肾脏疾病，包括急性肾损伤 (AKI) 和慢性肾病 (CKD)，是全球面临的重大健康挑战，糖尿病和高血压等危险因素的患病率不断上升，导致发病率和死亡率居高不下。目前的治疗策略往往有限，这促使人们探索先进的细胞疗法作为潜在的解决方案。

最近的研究强调，基于细胞疗法的干预措施通过旁分泌信号传导、免疫调节和直接组织整合等机制提供肾脏保护特性，在AKI和CKD环境中都显示出潜力。

干细胞治疗肾脏疾病：成为肾脏再生的先进治疗方法

近日，期刊杂志《Frontiers in Cell and Developmental Biology》发表了一篇“Cell therapy in kidney diseases: advancing treatments for renal regeneration”的期刊综述。该综述全面概述了肾脏疾病细胞疗法的现状，追溯了从临床前研究到临床应用的进展^[1]。

它旨在强调细胞移植的最新发展以及不断努力改进这些疗法并将其转化为有效的临床解决方案。通过综合最近的发现和临床更新，本综述深入了解细胞疗法在治疗肾脏疾病的未来方向及其对肾脏疾病管理的潜在影响。

简介

肾脏疾病，包括急性肾损伤 (AKI) 和慢性肾病 (CKD)，是全球重大的健康负担。根据最近的统计数据，CKD影响全球约9%–16%的人口，而AKI每年影响约1330万人。这些疾病的发病率和死亡率很高，而且由于当前治疗策略的局限性以及糖尿病和高血压等潜在危险因素的日益普遍，其管理仍然是一项重大挑战。

近年来，先进的细胞疗法已成为治疗肾脏疾病的有希望的干预措施。这些创新方法旨在通过利用各种基于细胞的产品（包括干细胞和祖细胞）来恢复肾脏功能并减缓疾病进展。从临床前研究到临床应用的转变取得了重大进展，凸显了这些疗法彻底改变肾脏疾病管理的潜力。

干细胞治疗肾脏疾病：从临床前研究中获得的经验教训

细胞疗法已被证实可治疗多种急性和慢性疾病，包括肾脏疾病。近年来，涉及动物模型细胞疗法的临床前研究显著增加，一些细胞产品已进入临床阶段。

本节讨论了从临床前研究中获得的见解及其潜在的临床应用。以下是对肾脏疾病细胞治疗领域从临床前研究中获得的经验教训的总结：

在诱导多能干细胞治疗肾脏疾病的基础研究发现诱导性多能干细胞（iPSC）的肾脏保护特性：

• iPSC由于其旁分泌作用显示出肾脏保护特性。来自iPSC的细胞外囊泡（EV）有助于减轻细胞死亡、组织损伤和炎症，保护线粒体的完整性，并调节氧化应激防御的关键基因。
• iPSC-EVs携带CD326 (EpCAM) 和CD133 (prominin-1)等分子，这些分子对于肾脏再生和免疫调节至关重要。
• 与脂肪间充质干细胞（MSC）-EVs相比，iPSC-EVs在这些保护作用中表现出了更高的功效。
• 虽然iPSC比MSC具有存活时间长、细胞群均质和扩增率高等优势，但它们的成本也更高，临床级细胞系的成本约为800,000美元，而医疗保险并不总是涵盖这些成本。 

临床前试验表明间充质干细胞（MSC）在肾脏疾病治疗中的应用：

• MSCs能够自我更新并分化为骨骼组织的不同专门细胞谱系，它们在治疗肾脏疾病方面的潜力得到了广泛记录。
• MSCs具有促进血管生成的能力，能够分泌各种促血管生成因子，从而增强血管形成并改善组织灌注。
• MSCs在肾脏疾病中的治疗机制包括抗炎、抗氧化应激、免疫调节、抗纤维化、血管生成、细胞凋亡调节和自噬机制。

基础研究表明生殖系祖细胞干细胞（GPSC）在肾脏修复方面的潜力：

• GPSC可以在体外分化为肾小管样细胞，并在AKI后有效恢复体内肾功能。
• 分化的GPSC在减轻肾脏损伤和预防纤维化、肾小管扩张和其他CKD特征方面至关重要。

基础研究发现内皮集落形成细胞（ECFC）及其外泌体在AKI治疗中的潜力：

• ECFC及其外泌体能有效保护肾内皮细胞免于凋亡，与血浆肌酐水平降低、肾小管坏死和炎症有关。
• ECFC衍生的外泌体作为AKI的靶向治疗方法，具有免疫原性更低、肿瘤形成风险更低等优势。

