(shù)后并發(fā)癥明顯增高。新近的多種技術(shù)在誘導(dǎo)正常肝組織方面發(fā)揮了重要作用，本文對此進行綜述，重點介紹聯(lián)合門靜脈栓塞和肝細胞移植技術(shù)在誘導(dǎo)肝組織增生發(fā)面的機理、作用及進展。

門靜脈栓塞誘導(dǎo)肝組織再生機制及臨床應(yīng)用

1.機制

（1）未栓塞側(cè)門靜脈分支血流量增加：在PVE手術(shù)前后使用多普勒超聲觀察門靜脈內(nèi)血流量變化，發(fā)現(xiàn)栓塞側(cè)門靜脈阻力顯著增高、血流量明顯下降；未栓塞側(cè)門靜脈血流量顯著增加，門靜脈壓力由11.7～16.7 mmHg升高到14.6～20.3 mmHg。這樣的血流動力學(xué)變化使富含營養(yǎng)物質(zhì)的門靜脈血流由于栓塞側(cè)肝葉的壓力陡增而重新分配，栓塞側(cè)肝葉“低灌注”而萎縮，未栓塞側(cè)肝葉得到更多“灌注”而再生。有學(xué)者就此提出未栓塞側(cè)肝葉的增生與門靜脈血流流速增加的絕對值成正相關(guān)，但還有待進一步研究。

（2）肝細胞再生：PVE術(shù)后未栓塞側(cè)肝細胞再生，一般其再生高峰出現(xiàn)在術(shù)后2～7

天，有7%～14%的肝細胞復(fù)制，誘導(dǎo)其復(fù)制的刺激因子有肝細胞生長因子（HGF）、上皮細胞生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子α（TGF-α）、腫瘤壞死因子α和白介素-6等，轉(zhuǎn)錄因子Stat-3及核因子NF-κB等基因表達增加，DNA在24～72小時內(nèi)逐漸開始合成。肝細胞以克隆方式擴增，這種高度活躍的增殖狀態(tài)可持續(xù)2周。栓塞側(cè)肝葉肝細胞則轉(zhuǎn)向凋亡，顯微鏡下見栓塞側(cè)肝細胞萎縮，竇狀隙增大明顯，脈管附近出現(xiàn)局灶性壞死。

（3）PVE對腫瘤組織的影響：PVE后，栓塞側(cè)管腔內(nèi)栓子形成，防止了腫瘤沿門靜脈

的轉(zhuǎn)移，但在未栓塞側(cè)肝葉內(nèi)，卻發(fā)現(xiàn)腫瘤組織生長加速現(xiàn)象。這應(yīng)引起外科醫(yī)生的注意，PVE雖然擴大了肝葉切除的手術(shù)指征，但是也冒著導(dǎo)致非栓塞側(cè)腫瘤增大的風(fēng)險，應(yīng)嚴(yán)格掌握PVE指征。

2.臨床應(yīng)用現(xiàn)狀：術(shù)前門靜脈栓塞術(shù)作為肝臟惡性腫瘤切除前的輔助措施，因其微創(chuàng)、安全、提高術(shù)后殘余肝臟體積，目前已經(jīng)在日本和歐美國家得到廣泛應(yīng)用。研究顯示，門靜脈栓塞后可誘導(dǎo)肝組織再生，提高了惡性腫瘤的手術(shù)切除率，降低了術(shù)后肝功能衰竭的發(fā)生率[1-8,20-21]。然而，單純栓塞技術(shù)仍有一定缺陷，7%～30%的患者因栓塞后肝組織代償增生不足或腫瘤進展而不能外科手術(shù)。栓塞技術(shù)的不足導(dǎo)致后血管出現(xiàn)再通、影響非栓塞側(cè)組織再生能力；門脈栓塞術(shù)后手術(shù)等待時間較長（2～4周）、出現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移；男性、栓塞后膽紅素升高等負性因素限制了非栓塞側(cè)肝組織的再生。此外，我國原發(fā)性肝癌合并肝硬化的發(fā)生率較高（85%～95%），肝硬化因素影響了門靜脈栓塞后肝組織的再生，使得手術(shù)切除較低[9-15,25-26]。

當(dāng)前，為了提高門靜脈栓塞術(shù)后誘導(dǎo)肝組織的再生能力，國外學(xué)者對栓塞技術(shù)進行了多方面改良，其遠期療效仍待進一步考證，主要包括以下幾種方法：

（1）門靜脈栓塞術(shù)聯(lián)合經(jīng)門靜脈非栓塞側(cè)分支灌注細胞因子白介素-6：白介素-6是門靜脈栓塞術(shù)后誘導(dǎo)肝組織再生的啟動因子之一。門靜脈栓塞后灌注白介素-6后實驗組的肝臟組織再生能力較對照組明顯增強[27]。

