联合门静脉栓塞和干细胞移植诱导肝组织再生的研究进展

王志军 王茂强

·综述·

联合门静脉栓塞和干细胞移植诱导肝组织再生的研究进展

王志军 王茂强

在约45%的肝脏恶性肿瘤（原发性肝癌和肝转移瘤）中, 为使切缘无瘤需行扩大肝切除术。但是术后剩余肝脏组织(future liver remnant, FLR)过少是造成术后肝功能衰竭等并发症的重要因素。在肝脏恶性肿瘤患者中, 有原发损害的肝脏切除60%的有功能肝组织,正常肝脏切除75%的功能肝组织,术后并发症明显增高。新近的多种技术在诱导正常肝组织方面发挥了重要作用，本文对此进行综述，重点介绍联合门静脉栓塞和肝细胞移植技术在诱导肝组织增生发面的机理、作用及进展。

门静脉栓塞诱导肝组织再生机制及临床应用

1.机制

（1）未栓塞侧门静脉分支血流量增加：在PVE手术前后使用多普勒超声观察门静脉内血流量变化，发现栓塞侧门静脉阻力显著增高、血流量明显下降；未栓塞侧门静脉血流量显著增加，门静脉压力由11.7～16.7 mmHg升高到14.6～20.3 mmHg。这样的血流动力学变化使富含营养物质的门静脉血流由于栓塞侧肝叶的压力陡增而重新分配，栓塞侧肝叶“低灌注”而萎缩，未栓塞侧肝叶得到更多“灌注”而再生。有学者就此提出未栓塞侧肝叶的增生与门静脉血流流速增加的绝对值成正相关，但还有待进一步研究。

（2）肝细胞再生：PVE术后未栓塞侧肝细胞再生，一般其再生高峰出现在术后2～7

天，有7%～14%的肝细胞复制，诱导其复制的刺激因子有肝细胞生长因子（HGF）、上皮细胞生长因子、转化生长因子α（TGF-α）、肿瘤坏死因子α和白介素-6等，转录因子Stat-3及核因子NF-κB等基因表达增加，DNA在24～72小时内逐渐开始合成。肝细胞以克隆方式扩增，这种高度活跃的增殖状态可持续2周。栓塞侧肝叶肝细胞则转向凋亡，显微镜下见栓塞侧肝细胞萎缩，窦状隙增大明显，脉管附近出现局灶性坏死。

（3）PVE对肿瘤组织的影响：PVE后，栓塞侧管腔内栓子形成，防止了肿瘤沿门静脉

的转移，但在未栓塞侧肝叶内，却发现肿瘤组织生长加速现象。这应引起外科医生的注意，PVE虽然扩大了肝叶切除的手术指征，但是也冒着导致非栓塞侧肿瘤增大的风险，应严格掌握PVE指征。

2.临床应用现状：术前门静脉栓塞术作为肝脏恶性肿瘤切除前的辅助措施，因其微创、安全、提高术后残余肝脏体积，目前已经在日本和欧美国家得到广泛应用。研究显示，门静脉栓塞后可诱导肝组织再生，提高了恶性肿瘤的手术切除率，降低了术后肝功能衰竭的发生率[1-8,20-21]。然而，单纯栓塞技术仍有一定缺陷，7%～30%的患者因栓塞后肝组织代偿增生不足或肿瘤进展而不能外科手术。栓塞技术的不足导致后血管出现再通、影响非栓塞侧组织再生能力；门脉栓塞术后手术等待时间较长（2～4周）、出现肿瘤转移；男性、栓塞后胆红素升高等负性因素限制了非栓塞侧肝组织的再生。此外，我国原发性肝癌合并肝硬化的发生率较高（85%～95%），肝硬化因素影响了门静脉栓塞后肝组织的再生，使得手术切除较低[9-15,25-26]。

当前，为了提高门静脉栓塞术后诱导肝组织的再生能力，国外学者对栓塞技术进行了多方面改良，其远期疗效仍待进一步考证，主要包括以下几种方法：

（1）门静脉栓塞术联合经门静脉非栓塞侧分支灌注细胞因子白介素-6：白介素-6是门静脉栓塞术后诱导肝组织再生的启动因子之一。门静脉栓塞后灌注白介素-6后实验组的肝脏组织再生能力较对照组明显增强[27]。

