间充质干细胞疗法在慢性炎症性疾病中的应用研究进展

慢性炎症系统性疾病（CID）是对以持续数月至数年的长期炎症为特征的疾病的统称。包括类风湿性关节炎、炎症性肠病、系统性红斑狼疮等。CID患者由于炎症自我调节机制受损，炎症反复发作，导致炎症部位组织同时破坏和愈合。

目前传统疗法治疗慢性炎症系统性疾病的药物有皮质类固醇、免疫抑制剂和单克隆抗体等，但耐药性和不良反应限制了它们的使用。随着干细胞疗法变得越来越受到关注，因为它们易于获得且伦理要求较低。

国际细胞治疗协会将间充质干细胞 (MSC) 定义为非造血干细胞，它们：

• (1) 在标准培养条件下具有塑料粘附性；
• (2)表达CD73、CD90和CD105，但缺乏CD11b、CD14、CD34、CD45、CD19或CD79α和HLA-DR抗原，
• (3)在体外分化为成骨细胞、脂肪细胞和成软骨细胞。间充质干细胞存在于骨髓、脐带血、胎盘、脂肪组织、羊水、牙组织、皮肤、毛囊和扁桃体中。

间充质干细胞治疗慢性炎症系统性疾病的机制

间充质干细胞是多能祖细胞，能够迁移到损伤和肿瘤部位、自我更新和分化成多个组织。它们是强大的免疫调节剂，可产生吲哚胺2,3-双加氧酶 (IDO) 、TGF-β、PGE2和NO等免疫调节分子，或直接通过 PDL-1/PD- 1PDL-1/B7-H1或ICAM-1/LFA-1配体影响免疫细胞的增殖、分化、成熟和极化。MSC的免疫抑制机制如图1所示。

IFN-γ等炎症因子激活的MSCs通过分泌IDO、TGF-b、NO、PGE2等分子、外泌体和细胞间连接，调节多种免疫细胞，包括T、B、NK和巨噬细胞。

其中T细胞是MSC免疫抑制的主要靶细胞，可抑制幼稚T细胞极化为促炎细胞Th1或Th17、Tfh，促进幼稚T细胞向调节性免疫细胞Treg分化，并间接通过Tcells抑制B细胞的增殖和分化。此外，MSC可直接抑制B细胞向浆细胞分化，促进B细胞向Breg细胞分化。MSC促进巨噬细胞极化为炎症抑制表型M2，并抑制DC的成熟。

此外，研究发现，源自间充质干细胞的外泌体也在间充质干细胞治疗中发挥重要作用。一项关于椎间盘退变的研究发现，BM-MSC 衍生的外泌体可促进宿主细胞的生长和存活。同时，髓核细胞来源的外泌体促进BM-MSC迁移并诱导其分化为髓核样表型。MSC衍生的外泌体还促进巨噬细胞转变为M2表型。

也有研究表明，用IFN-γ或联合IL-4/IL-25预处理MSC具有更好的治疗效果。体外研究表明，高度炎性的滑液（SF）能更好地刺激MSC的增殖和免疫抑制能力，提示MSC在患者体内炎症因子升高或恰好处于病程中时可达到最佳疗效。MSC递送方式包括全身递送和局部递送。静脉内给药是最常用的给药途径。

然而，静脉注射的MSCs有时会在肺和脾组织中富集，它们很容易被免疫细胞识别和清除，仅留下少量到达靶器官 。目前临床研究的患者大多接受1×10⁶个细胞/kg的单次静脉输注，只有少部分患者会进行2-3次输注。结肠组织局部注射剂量为1×107–1.2×10⁸个细胞。

MSC是目前临床实践中使用最广泛的干细胞，尽管由于来源、剂量和时间的差异导致临床结果不一致。本综述旨在回答哪些类型的患者适合接受MSC治疗，以及间充质干细胞治疗慢性炎症系统性疾病的临床试验。

关于间充质干细胞治疗类风湿关节炎的临床试验

截止2022年11，在美国国立卫生研究院的最大临床试验注册库clinicaltrials.gov网站上注册的有关间充质干细胞治疗类风湿关节炎的临床研究项目有6项。

关于间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮的临床试验

截止2022年11，在美国国立卫生研究院的最大临床试验注册库clinicaltrials.gov网站上注册的有关间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮的临床研究项目有9项。

关于间充质干细胞治疗炎症性肠病的临床试验

截止2022年11，在美国国立卫生研究院的最大临床试验注册库clinicaltrials.gov网站上注册的有关间充质干细胞治疗炎症性肠病的临床研究项目有33项，其中已经完成的项目有7项。

间充质干细胞与类风湿性关节炎 (RA)

类风湿性关节炎（RA）是一种慢性炎症性自身免疫性疾病，其特征是滑膜增生和水肿。其后遗症包括炎症细胞浸润滑膜、软骨损伤和由于慢性炎症过程引起的骨侵蚀。

RA发病机制中的一个主要因素是称为滑膜的关节内结缔组织的炎症。炎症过程主要由成纤维细胞样滑膜细胞 (FLS)、巨噬细胞和浸润性淋巴细胞组成，巨噬细胞维持在促炎M1和抗炎M2表型之间的微妙来回转变中。骨破坏与破骨细胞和成骨细胞之间的失衡密切相关。

作为治疗剂，MSC与IFN-γ的组合已被证明可在3个月内显著缓解多达93.3%的患者的关节炎症状，并且在随访1年内无复发。

研究发现，T细胞产生的高浓度IFN-γ可诱导MSC产生更多的吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)，从而增强MSC的自身免疫调节能力。因此，IFN-γ可能是MSC在RA患者中治疗功能的关键调节剂，其血清水平与RA患者对MSC治疗的反应直接相关。