再生相关细胞（RAC）及其细胞外囊泡（RACevs）作为AKI治疗的新型再生来源：

• RAC或RACevs可以恢复肾功能，移植RAC的再生旁分泌活性可能与减轻组织损伤和改善肾功能的机制有关。

临床前研究转化为临床应用的挑战：

• 动物研究结果无法在更大规模的动物或人体试验中复制、动物模型中可能存在偏见以及啮齿动物模型无法完全代表人类疾病状态。
• 细胞分离、细胞培养和收获的程序以及移植的方法和剂量缺乏标准化，这对于有效地将临床前研究转化为临床实践至关重要。

这些经验教训为肾脏疾病的细胞治疗提供了宝贵的见解，并指出了未来研究和临床应用的方向。

急性肾损伤

AKI是全球范围内严重的健康问题，每年影响约1330万人，且发病率呈上升趋势。

AKI定义为血清肌酐水平在48小时内迅速升高≥0.3mg/dL (≥26.5μmol/L)，或在过去7天内升高至基线的1.5倍以上。AKI也可能表现为尿量减少至6小时内≤0.5mL/kg/h，或上述因素同时出现。这种常见的临床综合征可能由多种原因引起，包括肾缺血、脓毒症、药物毒性作用以及与肌红蛋白或血红蛋白相关的损伤。

AKI的发病机制通常与脓毒症、缺血-再灌注损伤和肾移植后的免疫介导损伤有关。

目前，针对急性肾损伤的细胞疗法研究包括使用MSC、iPSC、精原干细胞 (SSC)、促血管生成细胞 (PAC) 和ECFC（表1）。

间充质干细胞在已完成和正在进行的临床试验中都得到了积极应用，而其他细胞类型主要在临床前环境中进行研究。SSC和ECFC已显示出直接修复机制，而iPSC、MSC和PAC主要通过间接机制发挥作用，例如旁分泌信号传导和微泡依赖性过程。以下部分将深入探讨涉及MSC的临床研究以及涉及其他提及的细胞类型的相关临床前研究。

01CD34+细胞治疗急性肾损伤

关于CD34+细胞治疗急性肾损伤（AKI）的最新研究进展，以下是一些关键点：

1. CD34+细胞治疗AKI的首例人类病例：Suzuki等人在2021年记录了I/II期临床试验中的第一例人类病例，该试验涉及移植自体粒细胞集落刺激因子动员的外周血CD34阳性细胞来治疗严重AKI。在这项研究中，CD34+细胞被直接注入每条肾动脉，总计注入9000万个细胞。治疗后23周，患者的血清肌酐水平降至2.96mg/dL，表明肾功能得到明显改善。

2. 治疗效果：该研究观察到，在停止血液透析后第15天至第44天，估计肾小球滤过率平均为0.11mL/min/1.73m2/day，而移植后第45天至第73天，估计肾小球滤过率改善至0.25mL/min/1.73m2/day，提示细胞移植在肾损伤恢复中的潜在作用。

综上所述，CD34+细胞治疗急性肾损伤的研究显示出初步的积极结果，但需要进一步的大规模临床试验来确定其疗效和安全性。

02间充质干细胞治疗急性肾损伤

MSCs具有多向分化、迁移、归巢和旁分泌信号传导能力，已成为肾脏疾病的有希望的治疗剂。临床前研究表明，MSCs在治疗器官损伤方面既有效又安全。MSC治疗可通过抗炎作用、抗凋亡作用、促进血管生成、减少氧化应激、预防纤维化、调节自噬和细胞衰老等机制促进肾脏疾病患者的肾功能恢复。

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然而，2018年进行的早期试验 (NCT01602328，表1) 表明传统间充质干细胞疗法在治疗急性肾损伤方面存在潜在局限性 。这项II期试验基于有前景的临床前大鼠AKI模型研究以及I期临床试验，临床表明MSC疗法对于预防 AKI可能比在AKI发生后进行治疗更有效。

后续研究表明，MSC疗法中观察到的问题可能不是MSC本身固有的，而是与所使用的方法有关。Swaminathan等人使用SBI-101系统证明了MSC通过旁分泌作用具有抗炎作用，以IL-10和TGF-β1等指标为标志。他们开发了SBI-101系统，用于在血液透析中空纤维内培养 MSC，并释放旁分泌因子返回患者体内（图1）。

慢性肾脏病

CKD影响着全球约10%的成年人口，每年导致120万人死亡和2800万年寿命损失。到2040年，CKD预计将成为全球第五大死亡原因。CKD是一种慢性疾病，其特征是由于多种病因导致的肾脏结构和功能进行性改变。该疾病的进展涉及关键机制，包括炎症反应、纤维化、氧化应激和活性氧 (ROS) 的产生。

诊断是根据肾功能下降来确定的，反映在估计肾小球滤过率 (eGFR) 低于60mL/min/1.73m2或存在肾脏损伤指标，例如白蛋白尿、血尿或影像学异常持续至少3个月。CKD与显著的发病率和死亡率相关，并可发展为ESRD。

