注射肝細(xì)胞，患者長(zhǎng)出新肝臟，這不是科幻，醫(yī)生正在這么做

如果一切順利，患者最多長(zhǎng)出5個(gè)“迷你肝臟”。

2024 年 4 月 2 日，細(xì)胞療法公司 LyGenesis 宣布其肝細(xì)胞移植療法的 IIa 期臨床研究完成了首位患者給藥。這一臨床試驗(yàn)于 2020 年獲得 FDA 批準(zhǔn)，擬用于不適合肝移植的終末期肝病患者的治療。研究計(jì)劃入組 12 名患者，預(yù)計(jì)于 2025 年可獲得研究完整數(shù)據(jù)，并將于 2026 年公布研究結(jié)果。注射肝細(xì)胞，患者長(zhǎng)出新肝臟，這不是科幻，醫(yī)生正在這么做。

3月25日美國休斯敦，臨床醫(yī)生在一臺(tái)手術(shù)中將5000萬個(gè)肝細(xì)胞注入患者體內(nèi)，如果進(jìn)展順利，這名終末期肝衰患者將長(zhǎng)出一個(gè)全新的肝臟。

這種治療方式被稱為“再生細(xì)胞移植療法”，由美國生物科技公司LyGenesis研發(fā)，目前已推進(jìn)至2A期臨床試驗(yàn)，并完成了全球首例患者給藥，近日患者順利出院。

在人體中培育出新的器官正在成為現(xiàn)實(shí)?！斑@是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。肝再生是組織再生中尤其困難的一個(gè)方向，幾十年來都沒有重大進(jìn)展?！痹偕t(yī)學(xué)專家、南京大學(xué)生命科學(xué)院副院長(zhǎng)董磊教授告訴“醫(yī)學(xué)界”，他和團(tuán)隊(duì)正致力于在動(dòng)物脾臟中再生出有生理功能的肝臟。

作為終末期肝?。‥SLD）的潛在治療方法，注射5000萬個(gè)肝細(xì)胞只是LyGenesis的第一步計(jì)劃。在接下去的臨床試驗(yàn)中，其他患者最多將被注射2.5億個(gè)肝細(xì)胞，長(zhǎng)出5個(gè)迷你肝臟，以替代壞死的原肝臟工作。

含有5000萬個(gè)肝細(xì)胞的細(xì)胞溶液

用淋巴結(jié)“孵化”肝臟

肝臟具有很強(qiáng)的再生能力，即便被切除一半，剩余的健康組織也能在幾個(gè)月內(nèi)恢復(fù)到原始肝的大小。可如果肝損傷過于嚴(yán)重，肝移植可能就是患者的唯一選擇。注射肝細(xì)胞，患者長(zhǎng)出新肝臟，這不是科幻，醫(yī)生正在這么做。

但對(duì)于一些年邁，或患有合并癥等的患者，他們的健康狀況并不一定能支持移植手術(shù)。另一方面，供體器官短缺是全球器官移植最大的障礙，合適的移植肝并非總能及時(shí)出現(xiàn)。因此，機(jī)械器官、異種生物器官移植和器官再生，已成為三大革命性的器官疾病解決方案。

根據(jù)LyGenesis的計(jì)劃，研究人員要先從捐贈(zèng)的肝臟中分離出肝細(xì)胞，并將其注射到患者受損肝臟附近的淋巴結(jié)中，一個(gè)供肝可以同時(shí)給幾十名患者使用。同時(shí)，供肝還可以是“不完美”的，它也許匹配不到合適患者，又或者存在組織缺陷要被“丟棄”，但在再生療法中，研究人員只需取供肝中一部分健康的組織，就可以用于治療。

在3月25日首例患者的手術(shù)中，醫(yī)生將一根末端帶有攝像頭的柔性細(xì)管穿過患者的喉嚨，穿過消化道，并聯(lián)合超聲識(shí)別出了肝臟附近的一個(gè)目標(biāo)淋巴結(jié)，5000萬個(gè)肝細(xì)胞隨之注入。

