羊膜干细胞移植在系统性红斑狼疮中的应用前景

概述：系统性红斑狼疮（SLE）是一种以体液免疫和细胞免疫失衡为特征的多器官、全身性自身免疫性疾病。传统的糖皮质激素和免疫抑制剂疗法的疗效和副作用仍存在争议。最近的研究发现，间充质干细胞（MSCs）在系统性红斑狼疮中存在异常，因此将骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）移植技术应用于系统性红斑狼疮的治疗。

然而，使用系统性红斑狼疮患者的骨髓间充质干细胞进行自体移植因其功能障碍而疗效不佳，而异体间充质干细胞移植（MSCT）仍面临供体退化、遗传不稳定和免疫排斥等挑战。

因此，探索新的干细胞来源对于克服临床应用中的这些限制至关重要。人羊膜上皮干细胞（hAESCs）来自第八天的囊胚，具有良好的分化潜能、低抗原呈递能力的免疫耐受性和独特的免疫特性。因此，人羊膜干细胞在治疗系统性红斑狼疮和其他自身免疫性疾病方面大有可为。

什么是系统性红斑狼疮

系统性红斑狼疮（SLE）是一种累及多个器官和系统的自身免疫性疾病，其发病机制与骨髓造血微环境缺陷密切相关。研究证实，其主要机制涉及体液免疫和细胞免疫之间的不平衡，其中过度活跃的B淋巴细胞产生过多的自身抗体、免疫复合物和细胞因子。

因此，功能性调节性T淋巴细胞无法维持自我耐受，导致免疫介导的炎症和组织损伤。

SLE的常规临床治疗包括使用糖皮质激素和免疫抑制剂。尽管大多数患者实现了病情控制并改善了预后，但关于其疗效和安全性的争论仍然存在。不可避免地，无法完全避免不良反应，例如感染、骨质疏松、肿瘤发展和卵巢功能衰竭。此外，一些患者出现药物不耐受，导致治疗效果显着下降，从而影响生活质量和总体生存率。

最近的研究表明，系统性红斑狼疮患者的间充质干细胞（MSCs）有一些不寻常的特征。从系统性红斑狼疮患者骨髓中提取的间充质干细胞生长受阻，更易受细胞死亡和衰老的影响，分泌的细胞因子也更少。它们还会抑制T细胞和B细胞的增殖和分化。有人认为间充质干细胞功能失调可能是导致系统性红斑狼疮的原因。用间充质干细胞治疗狼疮小鼠后，小鼠的临床症状和存活率都有了一定程度的改善，尤其是在疾病的早期阶段。

干细胞治疗系统性红斑狼疮的进展

干细胞具有自我更新能力、多向分化潜能和多种免疫调节功能。它们表现出强大的修复和再生能力，在分化为免疫细胞的过程中能够部分或完全修改和重建免疫系统。

SLE的发病机制与主要涉及造血干细胞 (HSC) 和MSC的骨髓微环境缺陷有关。通过广泛的研究，基于干细胞的疗法已在治疗系统性红斑狼疮方面取得了成功的应用。

截止2024年3月，在美国国立卫生研究院的最大临床试验注册库clinicaltrials.gov网站上注册的有关干细胞治疗系统性红斑狼疮的临床研究项目有38项。

2011年，国内学者孙凌云教授进行的一项临床试验初步探寻了间充质干细胞疗法治疗SLE的临床疗效及远期复发率，结果表明，所有患者在接受间充质干细胞治疗后均有临床改善，SLE疾病活动度评分和24小时蛋白尿均显著下降，在后续的随访中，上述指标进一步下降。

2019年，国家科技部将“国家技术发明奖二等奖”颁给在应用间充质干细胞治疗SLE领域有杰出贡献的以孙凌云教授为首的学术团队，将干细胞疗法拉入大众视野。

2022年，由国内风湿免疫学科领域众多专家共同完成的《异体间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮专家共识》让间充质干细胞应用于SLE有“识”可依。该共识明确指出：目前全球已经有1500多例系统性红斑狼疮患者接受了间充质干细胞治疗。间充质干细胞治疗大大提高了系统性红斑狼疮患者的疗效，改善了系统性红斑狼疮患者的生存质量和预后。

造血干细胞移植治疗系统性红斑狼疮

自Marmont等人发表论文以来，造血干细胞移植 (HSCT) 已广泛应用于SLE的治疗。1997年首次报道成功的自体骨髓干细胞移植（auto-BM-SCT）治疗严重SLE，显示出良好的治疗效果。

造血干细胞移植通常采用源自骨髓、外周血或脐带血的干细胞，根据供体类型可分为自体干细胞或同种异体干细胞。造血干细胞移植治疗的主要机制涉及预处理化疗和HSCT后的免疫重建。造血干细胞通过消除异常免疫，促进正常细胞的再生，并通过胸腺修饰建立新的免疫耐受机制。

然而，研究已经发现了用于SLE治疗的自体HSCT和同种异体HSCT的一些局限性。Auto-HSCT易于采购、安全性高且有效；然而，由于它无法改变疾病的遗传进展，因此与高复发率相关。