糖尿病是全球范围内导致CKD的主要原因，其次是肾小球肾炎、高血压、慢性肾盂肾炎、成人多囊肾病、肾血管病和其他未指明的原因。如以下临床试验部分所述，大多数针对CKD干细胞治疗的研究都是在第3和第4阶段进行的。这些疗法的主要目的是阻止GFR进一步下降，从而导致ESRD。

03自体CD34+细胞治疗慢性肾脏病

CD34+细胞作为慢性肾病治疗方法的治疗效果正在研究中。先前的临床前研究表明，EPC疗法有助于保留CKD模型中的残留肾功能。这一好处归因于血管生成增强、血流改善以及氧化应激、炎症和纤维化的减少。

基于这些发现，进行了一项I期临床试验，以评估自体CD34+细胞对3期和4期CKD患者的疗效。这项初步试验的结果令人鼓舞，为后续 II期临床试验的设计提供了参考。值得注意的是，这项试验表明，在CKD患者中使用自体循环衍生的CD34+细胞是安全的，未报告任何严重不良事件 (SAE)。此外，该研究测试了CD34+细胞疗法可以保留CKD患者的肾功能并改善临床结果的假设。

主要结果显示，接受CD34+细胞治疗的患者与未接受治疗的患者相比，1年时透析或死亡的发生率显著降低，表明除了肾脏改善之外，还有其他益处。

04间充质干细胞治疗慢性肾病

在Makhlough等人的研究中，关于使用骨髓来源的MSC (BMMSC) 治疗CKD的观察结果与AKI的观察结果一致。他们I期试验的主要目的是评估这种疗法的安全性，并得到了证实。然而，次要结果并未显示治疗后eGFR有显著差异。这表明，传统的MSCs静脉注射在CKD治疗中可能会带来与AKI中观察到的类似的挑战。

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CKD患者的一种潜在解决方案是使用基质血管成分 (SVF)。SVF是通过抽脂术从脂肪组织中获得的细胞混合物，具有产量高、易于获取、处理时间短等优势。

ELIXCYTE是一种通过这种方法获得的药物，以三种不同的细胞剂量（低、中、高）施用于12名CKD患者。

一期临床试验（NCT02933827，表2）表明，该治疗通常耐受性良好，不同剂量组的eGFR变化没有显著差异，高剂量组仅观察到一例剂量限制性毒性。虽然不同剂量之间的eGFR变化没有显著差异，但一些患者确实表现出改善。该研究表明多次给药具有潜在益处，并表明基线eGFR ≥30mL/min的患者的预后更好。

另一项临床研究（NCT05154591，表2）探讨了使用经肾动脉导管插入术给药的SVF细胞增强原因不明的慢性肾病 (CKDu)（以前称为中美洲肾病）患者的肾功能。该病主要影响年轻、非糖尿病、血压正常的患者，这些患者通常没有症状。大多数患者在确诊时已处于CKD3-4期，这表明肾功能迅速下降。该研究评估了通过肾动脉导管使用SVF细胞的安全性和可行性，表明SVF可能改善肾功能，尤其是在疾病的早期阶段。

05自体细胞治疗肾脏疾病

肾脏自体细胞疗法 (REACT) 是一种正在研究中的有前途的新方法。传统的CKD细胞疗法通常涉及间充质细胞的血管内给药，这些细胞的剂量、效力、稳定性和功效各不相同。REACT试图通过个性化方法解决这些问题，使用自体同源细胞恢复肾元结构、增强肾功能并减少CKD 相关合并症。

REACT疗法涉及从CKD患者的肾活检组织中分离和扩增符合GMP的选定肾细胞（SRC）。这种疗法被认为通过激活类似于胚胎肾脏形成过程中观察到的发育途径来支持肾脏修复（图2）。

以下是关于自体干细胞治疗肾脏疾病的关键点：

1、REACT疗法（自体细胞疗法治疗肾脏疾病）：在一项已完成的研究（NCT02836574）中，REACT疗法显示出了令人欣喜的结果，特别是在中度至重度2型糖尿病CKD（D-CKD）患者中。该治疗使eGFR下降幅度显著减少，表明肾功能稳定。值得注意的是，这种改善是通过两次注射实现的，与之前I期试验中使用的单次注射不同。

该研究根据eGFR变化确定了三种反应类型：高反应者、中等反应者和低反应者，每种反应类型的肾功能均表现出不同程度的改善或稳定。较高的初始eGFR似乎与更好的结果相关。

此外，该研究表明，SRC可能有助于新肾样组织的形成，从而可能导致观察到的肾功能改善。

2、Rilparencel（自体细胞疗法，表3）：Rilparencel是一种研究性自体细胞疗法，来源于参与者的肾皮质组织，主要由近端小管上皮细胞组成，旨在修复肾脏。这项正在进行的研究涉及CKD3a-4期且患有1型或2型糖尿病的患者。