一旦注射完成，受損肝組織發(fā)出的“求救信號(hào)”就會(huì)抵達(dá)目標(biāo)淋巴結(jié)，指導(dǎo)新的肝細(xì)胞在淋巴結(jié)內(nèi)孵化、生長(zhǎng)。按照前期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，隨時(shí)間推移，淋巴結(jié)會(huì)完全消失，最終發(fā)育成高度血管化的迷你肝臟，過濾血液，支持原生肝臟的功能。

根據(jù)《自然》報(bào)道，目前首例受試者已經(jīng)出院，需要長(zhǎng)期服用免疫抑制劑對(duì)抗排斥反應(yīng)。研究人員還需要幾個(gè)月的時(shí)間，判斷術(shù)后迷你肝臟的發(fā)育和功能情況，以持續(xù)推進(jìn)試驗(yàn)開展。

值得一提的是，LyGenesis還宣布和另一家再生醫(yī)學(xué)公司iTolerance展開合作，目前正在開發(fā)一種技術(shù)，“使異位肝臟能夠在不需要免疫抑制的情況下生長(zhǎng)。”

器官再生

“這種療法會(huì)成為再生醫(yī)學(xué)的一個(gè)里程碑......有助于扭轉(zhuǎn)當(dāng)前的器官供需失衡，向有利于患者的方向傾斜?！惫臼紫瘓?zhí)行官M(fèi)ichaelHufford博士在新聞稿中表示。LyGenesis的“野心”并不僅僅滿足于再生肝臟，通過類似的方法，他們還在動(dòng)物的淋巴結(jié)中培養(yǎng)了胸腺、腎臟和胰腺。

LyGenesis目前的產(chǎn)品管線

“從技術(shù)層面，LyGenesis的療法并不存在絕對(duì)難點(diǎn)，關(guān)鍵在于發(fā)現(xiàn)了一個(gè)能實(shí)現(xiàn)體內(nèi)肝再生的新策略，又經(jīng)過十多年的驗(yàn)證，首次推進(jìn)到臨床試驗(yàn)階段?！倍诟嬖V“醫(yī)學(xué)界”。肝再生研究迄今已有幾十年歷史，但全球范圍內(nèi)，真正在臨床階段有進(jìn)展的研究鳳毛麟角。

“最常規(guī)的做法之一是傳統(tǒng)的組織工程方案，即先用生物材料搭建一個(gè)人工的模擬組織基質(zhì)結(jié)構(gòu)的‘框架’，然后在框架中植入功能細(xì)胞，通過體外或體內(nèi)的培育，使這一結(jié)構(gòu)發(fā)育成有功能的組織或器官?！?/p>

“但這一方案始終未能在肝臟這一類大型復(fù)雜器官的再生中獲得突破，其中最核心的挑戰(zhàn)是血管化，即如何在人工培育組織中生成足夠的功能完善的血管，并與人體循環(huán)系統(tǒng)整合?！倍谡f。

既然難以“制造血管”，科學(xué)家隨后將目光轉(zhuǎn)向利用自體組織。《淺析類器官與肝臟再生研究進(jìn)展》一文指出，可在腸系膜、脾臟或腎包膜下進(jìn)行異位移植，這些類器官可形成具有功能性血管的獨(dú)立“迷你肝臟”單元，新生血管自發(fā)地整合到宿主的血管系統(tǒng)中。

LyGenesis聯(lián)合創(chuàng)始人Eric Lagasse博士就是其中一員。2012年，他和團(tuán)隊(duì)在《自然·生物技術(shù)》發(fā)布研究，表明將肝細(xì)胞注射到小鼠淋巴結(jié)12周后，重新長(zhǎng)出了肝塊，小鼠也從致命的肝功能衰竭中緩解。

“人體有超過500個(gè)淋巴結(jié)，淋巴結(jié)內(nèi)具有良好的血供環(huán)境，有一些獨(dú)特的組織構(gòu)造，比較適合用于組織再生。”董磊說。為了進(jìn)一步推進(jìn)臨床轉(zhuǎn)化，2017年LyGenesis公司正式成立，并接連在小鼠、豬和狗的淋巴結(jié)中培育出了迷你肝臟。

