如果一切順利，患者最多長出5個「迷你肝臟」。
撰文丨淩駿
3月25日美國休士頓，臨床醫生在一台手術中將5000萬個肝細胞註入患者體內，如果進展順利，這名終末期肝衰患者將長出一個全新的肝臟。
這種治療方式被稱為「再生細胞移植療法」，由美國生物科技公司LyGenesis研發，目前已推進至2A期臨床試驗，並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實。「這是再生醫學領域的一個裏程碑。肝再生是組織再生中尤其困難的一個方向，幾十年來都沒有重大進展。」再生醫學專家、南京大學生命科學院副院長董磊教授告訴「醫學界」，他和團隊正致力於在動物脾臟中再生出有生理功能的肝臟。
作為終末期肝病（ESLD）的潛在治療方法，註射5000萬個肝細胞只是LyGenesis的第一步計劃。在接下去的臨床試驗中，其他患者最多將被註射2.5億個肝細胞，長出5個迷你肝臟，以替代壞死的原肝臟工作。
含有5000萬個肝細胞的細胞溶液
用淋巴結「孵化」肝臟
肝臟具有很強的再生能力，即便被切除一半，剩余的健康組織也能在幾個月內恢復到原始肝的大小。可如果肝損傷過於嚴重，肝移植可能就是患者的唯一選擇。
但對於一些年邁，或患有合並癥等的患者，他們的健康狀況並不一定能支持移植手術。另一方面，供體器官短缺是全球器官移植最大的障礙，合適的移植肝並非總能及時出現。因此，機械器官、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LyGenesis的計劃，研究人員要先從捐贈的肝臟中分離出肝細胞，並將其註射到患者受損肝臟附近的淋巴結中，一個供肝可以同時給幾十名患者使用。同時，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份健康的組織，就可以用於治療。
在3月25日首例患者的手術中，醫生將一根末端帶有網路攝影機的柔性細管穿過患者的喉嚨，穿過消化道，並聯合超聲辨識出了肝臟附近的一個目標淋巴結，5000萬個肝細胞隨之註入。
一旦註射完成，受損肝組織發出的「求救訊號」就會抵達目標淋巴結，指導新的肝細胞在淋巴結內孵化、生長。按照前期動物實驗的結果，隨時間推移，淋巴結會完全消失，最終發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【自然】報道，目前首例受試者已經出院，需要長期服用免疫抑制劑對抗排斥反應。研究人員還需要幾個月的時間，判斷術後迷你肝臟的發育和功能情況，以持續推進試驗開展。
值得一提的是，LyGenesis還宣布和另一家再生醫學公司iTolerance展開合作，目前正在開發一種技術，「使異位肝臟能夠在不需要免疫抑制的情況下生長。」
器官再生
「這種療法會成為再生醫學的一個裏程碑......有助於扭轉當前的器官供需失衡，向有利於患者的方向傾斜。」公司執行長Michael Hufford博士在新聞稿中表示。LyGenesis的「野心」並不僅僅滿足於再生肝臟，透過類似的方法，他們還在動物的淋巴結中培養了胸腺、腎臟和胰腺。
LyGenesis目前的產品管線
「從技術層面，LyGenesis的療法並不存在絕對難點，關鍵在於發現了一個能實作體內肝再生的新策略，又經過十多年的驗證，首次推進到臨床試驗階段。」董磊告訴「醫學界」。肝再生研究迄今已有幾十年歷史，但全球範圍內，真正在臨床階段有進展的研究鳳毛麟角。
「最常規的做法之一是傳統的組織工程方案，即先用生物材料搭建一個人工的模擬組織基質結構的‘框架’，然後在框架中植入功能細胞，透過體外或體內的培育，使這一結構發育成有功能的組織或器官。」
「但這一方案始終未能在肝臟這一類大型復雜器官的再生中獲得突破，其中最核心的挑戰是血管化，即如何在人工培育組織中生成足夠的功能完善的血管，並與人體迴圈系統整合。」董磊說。
既然難以「制造血管」，科學家隨後將目光轉向利用自體組織。【淺析類器官與肝臟再生研究進展】一文指出，可在腸系膜、脾臟或腎包膜下進行異位移植，這些類器官可形成具有功能性血管的獨立「迷你肝臟」單元，新生血管自發地整合到宿主的血管系統中。
LyGenesis聯合創始人Eric Lagasse博士就是其中一員。2012年，他和團隊在【自然·生物技術】釋出研究，表明將肝細胞註射到小鼠淋巴結12周後，重新長出了肝塊，小鼠也從致命的肝功能衰竭中緩解。
「人體有超過500個淋巴結，淋巴結內具有良好的血供環境，有一些獨特的組織構造，比較適合用於組織再生。」董磊說。為了進一步推進臨床轉化，2017年LyGenesis公司正式成立，並接連在小鼠、豬和狗的淋巴結中培育出了迷你肝臟。
在豬的迷你肝臟中，Eric Lagasse團隊發現了運輸膽汁的細胞。在小鼠實驗中，團隊發現如果受損的原位肝剩余足夠的健康組織，一些新植入的肝細胞會從淋巴結遷回，幫助原肝再生和愈合。此時，新的迷你肝臟會對應縮小，使肝臟組織的總量保持平衡。
