每年，美國有超過6000名患有肝病或面臨肝功能衰竭的人接受全器官移植。儘管該手術相對安全有效，但仍然存在問題：需求超過供應；目前美國的等待名單超過15000人，而每年僅進行約6000例捐贈。該手術的費用可能超過30萬美元，而免疫抑制劑（阻止免疫系統排斥新器官的藥物）可能導致危險的感染和無法控制的出血。
一種新方法可能提供一個權宜之計，或者在未來，提供一種全新的替代方案。該技術被稱為肝細胞移植，它用來自已故捐贈者的健康細胞替換約10％的肝臟。患者的器官不會被移除，從而減少了恢復時間、併發症和成本。到目前為止，美國只有不到150名接受者，該方法仍處於早期階段。
如果克服某些障礙（例如細胞供應有限和患者肝臟中的空間有限），肝細胞移植可能會成為許多肝病患者的選擇。一些通常需要進行全器官移植治療的代謝紊亂，可以改用這種強度較低的方法進行糾正。對於面臨急性肝衰竭的患者，肝細胞移植可以幫助他們的肝臟發揮功能，直到他們康復。一些不適合進行肝移植的疾病，例如苯丙酮尿症 (PKU) 和酪氨酸血癥等氨基酸紊亂，也可以使用新方法治療。對於那些沒有其他選擇，移植仍然是唯一選擇的患者，該手術也可以用作臨時措施，根據需要重複進行，直到患者在等待名單上名列前茅——每年約有1500人在等待移植時死亡。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於當今塑造我們世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
肝細胞是肝臟的主要功能細胞。在被認為不適合移植的捐贈肝臟中，肝細胞通常仍然能夠在另一個肝臟內再生。為了提取它們，將肝臟切碎，並使用一種稱為膠原酶的酶消化將細胞固定在一起的纖維基質。去除白細胞和紅細胞，以及膽管細胞。剩下的就是肝細胞。
在48小時內，這些新鮮細胞透過門靜脈（將血液輸送到肝臟）或透過臍帶靜脈（流入門靜脈）注入患者體內。新細胞擠過門靜脈內壁細胞之間的空隙，進入肝臟，在那裡它們與患者自身的肝細胞融合。“然後它們就留在那裡生活，”匹茲堡大學的胃腸病學家艾拉·福克斯說，他正在開創這項技術。每次輸注可以引入大約10億個新細胞。
該技術適用於器官結構仍然完整的肝臟疾病。“如果不需要更換100%的缺陷器官，那麼為什麼不嘗試提供所需數量的細胞來提供穩定性呢？”匹茲堡兒童醫院的兒科醫生和醫學遺傳學主任傑裡·沃克利說，他是福克斯領導的苯丙酮尿症肝細胞移植臨床試驗的研究員。這種情況導致身體無法分解苯丙氨酸，一種存在於許多食物中的氨基酸。
除苯丙酮尿症外，其他遺傳性代謝疾病還包括尿素迴圈障礙，其中身體無法消除正常蛋白質代謝產生的氨，以及稱為克里格勒-納賈爾綜合徵的膽汁酸障礙。對於許多這些疾病，更換約 10% 的肝臟可能會帶來顯著的健康改善。急性肝功能衰竭，其中功能迅速喪失，但器官的結構保持完整，是另一個潛在的適應症。
肝細胞移植可以治療目前適用於肝移植的估計一半的代謝紊亂，取代“可能多達10%的兒科移植候選人，”福克斯說，以及許多成年患者。任何患有苯丙酮尿症的人（該疾病在美國約每 15,000 名新生兒中發生一例）也可以受益。成年人肝移植最常見的適應症，即肝硬化引起的肝衰竭和丙型肝炎，不能透過僅細胞移植治療，因為患病器官的異常結構不允許新細胞存活。
該方法確實存在一些風險：一次輸注過多細胞會增加門靜脈的壓力，導致胃腸道出血；肝細胞可能會遷移到迴圈系統並阻塞肺部動脈；並且患者仍然需要免疫抑制，儘管在移植後的幾個月內可以逐漸減少藥物劑量。（有些患者可以完全停止用藥。）但這些併發症的風險“極低，”福克斯說，他指出該手術可以隨時停止。如果患者感染或其他嚴重併發症，則停止使用免疫抑制劑，清除注入的細胞，肝臟恢復到以前的狀態。
儘管肝細胞移植仍處於實驗階段，“我認為我們已經很接近了解我們在做什麼了，”沃克利說。仍然存在挑戰。其中之一是肝細胞的供應有限。事實證明，不適合全器官移植的捐贈肝臟提供了足夠的肝細胞供應，但提取細胞很困難。在實驗室中從幹細胞中培養它們可以提供替代來源，儘管仍然需要克服重大的工程挑戰（例如生成足夠的細胞並消除具有腫瘤形成潛力的細胞）。
為注入的細胞在肝臟中開闢空間是另一個挑戰。為了幫助它們適應，福克斯正在探索在輸注前使用輻射殺死一些宿主肝細胞。確保新細胞永久性地融入肝臟也是一個問題，但沃克利和福克斯對儘早識別細胞排斥和完善免疫抑制劑方案的新技術將導致這種長期移植持樂觀態度。免疫抑制劑併發症也令人擔憂。在倫敦國王學院醫院，兒科醫生阿尼爾·達萬自 2003 年以來進行了 33 例肝細胞移植，他用藻酸鹽（一種天然凝膠，可以隱藏它們免受免疫攻擊）包裹供體細胞，從而消除了對免疫抑制劑的需求。
達萬是商業肝細胞供應商 Cytonet 的科學顧問，他最近使用肝細胞移植治療了一名患有嚴重尿素迴圈缺陷的兩天大男嬰。在對其他疾病進行測試後，福克斯和沃克利現在專注於必須保持嚴格限制飲食以避免神經損傷的苯丙酮尿症患者。在一例患者中，肝細胞移植使她的苯丙氨酸水平降低了近一半。她難以遵循適當的飲食導致了認知問題，而移植使她能夠安全地放寬飲食並降低受傷的風險。對於福克斯來說，“這是一個成功的故事。”