在豬的迷你肝臟中，Eric Lagasse團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了運(yùn)輸膽汁的細(xì)胞。在小鼠實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)如果受損的原位肝剩余足夠的健康組織，一些新植入的肝細(xì)胞會(huì)從淋巴結(jié)遷回，幫助原肝再生和愈合。此時(shí)，新的迷你肝臟會(huì)對(duì)應(yīng)縮小，使肝臟組織的總量保持平衡。

2020年，美國FDA批準(zhǔn)了此次臨床試驗(yàn)。但根據(jù)《自然》報(bào)道，目前還不清楚人類的“迷你肝臟”到底會(huì)長(zhǎng)到多大。同時(shí)，針對(duì)不同類型的肝病，需要用到多少個(gè)淋巴結(jié)，長(zhǎng)出幾個(gè)肝臟，還需要進(jìn)一步評(píng)估。

根據(jù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的預(yù)測(cè)，迷你肝臟只要能起10%-30%的原肝輔助作用，就足以對(duì)患者產(chǎn)生重大影響。比如它可以幫助代謝血氨——在終末期肝病中，氨會(huì)在血液中積聚并進(jìn)入大腦，導(dǎo)致混亂、情緒波動(dòng)，甚至昏迷。

“迷你肝臟可能無法緩解所有終末期肝病的并發(fā)癥，比如嚴(yán)重的門靜脈高壓。”英國愛丁堡大學(xué)肝病學(xué)家Stuart Forbes對(duì)《自然》分析，“但它提供了一個(gè)‘權(quán)宜之計(jì)’，幫助患者等待肝臟移植?！?/p>

“很難說迷你肝臟能完全替代原肝臟。在淋巴結(jié)中培育肝組織，最大挑戰(zhàn)是單個(gè)淋巴結(jié)體積太小，容納不了太大的肝組織?！倍谕瑯訉?duì)“醫(yī)學(xué)界”分析，“人肝有上百億個(gè)肝細(xì)胞，而一個(gè)淋巴結(jié)只注射了5000萬個(gè)。假設(shè)要拿出人體10%-20%的淋巴結(jié)進(jìn)行培育，可能會(huì)對(duì)免疫系統(tǒng)帶來很大損傷?！?/p>

“因此他們這個(gè)策略要真正在體內(nèi)發(fā)揮出肝臟的生理功能，未來需要克服的障礙就是如何提升能夠植入體內(nèi)，且能存活下來的肝細(xì)胞數(shù)量。肝臟是高度依賴體積的器官，如果肝細(xì)胞總量不夠，就不太可能有顯著的生理作用。”董磊說。

據(jù)了解，LyGenesis本次臨床試驗(yàn)共招募了12名患者，后續(xù)還有“中劑量組（1.5億個(gè)肝細(xì)胞）”和“高劑量組（2.5億個(gè)肝細(xì)胞）”，最多將有5個(gè)淋巴結(jié)同時(shí)發(fā)育成迷你肝臟，最終試驗(yàn)結(jié)果預(yù)計(jì)在2026年初公布。

能解決什么問題？

“器官再生的策略有很多，通過向現(xiàn)有的器官中植入目標(biāo)功能性細(xì)胞或組織結(jié)構(gòu)單元，是一個(gè)重要方向，目前也只有這一技術(shù)方案能夠解決體內(nèi)血管化的問題?！倍诟嬖V“醫(yī)學(xué)界”，在這個(gè)方向上，胰島在肝臟中的再生進(jìn)展相對(duì)最快，目前已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞獲取、純化流程，或?qū)⒆羁鞂?shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用。注射肝細(xì)胞，患者長(zhǎng)出新肝臟，這不是科幻，醫(yī)生正在這么做。