（2）门静脉栓塞联合栓塞侧肝动脉栓塞诱导肝组织再生：此方法可加重肝组织坏死，具有一定的风险，如广泛肝坏死，其次，肝动脉栓塞能否诱导肝组织再生具有不确定性[28]。

（3）门静脉栓塞联合栓塞同侧肝静脉栓塞诱导肝组织再生：Shin等报道了一组小样本病例（12例），研究显示联合技术可增强非栓塞侧的肝组织再生，但由于肝静脉为回流静脉，因此肝静脉栓塞后有出现钢圈等栓塞剂脱落形成异位栓塞的风险，且技术要求较高[28]。

（4）两阶段门静脉栓塞或反复栓塞诱导肝组织再生：研究显示，两阶段门静脉栓塞或反复栓塞可增强组织再生，然而目前研究仅限于动物实验，是否适用于临床需要进一步验证[29-30]。

（5）改进栓塞材料提高栓塞程度，增强肝组织再生能力：栓塞剂PVA（聚乙烯醇颗粒）被认为是较理想的栓塞剂，具有廉价、安全的特性，与钢圈合用效果明显。理论上，PVA栓塞较小的静脉分支，钢圈栓塞较大的静脉分支，然而部分患者可出现血管再通。NBCA（α-氰基丙烯酸异丁脂）常用于动静脉畸形、动脉瘤等，最近有报道用于治疗内脏动脉瘤、肾脏创伤。与其他常用栓塞剂（如明胶海绵、PVA、钢圈，Amplatzer Vascular Plug等）相比，配制比例适当的组织胶更易到达门静脉的多级分支、闭塞血管彻底、不易建立侧枝及栓塞后血管再通、从而减少影响非栓塞肝脏组织再生的因素；另外，机体对组织胶的反应较其他栓塞剂轻，可望减轻栓塞后炎症反应的程度，但栓塞技术要求较高[31-41]。

肝干细胞移植术诱导肝组织再生进展

根据肝脏干细胞的来源不同，肝脏干细胞分为肝源性肝脏干细胞和非肝源性肝脏干细胞。前者来源于前肠内胚层，在胚胎发育过程中以成肝细胞的形式存在，在成年哺乳动物中，主要以肝卵圆细胞的形式存在；后者主要来源于胚胎干细胞、胰腺上皮细胞、骨髓来源的干细胞，（Mesenchymal stem cells, MSCs）。其中骨髓来源的干细胞又分为造血干细胞（hematopoietic stem cells, HSCs）和间充质干细胞干细胞.

近年研究发现，与造血干细胞相比，间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSCs）具有更高的分化成为肝细胞的潜能；局部输注MSCs具有减轻炎症反应、减少胶原沉积、促进组织塑型等功能，因此可用于修复肝脏、肺、心脏的器官的损伤。这些研究结果提示，MSCs 移植可用于促进肝组织再生。另外，由于MSCs来源广泛，取材容易，便于自体移植，几乎无免疫排斥，在体外长期培养过程中能保持其多向分化潜能，遗传背景相当稳定，因此成为目前研究的热点[16-23]