（2）門靜脈栓塞聯(lián)合栓塞側(cè)肝動脈栓塞誘導(dǎo)肝組織再生：此方法可加重肝組織壞死，具有一定的風(fēng)險，如廣泛肝壞死，其次，肝動脈栓塞能否誘導(dǎo)肝組織再生具有不確定性[28]。

（3）門靜脈栓塞聯(lián)合栓塞同側(cè)肝靜脈栓塞誘導(dǎo)肝組織再生：Shin等報道了一組小樣本病例（12例），研究顯示聯(lián)合技術(shù)可增強非栓塞側(cè)的肝組織再生，但由于肝靜脈為回流靜脈，因此肝靜脈栓塞后有出現(xiàn)鋼圈等栓塞劑脫落形成異位栓塞的風(fēng)險，且技術(shù)要求較高[28]。

（4）兩階段門靜脈栓塞或反復(fù)栓塞誘導(dǎo)肝組織再生：研究顯示，兩階段門靜脈栓塞或反復(fù)栓塞可增強組織再生，然而目前研究僅限于動物實驗，是否適用于臨床需要進一步驗證[29-30]。

（5）改進栓塞材料提高栓塞程度，增強肝組織再生能力：栓塞劑PVA（聚乙烯醇顆粒）被認為是較理想的栓塞劑，具有廉價、安全的特性，與鋼圈合用效果明顯。理論上，PVA栓塞較小的靜脈分支，鋼圈栓塞較大的靜脈分支，然而部分患者可出現(xiàn)血管再通。NBCA（α-氰基丙烯酸異丁脂）常用于動靜脈畸形、動脈瘤等，最近有報道用于治療內(nèi)臟動脈瘤、腎臟創(chuàng)傷。與其他常用栓塞劑（如明膠海綿、PVA、鋼圈，Amplatzer Vascular Plug等）相比，配制比例適當(dāng)?shù)慕M織膠更易到達門靜脈的多級分支、閉塞血管徹底、不易建立側(cè)枝及栓塞后血管再通、從而減少影響非栓塞肝臟組織再生的因素；另外，機體對組織膠的反應(yīng)較其他栓塞劑輕，可望減輕栓塞后炎癥反應(yīng)的程度，但栓塞技術(shù)要求較高[31-41]。

肝干細胞移植術(shù)誘導(dǎo)肝組織再生進展

根據(jù)肝臟干細胞的來源不同，肝臟干細胞分為肝源性肝臟干細胞和非肝源性肝臟干細胞。前者來源于前腸內(nèi)胚層，在胚胎發(fā)育過程中以成肝細胞的形式存在，在成年哺乳動物中，主要以肝卵圓細胞的形式存在；后者主要來源于胚胎干細胞、胰腺上皮細胞、骨髓來源的干細胞，（Mesenchymal stem cells, MSCs）。其中骨髓來源的干細胞又分為造血干細胞（hematopoietic stem cells, HSCs）和間充質(zhì)干細胞干細胞.

近年研究發(fā)現(xiàn)，與造血干細胞相比，間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stem cell,MSCs）具有更高的分化成為肝細胞的潛能；局部輸注MSCs具有減輕炎癥反應(yīng)、減少膠原沉積、促進組織塑型等功能，因此可用于修復(fù)肝臟、肺、心臟的器官的損傷。這些研究結(jié)果提示，MSCs 移植可用于促進肝組織再生。另外，由于MSCs來源廣泛，取材容易，便于自體移植，幾乎無免疫排斥，在體外長期培養(yǎng)過程中能保持其多向分化潛能，遺傳背景相當(dāng)穩(wěn)定，因此成為目前研究的熱點[16-23]

移植后如何從受體辨別移植的肝臟干細胞, 并觀察其在受體中的生存狀況、移植后臨床癥狀改善的原因是因為移植細胞還是其他原因造成等，一直是讓人困擾的問題。組織切片光鏡檢查不能區(qū)分受體細胞和移植的肝臟干細胞，目前大都采用干細胞體外標(biāo)記后再移植入體內(nèi)的方法。包括：傳統(tǒng)標(biāo)記方法標(biāo)記移植細胞、分子影像學(xué)技術(shù)標(biāo)記移植細胞、核醫(yī)學(xué)分子顯像技術(shù)、磁共振成像分子顯像技術(shù)[42-43]。肝臟干細胞的移植途徑的選擇應(yīng)遵循以下原則：移植空間要相對大，以保證移植肝臟干細胞數(shù)量并且應(yīng)有較充分的血液供應(yīng)；移植的肝臟干細胞需要來自門靜脈高濃度的營養(yǎng)物質(zhì)的支持作用及細胞因子的誘導(dǎo)作用才可保證移植肝臟干細胞的增殖和分化。已有研究發(fā)現(xiàn)，門靜脈栓塞后產(chǎn)生的生物環(huán)境（肝細胞生長因子等多種因素參與），可非栓塞側(cè)肝臟組織的代償性增生，因此選擇門靜脈分布區(qū)域作為移植部位是肝臟干細胞移植的最理想的位置，而如何將肝臟干細胞移植至門靜脈分布區(qū)域即移植技術(shù)手段則是肝臟干細胞移植的應(yīng)用基礎(chǔ)。目前主要手段有：傳統(tǒng)肝臟干細胞移植途徑、介入微創(chuàng)式肝臟干細胞移植途徑。后者包括經(jīng)導(dǎo)管肝動脈途徑肝臟干細胞移植和經(jīng)導(dǎo)管門靜脈途徑肝臟干細胞移植。肝臟干細胞只有約10um大小，經(jīng)門靜脈注射后更易分散到肝實質(zhì)，避免阻塞肝竇發(fā)生門靜脈高壓，且能長期保持生成肝細胞和膽管細胞的能力。門靜脈內(nèi)含有高濃度的營養(yǎng)物質(zhì)和親肝因子，有利于移植細胞的存活并發(fā)揮功能。Ilan 等提出利用介入技術(shù)選擇供體某一葉的門靜脈屬支進行移植,可以避免栓塞所引起的并發(fā)癥。這些實驗為肝臟干細胞的“區(qū)域性原位移植”提供了有益的經(jīng)驗。