“其他大型復(fù)雜器官的再生進(jìn)展都比較緩慢。以心臟為例，它是一個(gè)高度依賴結(jié)構(gòu)的器官，若把一群心肌細(xì)胞‘堆’在一起，無論在微觀還是宏觀結(jié)構(gòu)方面，都難以長(zhǎng)成原心臟的樣子?！倍谡f，而肝臟的代謝功能對(duì)結(jié)構(gòu)依賴程度較低，可以通過簡(jiǎn)單的細(xì)胞移植和組織發(fā)育，來實(shí)現(xiàn)其部分功能。

但肝臟的問題在于，它實(shí)在是太大了。肝臟是人體最大的內(nèi)臟器官，一個(gè)成年男性的肝臟大約有1.5kg。

“事實(shí)上，LyGenesis的肝再生療法也降低了臨床目標(biāo)，即迷你肝臟能起到輔助或短期支撐作用就算成功?！倍谡f，“要造出具有完備生理功能的肝臟，需要尋找內(nèi)部空間更大，且能容納肝組織在其中生長(zhǎng)發(fā)育的移植場(chǎng)所，目前人體內(nèi)能匹配的只有脾臟。脾臟血供豐富，組織結(jié)構(gòu)疏松，內(nèi)部空間很大，容易在其中培育出接近天然肝臟一半大小的肝組織?！?/p>

據(jù)悉，董磊團(tuán)隊(duì)從2012年就啟動(dòng)了在脾臟內(nèi)進(jìn)行肝再生的研究。2020年6月，聯(lián)合澳門大學(xué)，團(tuán)隊(duì)在ScienceAdvance上發(fā)布研究成果，經(jīng)肝細(xì)胞移植成功將小鼠的脾臟改造成了具有肝功能的器官。2022年1月，發(fā)表于GUT的論文進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)，利用重編程技術(shù)，不依賴移植，直接讓小鼠脾臟發(fā)育成肝組織。

在上述實(shí)驗(yàn)中，小鼠在90%肝切的情況下，僅依賴脾臟中再生肝組織的支持得以存活，證明在脾臟中再生出的肝組織，由于體積可以長(zhǎng)得很大，所以具有比較完備的生理功能。

但董磊坦言，項(xiàng)目還處于基礎(chǔ)研究的優(yōu)化階段，離臨床轉(zhuǎn)化尚有一定距離。他認(rèn)為，終末期肝病患者往往處于非常差的健康狀態(tài)，迫切需要肝功能的支撐，或難以接受比較耗時(shí)的再生方案。因此，在淋巴結(jié)或脾臟中進(jìn)行肝再生，更為合理的臨床應(yīng)用場(chǎng)景或在于單基因遺傳性肝病。

“肝臟參與代謝過程繁多，任何一個(gè)代謝途徑的關(guān)鍵基因出現(xiàn)問題，包括尿素代謝異常、銅代謝異常、乳酸代謝障礙等，不加以治療可能最終誘發(fā)終末期肝病。”董磊分析，若在疾病早期，能在患者體內(nèi)培育出“第二個(gè)”肝互相配合，原肝發(fā)揮其他正常功能，新肝臟則只矯正有缺陷的單基因遺傳病，那諸多遺傳肝病或許能得到一個(gè)統(tǒng)一的解決方案。

同時(shí)，基于自體細(xì)胞的肝再生，理論上可避免移植排斥，對(duì)患者來說非常有意義。

“這項(xiàng)研究非常具有挑戰(zhàn)性，需要生物學(xué)、基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)、干細(xì)胞、基因編輯、生物材料等多個(gè)領(lǐng)域的通力配合?！倍谡f，“這也是此次臨床試驗(yàn)的意義所在。作為一個(gè)先行者，它讓學(xué)界和監(jiān)管機(jī)構(gòu)意識(shí)到，目前有一個(gè)不同于傳統(tǒng)組織工程學(xué)的思路，有望在肝再生領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破。”注射肝細(xì)胞，患者長(zhǎng)出新肝臟，這不是科幻，醫(yī)生正在這么做。