移植后如何从受体辨别移植的肝脏干细胞, 并观察其在受体中的生存状况、移植后临床症状改善的原因是因为移植细胞还是其他原因造成等，一直是让人困扰的问题。组织切片光镜检查不能区分受体细胞和移植的肝脏干细胞，目前大都采用干细胞体外标记后再移植入体内的方法。包括：传统标记方法标记移植细胞、分子影像学技术标记移植细胞、核医学分子显像技术、磁共振成像分子显像技术[42-43]。肝脏干细胞的移植途径的选择应遵循以下原则：移植空间要相对大，以保证移植肝脏干细胞数量并且应有较充分的血液供应；移植的肝脏干细胞需要来自门静脉高浓度的营养物质的支持作用及细胞因子的诱导作用才可保证移植肝脏干细胞的增殖和分化。已有研究发现，门静脉栓塞后产生的生物环境（肝细胞生长因子等多种因素参与），可非栓塞侧肝脏组织的代偿性增生，因此选择门静脉分布区域作为移植部位是肝脏干细胞移植的最理想的位置，而如何将肝脏干细胞移植至门静脉分布区域即移植技术手段则是肝脏干细胞移植的应用基础。目前主要手段有：传统肝脏干细胞移植途径、介入微创式肝脏干细胞移植途径。后者包括经导管肝动脉途径肝脏干细胞移植和经导管门静脉途径肝脏干细胞移植。肝脏干细胞只有约10um大小，经门静脉注射后更易分散到肝实质，避免阻塞肝窦发生门静脉高压，且能长期保持生成肝细胞和胆管细胞的能力。门静脉内含有高浓度的营养物质和亲肝因子，有利于移植细胞的存活并发挥功能。Ilan 等提出利用介入技术选择供体某一叶的门静脉属支进行移植,可以避免栓塞所引起的并发症。这些实验为肝脏干细胞的“区域性原位移植”提供了有益的经验。

联合门静脉栓塞和干细胞移植诱导肝组织再生进展

1.国外的相关研究现状：新近的一组小样本临床研究显示，联合门静脉栓塞和干细胞移植可提高单日肝脏组织增生体积和改善肝功能，显示了联合技术在诱导肝组织再生方法的良好苗头。然而与之相关的基础问题，如门静脉栓塞术后特定生物条件下干细胞参与组织再生及其在诱导肝组织再生方面的作用机理如何？选择何种合适的“种子”干细胞？联合技术的有效性如何等等,都需进行全面、系统、深入而细致的研究，以为该联合技术的临床推广应用提供实验依据，奠定理论基础。

2.国内的相关研究现状[45-58]：在门静脉栓塞技术方面，我国学者罗渝昆、嵇武、何振平; 马宽生、罗中华、杨维竹、黄兢姚、余宏建、项灿宏、闫文、王小农、黎洪浩、李建军、李令堂、陈在中、詹松华等对此进行了多项基础实验和临床研究，取得了许多宝贵了经验，为这项工作的深入研究奠定了基础。

在肝干细胞移植术研究方面，我国学者徐迎新、段海峰等对肝干细胞的分化进行了系统研究，腾皋军、田嘉禾、李京雨等对肝干细胞移植后存活细胞的示踪技术进行了相关研究。

存在的问题

1.关于骨髓干细胞在门静脉栓塞术后参与肝组织再生的作用如何。已知肝炎活动期、射频或肝切除术后可见骨髓干细胞参与了肝组织再生，然而门静脉栓塞术后的生物环境显然与上述情况有很多不同之处[59-60]，因此有必要对其进行深入研究。

2.关于“种子”干细胞的选择[16-23]。最新的一组有关联合技术应用的小样本研究是以CD133+造血干细胞为“种子”细胞的，其特点是体外分离培养难度较大，费用较高。与造血干细胞相比，骨髓间充质干细胞不仅可分化为肝细胞，同时还具有来源广泛，取材容易，分离、培养、体外标记示踪技术已较为成熟，费用较低便于自体移植，几乎无免疫排斥，且在体外长期培养过程中能保持其多向分化潜能，遗传背景相当稳定等特点，是较为理想的选择。

3.联合技术的有效性、技术优势评价[23]。新近研究是非对照、小样本实验，尚不能全面的说明问题，有必要对于联合技术相对于单纯PVE术的优势进行全面深入研究，以为该联合技术的联合应用提供实验依据，奠定理论基础。

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2014-7-12）

（本文编辑：黄强）

10.3877/cma.j.issn.2095-5782.2015.02.013

100853 北京，中国人民解放军总医院介入放射科（王志军、王茂强）

王茂强，Email：wangmq@sina.vip.com

王志军，王茂强.联合门静脉栓塞和干细胞移植诱导肝组织再生的研究进展[J/CD].中华介入放射学:电子杂志, 2015, 3(2): 104-107.