助力肝硬化突破性細(xì)胞療法臨床研究

?在全球范圍內(nèi),肝硬化仍是威脅人類健康的 “隱形殺手”—— 它由慢性肝病逐步發(fā)展而來,最終可能導(dǎo)致肝衰竭或肝癌,而當(dāng)前唯一的根治手段肝移植,卻受限于供體短缺和手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。不過,近期發(fā)表在《Cell Discovery》上的一項(xiàng)研究,為肝硬化治療帶來了新希望:上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院夏強(qiáng)院士與鄢和新教授團(tuán)隊(duì)通過化學(xué)重編程技術(shù)將人類原代肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化為可擴(kuò)增的肝前體細(xì)胞(HepLPCs),揭示了其安全治療肝硬化的核心機(jī)制。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序與部分生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析工作由紐科生物完成。

? ? ? 原文:Treatment of liver cirrhosis using hepatocyte-derived?liver progenitor-like cells: a prospective, open-label, single-arm, safety trial

一、研究背景:肝硬化治療的困境與突破

肝硬化的核心難題在于 “肝細(xì)胞大量受損 + 肝纖維化難以逆轉(zhuǎn)”,傳統(tǒng)細(xì)胞治療要么面臨倫理爭議(如胎兒肝細(xì)胞),要么存在療效不穩(wěn)定問題(如間充質(zhì)干細(xì)胞)。而本次研究的主角——HepLPCs,恰好避開了這些短板:它由人類原代肝細(xì)胞重編程而來,既無需依賴倫理敏感的胎兒組織,又能通過分泌關(guān)鍵因子實(shí)現(xiàn)抗纖維化和肝再生。

?不過,要讓 HepLPCs 從實(shí)驗(yàn)室走向臨床,必須先解答兩個(gè)關(guān)鍵問題:這些細(xì)胞的基因組是否穩(wěn)定?它們?cè)隗w內(nèi)如何發(fā)揮作用?而轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù),在這項(xiàng)工作中發(fā)揮了一定的作用。

二、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序驗(yàn)證HepLPC的祖細(xì)胞功能

?紐科生物對(duì)符合 GMP 標(biāo)準(zhǔn)的 HepLPCs 及其對(duì)應(yīng)的原代人肝細(xì)胞(PHH)進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組 RNA 測(cè)序(RNA-seq)分析。通過主成分分析和與肝細(xì)胞受體信號(hào)通路相關(guān)的基因的表達(dá)水平的分析發(fā)現(xiàn),盡管有一組樣本發(fā)生了較大的變異,但是總體而言該通路是呈現(xiàn)上升趨勢(shì)的,說明HepLPCs對(duì)肝細(xì)胞的生長有著正向的作用。

? ? ? 之后,研究團(tuán)隊(duì)又挑選出了一些關(guān)于祖細(xì)胞功能相關(guān)的基因分析其表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)在HepLPCs中,肝細(xì)胞代謝基因(CYP3A4、UGT1A9、FAH、ALB)和祖細(xì)胞/膽管細(xì)胞標(biāo)記基因(KRT19、EPCAM、CCL2、SOX9、TGFB1)都有富集現(xiàn)象,由此可以推測(cè)出HepLPCs能表現(xiàn)出雙能祖細(xì)胞的特性。

?更進(jìn)一步通過GSVA分析對(duì)功能進(jìn)行探索。基因集變異分析(GSVA)表明,HepLPCs 中富集的 GO-BP 和 KEGG 通路與細(xì)胞增殖和再生相關(guān),包括 WNT、NOTCH 和 Hippo 信號(hào)通路,這表明它們保留了祖細(xì)胞的特征。

通過以上分析,可以確認(rèn)HepLPCs擁有細(xì)胞治療肝硬化的潛能,而接下來就要驗(yàn)證其進(jìn)行細(xì)胞治療的安全性。

三、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序驗(yàn)證HepLPCs的安全性

?要確保細(xì)胞治療的安全性,首先要保證細(xì)胞本身 “健康無隱患”—— 尤其是基因組完整性,避免因重編程導(dǎo)致基因缺失、擴(kuò)增或突變,進(jìn)而引發(fā)致瘤風(fēng)險(xiǎn)。

HepLPCs 及其 “母體” 原代肝細(xì)胞(PHHs)進(jìn)行基因組對(duì)比分析,結(jié)果顯示:經(jīng)過小分子誘導(dǎo)的重編程過程后,HepLPCs 的基因組未出現(xiàn)任何顯著的長片段缺失或擴(kuò)增,即使傳代至第 10 代,細(xì)胞仍能維持正常的二倍體核型(即染色體數(shù)量和結(jié)構(gòu)正常)。這一結(jié)果通過基因?qū)用娴臏y(cè)序得到驗(yàn)證,直接排除了 HepLPCs 因基因組異常導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。