2020年，美國FDA批準了此次臨床試驗。但根據【自然】報道，目前還不清楚人類的「迷你肝臟」到底會長到多大。同時，針對不同型別的肝病，需要用到多少個淋巴結，長出幾個肝臟，還需要進一步評估。
根據研發團隊的預測，迷你肝臟只要能起10%-30%的原肝輔助作用，就足以對患者產生重大影響。比如它可以幫助代謝血氨——在終末期肝病中，氨會在血液中積聚並進入大腦，導致混亂、情緒波動，甚至昏迷。
「迷你肝臟可能無法緩解所有終末期肝病的並行癥，比如嚴重的門靜脈高壓。」英國愛丁堡大學肝病學家Stuart Forbes對【自然】分析，「但它提供了一個‘權宜之計’，幫助患者等待肝臟移植。」
「很難說迷你肝臟能完全替代原肝臟。在淋巴結中培育肝組織，最大挑戰是單個淋巴結體積太小，容納不了太大的肝組織。」董磊同樣對「醫學界」分析，「人肝有上百億個肝細胞，而一個淋巴結只註射了5000萬個。假設要拿出人體10%-20%的淋巴結進行培育，可能會對免疫系統帶來很大損傷。」
「因此他們這個策略要真正在體內發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，且能存活下來的肝細胞數量。肝臟是高度依賴體積的器官，如果肝細胞總量不夠，就不太可能有顯著的生理作用。」董磊說。
據了解，LyGenesis本次臨床試驗共招募了12名患者，後續還有「中劑量組（1.5億個肝細胞）」和「高劑量組（2.5億個肝細胞）」，最多將有5個淋巴結同時發育成迷你肝臟，最終試驗結果預計在2026年初公布。
能解決什麽問題？
「器官再生的策略有很多，透過向現有的器官中植入目標功能性細胞或組織結構單元，是一個重要方向，目前也只有這一技術方案能夠解決體內血管化的問題。」董磊告訴「醫學界」，在這個方向上，胰島在肝臟中的再生進展相對最快，目前已經建立了標準的細胞獲取、純化流程，或將最快實作臨床套用。
「其他大型復雜器官的再生進展都比較緩慢。以心臟為例，它是一個高度依賴結構的器官，若把一群心肌細胞‘堆’在一起，無論在微觀還是宏觀結構方面，都難以長成原心臟的樣子。」董磊說，而肝臟的代謝功能對結構依賴程度較低，可以透過簡單的細胞移植和組織發育，來實作其部份功能。
但肝臟的問題在於，它實在是太大了。肝臟是人體最大的內臟器官，一個成年男性的肝臟大約有1.5kg。
「事實上，LyGenesis的肝再生療法也降低了臨床目標，即迷你肝臟能起到輔助或短期支撐作用就算成功。」董磊說，「要造出具有完備生理功能的肝臟，需要尋找內部空間更大，且能容納肝組織在其中生長發育的移植場所，目前人體內能匹配的只有脾臟。脾臟血供豐富，組織結構疏松，內部空間很大，容易在其中培育出接近天然肝臟一半大小的肝組織。」
據悉，董磊團隊從2012年就啟動了在脾臟內進行肝再生的研究。2020年6月，聯合澳門大學，團隊在Science Advance上釋出研究成果，經肝細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，發表於GUT的論文進行了技術升級，利用重編程技術，不依賴移植，直接讓小鼠脾臟發育成肝組織。
在上述實驗中，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，由於體積可以長得很大，所以具有比較完備的生理功能。
但董磊坦言，計畫還處於基礎研究的最佳化階段，離臨床轉化尚有一定距離。他認為，終末期肝病患者往往處於非常差的健康狀態，迫切需要肝功能的支撐，或難以接受比較耗時的再生方案。因此，在淋巴結或脾臟中進行肝再生，更為合理的臨床套用場景或在於單基因遺傳性肝病。
「肝臟參與代謝過程繁多，任何一個代謝途徑的關鍵基因出現問題，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終末期肝病。」董磊分析，若在疾病早期，能在患者體內培育出「第二個」肝互相配合，原肝發揮其他正常功能，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統一的解決方案。
同時，基於自體細胞的肝再生，理論上可避免移植排斥，對患者來說非常有意義。
「這項研究非常具有挑戰性，需要生物學、基礎和臨床醫學、幹細胞、基因編輯、生物材料等多個領域的通力配合。」董磊說，「這也是此次臨床試驗的意義所在。作為一個先行者，它讓學界和監管機構意識到，目前有一個不同於傳統組織工程學的思路，有望在肝再生領域實作重要突破。」
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責編：田棟梁
編輯：趙 靜
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