此外，研究表明，造血干细胞移植疗法难以逆转狼疮性肾炎引起的肾脏损伤，特别是结构性病理变化。另一方面，异基因造血干细胞移植也面临挑战，例如合适供体的有限性、移植物抗宿主病（GVHD）风险增加、移植相关死亡率（TRM）、成本升高、复发率与自体造血干细胞移植相当治疗和继发性自身免疫性疾病的潜在发展（与治疗目标相反）限制了其在大多数患者中的接受度并限制了其临床应用。

间充质干细胞移植治疗系统性红斑狼疮

近年来，MSCs被尝试用于治疗难治性和严重的SLE，主要来自骨髓、脐带、脂肪、牙龈等。骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）移植是最常见的。

间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮的主要机制是：间充质干细胞可以通过细胞间接触或分泌细胞因子发挥免疫调节作用，并能返回肾、肺等组织发挥作用，抑制T细胞的增殖包括Th17和Tfh细胞，参与Th1/Th2平衡的调节，促进Treg细胞的生成。它还可以抑制B细胞和巨噬细胞的功能，从而起到免疫调节和组织修复的作用。

随后，大量研究报道，同种异体移植人BM-MSC可以有效控制疾病并改善难治性SLE患者的预后。

然而，随着研究的进展，有学者发现，尽管BM-MSCs广泛存在于造血微环境中，在血细胞生成和免疫调节中发挥着至关重要的作用，但它们在SLE患者中表现出功能障碍，细胞因子分泌减少，免疫调节能力下降，增殖和分化能力、细胞结构异常以及细胞内氧化应激显着增加。因此，探索新的干细胞来源对于克服临床应用限制势在必行。

人羊膜上皮干细胞移植治疗系统性红斑狼疮

羊膜也称为胎膜，位于胎盘的最内层，构成胚胎羊水腔的内壁。它是一种半透明且有弹性的膜，没有神经、血管或淋巴管。羊膜为胚胎的生长和发育提供了最佳的环境。其厚度范围为0.02至0.5毫米，在解剖学上可分为五个不同的层：上皮、基底层、致密层、成纤维细胞层和海绵层。上皮层由单片羊膜上皮细胞 (AEC) 组成，其特征是 AEC 表面高度皱纹。总共大约有2亿个AEC，它们共同覆盖了高达2m2的广阔表面积。

早在1981年，Akle等人12月12日报道，人羊膜上皮干细胞（hAESC）不表达人白细胞的A、B、C、DR抗原和β2-微球蛋白。因此，羊膜的免疫原性非常低，免疫排斥的风险也极低。这种特殊的免疫相容性，加上其丰富的可用性（在分娩过程中获得），使羊膜成为一种易于获取的天然聚合物生物材料。自上世纪初以来，人们认识到羊膜是治疗皮肤损伤（如烧伤、溃疡、疤痕和手术伤口愈合）的极佳手术辅助手段。

研究结果表明，hAESC具有胚胎干细胞样特性，并表现出强大的分化成三种真皮组织的潜力。它们表现出优异的免疫耐受性，无需人类白细胞抗原（HLA）匹配或基因型相容性，同时还分泌多种具有强效抗炎能力的抗炎因子。此外，由于hAESCs缺乏端粒酶活性，因此不会发生不受控制的增殖或构成癌变的风险，从而确保了移植的安全性。

值得注意的是，2006年德克萨斯大学西南医学中心进行的开创性研究展示了hAESC在角膜损伤治疗中的治疗潜力，揭示了它们修复受损角膜和促进视力恢复的能力。

随后，研究人员成功将hAESC移植技术应用于多种自身免疫性疾病，包括多发性硬化症、自身免疫性卵巢疾病、实验性自身免疫性甲状腺炎、系统性红斑狼疮、帕金森病、慢性肝纤维化、非酒精性脂肪性肝炎、特发性肺纤维化、阿尔茨海默病、卵巢早衰等。人羊膜上皮细胞(hAEC)在不同自身免疫性疾病(AD)中的免疫调节功能如表1所示。

疾病	移植方法	物种	结果	修复机制	参考
多发性硬化症	静脉注射（2×106hAEC）	老鼠	减少单核细胞/巨噬细胞浸润和脱髓鞘	通过分泌TGF-β和 PGE2介导免疫抑制；促进Th2细胞因子转变	22
自身免疫性卵巢疾病	静脉注射（2×106hAEC）	老鼠	恢复卵巢功能；上调 Treg 细胞；减少炎症反应	通过旁分泌因子（TGF-β和MIF）调节巨噬细胞功能	23
实验性自身免疫性甲状腺炎；系统性红斑狼疮	静脉注射（1.5×106hAEC）；静脉注射（1.5×106hAEC）	老鼠	防止淋巴细胞浸润甲状腺；改善甲状腺滤泡的损伤；减少免疫球蛋白谱	通过下调Th17/Treg细胞比例调节免疫细胞平衡；上调B10细胞的比例	24
帕金森病	中脑被盖注射	老鼠	提高DA的生存能力；保护 TH 阳性神经元的形态完整性免受毒性损伤	hAEC-CM（神经营养因子，例如 BDNF和NT-3）	25
慢性肝纤维化	静脉注射	老鼠	减少胶原蛋白合成和巨噬细胞浸润；诱导巨噬细胞走向 M2表型	hAEC-CM（抗纤维化、抗炎）	26
非酒精性脂肪性肝炎	腹腔注射	老鼠	减少肝脏炎症；抑制肝纤维化	hAEC-CM（抗炎；抗纤维化）	27
特发性肺纤维化	静脉注射；鼻内滴注	老鼠	减少肺部炎症和纤维化；改善组织与空腔的比率	hAEC-外泌体（抗炎；抗纤维化）	28
阿尔茨海默氏病	脑室内注射（1.2×105个细胞）	老鼠	提高空间记忆；增加乙酰胆碱浓度和海马胆碱能神经突数量	表达干细胞特异性标记物OCT-4和 Nanog	29
卵巢早衰	静脉注射（2×106 个细胞）	老鼠	促进卵泡发生；修复卵巢功能	分化为表达卵泡刺激素受体（FSHR）的颗粒细胞	30