聯(lián)合門靜脈栓塞和干細胞移植誘導(dǎo)肝組織再生進展

1.國外的相關(guān)研究現(xiàn)狀：新近的一組小樣本臨床研究顯示，聯(lián)合門靜脈栓塞和干細胞移植可提高單日肝臟組織增生體積和改善肝功能，顯示了聯(lián)合技術(shù)在誘導(dǎo)肝組織再生方法的良好苗頭。然而與之相關(guān)的基礎(chǔ)問題，如門靜脈栓塞術(shù)后特定生物條件下干細胞參與組織再生及其在誘導(dǎo)肝組織再生方面的作用機理如何？選擇何種合適的“種子”干細胞？聯(lián)合技術(shù)的有效性如何等等,都需進行全面、系統(tǒng)、深入而細致的研究，以為該聯(lián)合技術(shù)的臨床推廣應(yīng)用提供實驗依據(jù)，奠定理論基礎(chǔ)。

2.國內(nèi)的相關(guān)研究現(xiàn)狀[45-58]：在門靜脈栓塞技術(shù)方面，我國學(xué)者羅渝昆、嵇武、何振平; 馬寬生、羅中華、楊維竹、黃兢姚、余宏建、項燦宏、閆文、王小農(nóng)、黎洪浩、李建軍、李令堂、陳在中、詹松華等對此進行了多項基礎(chǔ)實驗和臨床研究，取得了許多寶貴了經(jīng)驗，為這項工作的深入研究奠定了基礎(chǔ)。

在肝干細胞移植術(shù)研究方面，我國學(xué)者徐迎新、段海峰等對肝干細胞的分化進行了系統(tǒng)研究，騰皋軍、田嘉禾、李京雨等對肝干細胞移植后存活細胞的示蹤技術(shù)進行了相關(guān)研究。

存在的問題

1.關(guān)于骨髓干細胞在門靜脈栓塞術(shù)后參與肝組織再生的作用如何。已知肝炎活動期、射頻或肝切除術(shù)后可見骨髓干細胞參與了肝組織再生，然而門靜脈栓塞術(shù)后的生物環(huán)境顯然與上述情況有很多不同之處[59-60]，因此有必要對其進行深入研究。

2.關(guān)于“種子”干細胞的選擇[16-23]。最新的一組有關(guān)聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用的小樣本研究是以CD133+造血干細胞為“種子”細胞的，其特點是體外分離培養(yǎng)難度較大，費用較高。與造血干細胞相比，骨髓間充質(zhì)干細胞不僅可分化為肝細胞，同時還具有來源廣泛，取材容易，分離、培養(yǎng)、體外標(biāo)記示蹤技術(shù)已較為成熟，費用較低便于自體移植，幾乎無免疫排斥，且在體外長期培養(yǎng)過程中能保持其多向分化潛能，遺傳背景相當(dāng)穩(wěn)定等特點，是較為理想的選擇。

3.聯(lián)合技術(shù)的有效性、技術(shù)優(yōu)勢評價[23]。新近研究是非對照、小樣本實驗，尚不能全面的說明問題，有必要對于聯(lián)合技術(shù)相對于單純PVE術(shù)的優(yōu)勢進行全面深入研究，以為該聯(lián)合技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用提供實驗依據(jù)，奠定理論基礎(chǔ)。

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2014-7-12）

（本文編輯：黃強）

10.3877/cma.j.issn.2095-5782.2015.02.013

100853 北京，中國人民解放軍總醫(yī)院介入放射科（王志軍、王茂強）

王茂強，Email：wangmq@sina.vip.com

王志軍，王茂強.聯(lián)合門靜脈栓塞和干細胞移植誘導(dǎo)肝組織再生的研究進展[J/CD].中華介入放射學(xué):電子雜志, 2015, 3(2): 104-107.