间充质干细胞与系统性红斑狼疮

SLE是一种自身免疫性疾病，其特征是患者的自身免疫耐受性被破坏、核抗体和免疫复合物的产生以及多器官功能的破坏。10%的SLE患者最终会发展为狼疮性肾炎 (LN)，而只有一半的LN患者会康复。管理狼疮的目标是改善患者的长期结果和生活质量，因此管理计划是治疗疾病症状，防止对其他主要器官的损害并尽量减少药物副作用。

间充质干细胞疗法 (MSCT) 是安全的，可使SLE患者获得长期临床缓解。2018年，中国南京鼓楼医院进行了一项为期五年的随访研究发现，34%的SLE患者在MSCT后得到缓解，存活率为84%，复发率为24%。

SLE疾病活动指数（SLEDAI）评分显着下降，而白蛋白、补体C3、WBC、血小板、血红蛋白、肺容积和生活质量在随访期间持续改善；dsDNA、ANA、蛋白尿、血清尿素氮、肌酐水平在MSCT后1年内下降。MSCT组Treg数量、Treg/Th17比值、Foxp3和TGF-β增加，而 Th17、IL-17和TNF-α显着下降，IL-6和IL-17A无变化。

间充质干细胞移植可使SLE患者5年存活率高达85%，且患者临床标志物在随访期间持续改善。骨髓或脐带来源的MSCs患者的治疗没有差异。然而，患者的MSCT前状态可能会影响MSCT的疗效。与RA一样，基线时IFN-γ水平较高或基线IL-6水平较低的患者对MSCT表现出良好的临床反应，并且在病程中途施用hBMSC可以减缓肾炎并防止狼疮肾炎的发展。

间充质干细胞与炎症性肠病

炎症性肠病(IBD) 是一个术语，用于描述胃肠道的两种慢性炎症状况，即克罗恩病(CD) 和溃疡性结肠炎(UC)。

它们的特点是炎症缓解和复发交替发作，通常会导致肠瘘和狭窄。

影响IBD的因素多种多样且复杂，并且是由遗传-环境相互作用引起的。这种反应的核心是肠道免疫细胞和上皮完整性之间的稳态，上皮完整性由上皮细胞和间充质细胞组成。一旦粘膜再生，微生物移位和进一步的炎症就会被阻止。

肛周瘘管是CD的严重并发症。由于其免疫调节和组织修复的能力，MSC是治疗肛周瘘管的一种新的和有前途的治疗方法。

Kol 等人发现细菌可以促进MSC抑制T细胞增殖。研究表明，在DSS模型中，尾静脉注射MSC可增加小鼠肠道Ki-67(+)肠上皮细胞、LGR5(+)肠干细胞和CD31(+)内皮细胞的数量，表现出更大的肠恢复能力。

2015年，在一项研究中，MSC局部注射后12周，队列1[1×107个细胞]、2个[3×107个细胞]和3个[9×107个细胞]分别有40.0%、80.0%和 20.0%达到完全瘘管闭合。

4年后，在队列2中，所有瘘管均已闭合。在同一4年中，队列1中63%的瘘管闭合，而队列3中43%的瘘管闭合。治疗后24周和4年，没有患者检测到抗HLA抗体。

与其他疾病不同，在IBD中，MSC通常直接移植到患者的瘘管组织中，但也可以使用输血。除了在局部MSCT后长时间完全愈合外，瘘管组织中的IL-8、IL-1β和IL-6水平显着升高；然而，MSC治疗后正常组织和瘘管组织在这些因素上没有显着差异，伴有PDAI、MSS、PDAI降低和SIBDQ升高，但CDAI、CRP、纤维蛋白原、WBC没有变化。我们尚未发现MSC静脉输注前后Treg数量、CRP和CF水平存在差异，MSCT反应组与无反应组之间CRP无显着差异。

以上研究表明，间充质干细胞治疗可以改善IBD患者的生活质量。静脉注射 MSC可恢复小鼠的免疫功能，促进血管再生，减少氧化应激。这些发现还需要进一步的研究来验证。局部注射MSC通过免疫抑制促进难治性克罗恩病患者瘘管愈合，进一步促进肠上皮再生。尽管CRP和CF是反映患者疾病活动度的常用临床生物标志物，但仍缺乏支持其用于MSC治疗监测的证据。

结论：上面总结的这些研究表明，活动性CID是由异常的免疫稳态引起的，可以通过MSCT恢复。MSCT降低血清炎症相关因子TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-8、ROS水平和外周血Th、Tfh、B细胞数量，同时增加IL-10、TGF -β、IDO（MSC免疫调节的关键因素）、血管生成因子以及Treg和Breg细胞的数量。

重要的是，在RA中，间充质干细胞移植前患者血清IFN-γ水平高，移植后IFN-γ短暂升高表明患者可以获得更好的治疗效果，因为它能够促进IDO的释放以促进MSC的免疫活性。

展望：慢性炎症性全身性疾病是机体免疫失衡的结果，病程长，反复发作。免疫抑制剂是主要的治疗方法，但并非所有患者都对此反应良好。间充质干细胞具有自我更新和分化成多种组织细胞的能力以及低免疫原性，是一种很有前途的治疗慢性炎症性全身性疾病的方法。

参考资料：

Huang F, Thokerunga E, He F, Zhu X, Wang Z, Tu J. Research progress of the application of mesenchymal stem cells in chronic inflammatory systemic diseases. Stem Cell Res Ther. 2022 Jan 8;13(1):1. doi: 10.1186/s13287-021-02613-1. PMID: 34998430; PMCID: PMC8742935.

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