?不僅如此,轉(zhuǎn)錄組測(cè)序(RNA-seq)還進(jìn)一步揭示了 HepLPCs 的 “功能身份”:它們同時(shí)表達(dá)肝臟特異性基因(如白蛋白 ALB、肝細(xì)胞核因子 4A HNF4A)和干 / 祖細(xì)胞基因(如 CD44、CD90),且不表達(dá) MHC II 類抗原(HLA-DP/DQ/DR)。這意味著 HepLPCs 既保留了肝細(xì)胞的部分功能,又具備祖細(xì)胞的增殖能力,同時(shí)還擁有 “低免疫原性”—— 后續(xù)臨床治療中無需使用免疫抑制劑,也不會(huì)引發(fā)排斥反應(yīng),這一特性通過轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)譜分析得到了明確證實(shí)。

三、測(cè)序與實(shí)驗(yàn)結(jié)合,驗(yàn)證HepLPCs療效

?除了安全性,HepLPCs 的治療效果是另一核心關(guān)注點(diǎn)。研究團(tuán)隊(duì)通過 “細(xì)胞功能驗(yàn)證→動(dòng)物模型試驗(yàn)→人體臨床試驗(yàn)” 的三步走策略,逐步證實(shí)了其有效性。

?1. 細(xì)胞層面:分泌關(guān)鍵因子,直擊纖維化痛點(diǎn)

? ? ?通過生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),HepLPCs 中與 “細(xì)胞外基質(zhì)降解” 和 “肝細(xì)胞生長因子(HGF)信號(hào)通路” 相關(guān)的基因顯著上調(diào),尤其是基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP1、MMP3)和 HGF 的表達(dá)量遠(yuǎn)高于原代肝細(xì)胞。后續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:HepLPCs 的培養(yǎng)上清液能有效降解肝星狀細(xì)胞(LX-2)產(chǎn)生的纖維化標(biāo)志物 Col1A1,同時(shí)促進(jìn)原代肝細(xì)胞增殖 —— 而這兩種效應(yīng),恰好能分別對(duì)應(yīng) “逆轉(zhuǎn)肝纖維化” 和 “促進(jìn)肝再生” 兩大核心治療需求。

2. 動(dòng)物模型:顯著改善肝硬化,無致瘤風(fēng)險(xiǎn)

?在硫代乙酰胺(TAA)誘導(dǎo)的大鼠肝硬化模型中,HepLPCs 通過門靜脈移植后,能顯著減少肝臟細(xì)胞外基質(zhì)積聚,降低 Col1A1 和纖連蛋白水平,同時(shí)改善肝功能。生物分布研究顯示,HepLPCs 在體內(nèi)留存時(shí)間約 1 周,其治療益處主要源于旁分泌信號(hào)(即分泌 MMPs、HGF 等因子),而非長期植入——這與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序揭示的 “高分泌型” 基因特征完全吻合。

?更關(guān)鍵的是,在免疫缺陷小鼠的致瘤性試驗(yàn)中,HepLPCs 接種后 115 天內(nèi)未出現(xiàn)任何腫瘤,而對(duì)照組 HeLa 細(xì)胞的致瘤率為 100%,進(jìn)一步證實(shí)了其安全性。

3. 人體臨床試驗(yàn):9 例患者驗(yàn)證,安全且初見療效

基于前期的充分驗(yàn)證,研究團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了首次人體臨床試驗(yàn),9 名肝硬化患者(以乙肝相關(guān)肝硬化為主)通過肝動(dòng)脈輸注接受 HepLPCs 治療,未使用免疫抑制劑。結(jié)果顯示:所有患者均未出現(xiàn)嚴(yán)重不良事件,僅報(bào)告便秘、瘙癢等輕微癥狀,且與治療無關(guān);8 名完成 6 個(gè)月隨訪的患者中,部分人出現(xiàn)肝生化指標(biāo)(如膽紅素、白蛋白)、凝血功能(如 PT、APTT)和門靜脈高壓指標(biāo)(如脾體積縮?。┑母纳啤F渲?1 名原本在肝移植等待名單上的患者,Child-Pugh 評(píng)分從 9 分降至 5 分,最終成功脫離移植名單——這一臨床結(jié)果,印證了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序預(yù)測(cè)的 HepLPCs “功能潛力”。

四、未來的展望

這項(xiàng)研究的意義,不僅在于開發(fā)了一種新的細(xì)胞治療方案,更在于通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序等精準(zhǔn)技術(shù),為 “細(xì)胞治療的安全性和有效性” 提供了可驗(yàn)證、可追溯的機(jī)制支撐。

目前,HepLPCs 已展現(xiàn)出 “安全可行、療效初步明確” 的優(yōu)勢(shì),但研究團(tuán)隊(duì)也指出,未來還需通過更大規(guī)模的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證其在失代償期肝硬化、慢加急性肝衰竭患者中的療效,并通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序深入探索患者個(gè)體差異的分子機(jī)制,為精準(zhǔn)治療提供依據(jù)。

對(duì)于肝硬化患者而言,HepLPCs 療法的出現(xiàn),無疑為那些無法等待肝移植、或不適合手術(shù)的患者,打開了一扇新的希望之門。而轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)在其中扮演的 “安全驗(yàn)證者” 和 “機(jī)制解析者” 角色,也為更多細(xì)胞治療研究提供了可借鑒的范式 —— 用精準(zhǔn)的基因數(shù)據(jù),為創(chuàng)新療法的臨床轉(zhuǎn)化保駕護(hù)航。

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