造血干细胞移植、间充质干细胞移植和人羊膜干细胞移植之间的比较

回顾总结造血干细胞移植治疗系统性红斑狼疮患者的经验：疗效肯定，但不良反应发生率较高，费用高，复发率高。因此，其临床应用受到很大限制。然而，自2007年起，孙教授团队首次成功开展同种异体骨髓间充质干细胞移植（BM-MSCT）治疗难治性SLE。在SLE患者的临床研究中，长期随访有效率达60%，且未见明显不良反应。

目前尚无临床研究，仅在SLE小鼠中进行了一些试验。这些结果证明了hAEC对SLE小鼠模型中炎症抑制和损伤恢复的免疫调节作用。

造血干细胞移植、间充质干细胞移植(MSCT)和人羊膜干细胞移植之间的比较如表2所示。

	造血干细胞移植	间充质干细胞移植	人羊膜干细胞移植
治疗效果	部分SLE患者获得缓解，但复发率接近35%	超过50%的SLE患者在MSCT 后表现出完全和部分临床缓解。MSCT可缓解包括狼疮性肾炎在内的多器官功能障碍	没有临床研究，只有少数针对SLE小鼠的试验。这些结果证明了hAEC在SLE小鼠模型中对炎症抑制和损伤恢复的免疫调节作用
治疗机制	HSC本身似乎没有直接的治疗作用；这取决于其他几个机制：（1）HSCT期间的大剂量免疫抑制将消除自身反应性淋巴细胞，并且HSCT后自我耐受免疫系统的发育和重组将是有效的。(2)调节性T细胞数量水平发生变化，致病性T细胞针对自身抗原的反应受到抑制	同种异体MSCT的治疗效果主要依赖于多种免疫调节细胞的全身免疫调节作用，包括T细胞、B细胞、浆细胞、树突状细胞、巨噬细胞等。间充质干细胞还分泌多种介导免疫反应的抗炎细胞因子。此外，间充质干细胞可能是肾、肺、肝和脾组织的所在地，并可能有助于调节局部炎症	在SLE小鼠中，hAEC 显着降低了Th17细胞的比例，并提高了 Treg细胞的比例；抑制自身抗体；逆转高丙种球蛋白血症的发展；促炎Th17细胞因子IL-17A和Th1细胞因子IFN-γ的产生下调
不良事件	感染（CMV或细菌/真菌）继发AD、过敏、肝酶升高、骨痛、心力衰竭等	只有少数患者有轻微的副作用，如头晕和温热的感觉	尚无临床研究，仅在 SLE小鼠中进行了少量试验
成本	复杂的细胞调理和大剂量的免疫抑制药物费用较高	MSCs与HSCs一样具有较强的组织修复功能和多向分化潜能，并且表现出较低的免疫原性和免疫抑制能力。在患者接受度方面具有优势，且成本远低于HSC	hAESCs可以从废弃的胎儿组织中获得丰富的资源，采集程序方便、安全，细胞数量大，免疫原性低，移植到人体后免疫反应的风险可以忽略不计。因此，成本远低于HSC和MSC

AD，自身免疫性疾病；HSC，造血干细胞；造血干细胞移植、造血干细胞移植；MSC、间充质干细胞；MSCT、间充质干细胞移植；hAESC，人羊膜上皮干细胞；hAESCT、hAESCs移植；SLE，系统性红斑狼疮。

结论

基于上述研究背景，作者提出人羊膜干细胞移植是治疗系统性红斑狼疮的一种可行且有前景的方法。由于人羊膜干细胞可以从废弃的胎儿组织中获得，采集程序方便、安全，细胞数量大，免疫原性低，移植到人体后免疫反应的风险可以忽略不计；人羊膜干细胞成为治疗系统性红斑狼疮的干细胞移植疗法的一个有前途的优质来源。

主要参考资料：Xu L, Dai Q, Zhang Y, Lin N, Ji L, Song X. Prospects for the Application of Transplantation With Human Amniotic Membrane Epithelial Stem Cells in Systemic Lupus Erythematosus. Cell Transplantation. 2024;33. doi:10.1177/09636897241236586

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