间充质干细胞的细胞治疗策略临床进展一览

间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）的细胞治疗是近年研究热点，包括传统意义上的以活细胞为基础的细胞治疗策略和新出现的以细胞外囊泡和其他可溶性蛋白质或生物活性分子为基础的去细胞治疗策略。

目前，MSCs诱导获得的细胞已具备成熟的功能和特异性的结构，结合生物材料或类器官技术的原位移植在定植率及功能性方面有了较大提升。另一方面，随着大规模培养技术和细胞外囊泡分离技术的成熟，大量获得高纯度的细胞外囊泡难度降低，细胞外囊泡的研究也逐渐成为当前研究的热点。

越来越多的研究支持间充质干细胞的治疗效果不仅是通过植入和分化效应进行修复，MSCs旁分泌也表现出良好效果。本文对基于间充质干细胞的细胞治疗策略的现状以及由间充质干细胞衍生的细胞治疗策略进行综述。

间充质干细胞的细胞治疗策略

MSCs属于多能干细胞，在增殖和分化能力上不具备完全的干性，因此在具备分化潜能的同时 又不存在致瘤的风险。此外MSCs细胞治疗对机体具有免疫调节能力，MSCs能够分泌多种免疫调节因子，包括吲哚胺2，3-双加氧酶、转化生长因子β、前列腺素E2、干扰素-γ（interferon⁃γ，IFN⁃γ）等，对T细胞、B细胞、NK细胞都有调节作用。随着MSCs研究的深入，不断有新的MSCs被发现并应用于新的疾病领域，多学科的交叉结合提升了MSCs细胞治疗策略的实用性，但目前临床中仍然存在着许多的瓶颈。

间充质干细胞的细胞治疗的适应症

01心脏疾病

近日，发表在《美国心脏病学会杂志》（JACC）中的一篇研究论文提出了，美国德克萨斯心脏研究所研究人员利用间充质干细胞来改善慢性心力衰竭的临床新进展。 

研究结果显示，这种干细胞疗法在治疗心力衰竭中的效果突出。MPCs治疗使心力衰竭患者的发病率降低了67%，中风的发生率降低了58.5%，甚至在严重炎症心力衰竭患者中，心脏病或中风的发生率降低75.3%。表明间充质前体干细胞治疗在心衰领域有着显著的改善效果。

02膝骨关节炎

近日，中国首个异体人源脂肪间干细胞注射液产品的III期临床试验启动。此前已完成的多中心II期临床试验结果初步表明，间充质干细胞在治疗膝骨关节炎（KOA）方面具有比较良好的安全性和有效性。

随着干细胞生物工程研究应用的深入探索，通过干细胞来修复与逆转骨关节炎，逐渐被认为是一种极具前景的治疗方式。

03髋关节置换

近日，《国际病例报告杂志》发表“成人干细胞疗法作为为严重髋关节骨关节炎全髋关节置换术的替代方案”的研究论文，该论文提出一项新的研究，干细胞疗法作为严重髋关节炎患者全髋关节置换术的替代治疗手段的可能性。此前已有的临床研究数据显示，患者接受自体间充质干细胞治疗之后的24个月随访时间内展现了良好的安全性和有效性，体现了该疗法在长期结果中的优势。成人干细胞疗法可能成为治疗严重髋关节骨关节炎患者的一种有前途的替代方法。

04角膜疾病

近日，Kala Pharmaceuticals宣布其在研人间充质干细胞分泌蛋白质组（MSC-S）疗法KPI-012获得FDA的快速通道指定，用于治疗持续性角膜上皮缺损（PCED）。

其1b期临床结果显示，在19周的随访中，8名接受治疗的患者中全部都显示出功能改善，其中有6名患者完全治愈PCED，且在后续的随访中仍持续保持治愈的状态；药物耐受性良好，未观察到任何安全性问题。Kala计划将于2023年晚些时候进行2b期临床试验。

05肺纤维化

近日，清华大学发起的国内首个“间充质干细胞外泌体雾化吸入治疗肺纤维性病变”临床研究宣布启动，本项目旨在评价间充质干细胞外泌体吸入治疗肺纤维性病变患者的安全性和有效性，为未来进一步扩大样本量和探索间充质干细胞外泌体治疗的适应症做准备。

间充质干细胞外泌体具有低免疫原性，高稳定性和易存储的特点，采用雾化吸入给药有利于肺部疾病的治疗，是一种前沿的，有潜力的新型疗法。

值得一提的是，除上述适应症之外，此前的研究表明，在针对治疗糖尿病足溃疡方面，间充质干细胞治疗也取得明显进展。且治疗期间没有出现严重不良事件，在完成治疗后继续观察了两年，随访发现两组患者均未出现与伤口治疗相关的不良事件，肯定了间充质干细胞治疗的安全性以及有效性。

另外，在美国顶尖医学期刊《Neurology》上也曾刊登过使用间充质干细胞注射疗法治疗脑部中风（脑卒中）的研究。并且已被证实该疗法可以促进包括免疫调节、神经元、脑血管和神经胶质重塑等内源性神经保护和脑修复进程。已有大量动物实验和临床研究证明，干细胞治疗用于促进缺血性脑卒中患者的康复是可行且安全的。

间充质干细胞与生物材料结合增强治疗的效果

常规的细胞治疗策略存在定植率低、存活率低、活性差等问题，通过与材料科学的交叉结合， 不仅能够解决这些问题，甚至能够特异性提高细胞的某项能力，增强细胞治疗效果。

这些材料往往具有良好力学和生物学性能，既满足细胞附着要求，又不引起过敏或免疫反应，具有很强的生物活性和生物相容性，以及可控的生物降解。脊髓损伤在外伤患者中较为常见，往往会给患者带来严重的后果，目前仍无有效治疗能够让患者完全恢复，MSCs与材料的结合有望解决这一问题。DPSCs联合水凝胶及活性氧清除剂，可以协同调节铁代谢，抑制铁死亡，促进脊髓铁稳态的恢复。同时联合水凝胶移植的DPSCs能够很好地定植分化并参与神经的重建，成为小鼠神经的一部分。

间充质干细胞的细胞治疗临床应用的瓶颈

MSCs的细胞治疗策略目前尚未在临床中广泛应用，主要还是人们对其安全性的担忧。MSCs属于多能干细胞，相较于胚胎干细胞和诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs），不存在成瘤风险和病毒编程带来的潜在风险，目前临床实验已证实MSCs的安全性，未发生异位组织、肿瘤等严重不良事件。

另一方面，也有报道又证实了MSCs的抑瘤作用。细胞的异质性也是带来安全性的问题之一，在经过大规模扩增培养后很可能表现出形态和功能的异质性，甚至可能造成血管栓塞导致严重后果。因此MSCs制备过程的安全性、分子机制、标准化以及运输和临床应用等方面的研究有待进一步深入。

间充质干细胞的去细胞治疗策略

去细胞治疗策略是通过细胞外囊泡和细胞分泌的其他可溶性蛋白质或生物活性分子进行治疗，是细胞治疗的一种衍生策略，不具有致瘤性和栓塞风险，具有更好的安全性。 

去细胞治疗制剂

常见的去细胞治疗制剂包括条件培养基、细胞外囊泡（EVs）、细胞裂解液三种。

条件培养基是将MSCs在无血清的基础培养基中培养，再将培养基离心过滤去除细胞碎片等杂质后获得的培养基，是可溶性成分和泡状成分的复杂混合物，包含可溶性蛋白质（细胞因子、生长因子、趋化因子、细胞粘附分子、信号和信号转导蛋白和酶）、核酸（DNA、mRNA和microRNAs）、脂质和EVs。由于条件培养基的收集比较简单，因此衍生了2种产品 ，即条件培养基浓缩液和EVs分离液（外泌体）。

EVs包含大量miRNA、mRNA和蛋白质，在细胞-细胞通讯、组织稳态、细胞分化和器官发育和重 塑中发挥重要作用。EVs根据其大小和来源主要分为5个亚群：纳米囊泡（8～12nm）；外泌体（30～150nm）；微囊泡（200～1000nm）；凋亡小体（1000～5000nm）；癌小体（1～10μm）。

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MSCs裂解液是将MSCs通过物理或者化学方法裂解，经离心过滤去除破碎细胞器的产物，包含多种细胞因子。MSCs裂解液同样具有炎症调节和促进组织再 生的作用，有研究报道MSCs裂解液在结肠炎、神经源性阴茎勃起障碍、皮肤光老化小鼠模型中均能够抑制炎症反应，抑制细胞凋亡，促进组织再生，改善临床症状。

去细胞治疗的有效性和安全性

MSCs来源的外泌体的相关研究是最多的，本综述主要阐述MSCs来源的外泌体去细胞治疗的有效性和安全性。MSCs来源的外泌体已用于多种疾病模型的治疗，在MSCs应用最为广泛的炎症和免疫疾病方面，局部应用MSCs来源外泌体可以抑制角质层补体的激活，从而减少中性粒细胞在角质层内和角质层分泌的IL-17，缓解银屑病症状。

MSCs在神经血管疾病的治疗中也有很好的效果，DPSCs来源的外泌体能够通过抑制HMGB1/TLR4/MyD88/NF⁃κB多条通路，减轻脑梗小鼠模型的脑水肿、脑梗死和神经功能障碍等症状。

外泌体主要由miRNA、mRNA和蛋白质构成，危险因素相对更少， 从各方面都相较细胞治疗策略更为安全。正是因为去细胞治疗策略所展现出来良好的有效性和安全性，许多临床前成果已经迅速步入临床实验阶段，相信未来去细胞治疗策略的发展将会带来更多的惊喜。

外泌体临床应用的瓶颈和突破

外泌体临床应用的所面临的主要问题是产能不足。差速超离法是用于外泌体分离的第一种方法，至今仍是外泌体分离的金标准，但是长时间的高速离心会造成外泌体的机械损伤，差速超离耗时长，提取率不高，使其难以在短时间内处理多个生物样品。聚合物沉淀法操作简单，所需时间短，适用于处理大量样品，但纯度不高且回收率较低，可能产生假阳性结果，产生的聚合物难以去除。超滤和排阻色谱法是根据外泌体与其他组分的尺寸差异进行分离，免疫亲和法是通过标记外泌体的特异性蛋白来分离，以上两种方法都存在提取效率较低的问题。

最新的研究报道自动化技术与微载体技术结合，实现全封闭自动化的MSCs大规模培养，能够最大程度减少污染可能，且节约人力成本，实现工业化生产临床级MSCs。细胞质量与传统二维平面培养的细胞质量无显著差异。另外，外泌体成分复杂，具体作用机制还需要更多的临床前研究加以证实，仍需开展全方位、多领域的研究。

小结

细胞治疗策略能替换病变的细胞从根本解决某些疾病，尤其在神经、心肌等再生能力弱的组织中所起作用更为关键。

随着诱导技术、组织工程技术、类器官技术的发展等，一些限制已经实现突破，MSCs诱导获得的细胞已经具备成熟的功能和特异性的结构，结合生物材料或类器官技术的原位移植在定植率及功能性方面都有极大的提升， 但其中的许多有效机制仍不明确，移植规模仍然较小，离人工器官的目标仍相去甚远。

虽然目前研究显示MSCs在移植后能够定植于体内，但似乎旁分泌所起到的作用更大，人们对细胞治疗策略安全性的担忧也是促进去细胞治疗策略发展的原因之一。

MSCs的旁分泌作用对于类器官的形成是有利的，这其中的机制值得进一步探索。去细胞治疗策略和细胞治疗策略是一个相辅相成、有机结合的整体，相信这会加速人工器官的早日实现，实现真正意义上的再生。

参考资料：[DOI10].12016/j.issn.2096⁃1456.2023.10.009

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