该研究比较了两组之间的肾功能结果：一组接受两次剂量（每肾一次），间隔3个月，另一组仅在eGFR下降或尿白蛋白与肌酐比（UACR）增加时才接受第二剂。

3、自体细胞疗法在泌尿道先天性异常相关慢性肾病患者中的应用：另一项正在进行的REACT疗法研究（NCT04115345）涉及5名患有肾脏和泌尿道先天性异常（CAKUT）相关CKD的患者。

初步结果表明，该研究可行且安全地进行进一步的临床试验。该研究采用经皮、影像引导技术并伴有清醒镇静，证明了对eGFR<30mL/min的患者安全施用REACT的能力。

4、自体肾细胞疗法的优势：自体肾细胞疗法的优势包括有效的细胞扩增、最小的免疫并发症以及精确输送到肾皮质。通过剂量减少策略、仔细的抗凝评估和无创针头，可将放射线暴露和出血等潜在并发症降至最低。无需输血，镇静耐受性良好。

REACT细胞很容易被患者接受，没有免疫或细胞转化问题。这些细胞可以扩增和保存以备将来使用，有助于修复肾单位的结构和功能。

5、初步结果和未来研究方向：初步结果表明，泌尿道先天性异常患者的肾功能得到改善，CKD得到稳定。需要进一步的研究，包括更大规模的III期试验，以证实这些发现并确定最有可能从这种疗法中受益的患者群体。

这些研究进展表明，肾脏自体细胞疗法（REACT）和Rilparencel等自体细胞疗法在治疗慢性肾脏病方面显示出了潜力，但仍需要更多的临床研究来验证其疗效和安全性。

细胞治疗在肾移植免疫调节中的应用

量身定制的免疫抑制药物的应用显著提高了移植后早期阶段移植物和患者的存活率。然而，由于慢性移植物排斥，长期结果仍然不理想，最终可能导致移植失败。此外，长期免疫抑制会导致严重的副作用，对患者的存活率和生活质量产生不利影响，增加感染的易感性。

许多报告和策略已经探索了移植期间造血和非造血免疫调节细胞的给药，证明了它们能够在实体器官移植的临床前模型中安全有效地诱导耐受性。许多临床前发现已经成功转化为临床试验，并产生了有希望的结果表4。

细胞治疗在肾移植免疫调节中的应用主要涉及调节性T细胞（Treg）和间充质干细胞（MSCs）。以下是这些细胞类型在肾移植和免疫耐受中的有效性概述：

调节性T细胞（Treg）：

• Treg细胞在维持免疫平衡和抑制过度免疫反应中起着关键作用。它们能够减少自身免疫疾病和移植物抗宿主病的发生。
• 在肾移植中，Treg细胞疗法已被证明是可行和安全的。例如，一项多中心单臂临床试验（ONE研究）显示，与使用标准免疫抑制方案治疗的对照组相比，细胞治疗组并没有显示出安全性问题，并且感染率也较低，表明多克隆Treg能够成功用于治疗肾移植受者。
• Treg细胞疗法可以规避与非抗原特异性免疫抑制疗法相关的临床问题，如增加感染的可能性和药物毒性。

间充质干细胞（MSCs）：

• MSCs具有独特的免疫调节特性，可以改善炎症和免疫反应，是促进肾脏修复的有前途的工具。
• 一项I/II期开放标签临床试验(NCT01429038)发现，对肾移植接受者进行BM-MSC早期静脉输注超过1年可增加Treg细胞并改善同种异体移植肾功能。
• 另一项单组I/II期研究(NCT02563340)表明，静脉注射来自健康个体的异源BM-MSC是安全的，并且与免疫抑制药物相结合可延缓移植器官功能的恶化。
• MSCs能够诱导肾小球和肾小管细胞的增殖，从而增加细胞存活率，并且通过分泌促血管生成因子和营养因子，减少肾小管细胞的凋亡。

综上所述，调节性T细胞和间充质干细胞在肾移植免疫调节中的应用显示出了潜力，它们能够减少免疫抑制的需求，降低感染风险，并有可能改善移植肾功能。然而，这些疗法的长期效果和最佳应用方案仍需进一步的临床研究来确定。

移植细胞功能的增强与优化

临床试验中，常规静脉 (IV) 注射MSC的一个潜在问题是其疗效降低，这是由于细胞无法适应并正确植入靶组织。MSC通常会因组织损伤引起的恶劣条件而发生凋亡，包括活性氧 (ROS)、缺血和细胞凋亡。静脉注射的MSC通常会经历较低的植入率，因为它们往往会被隔离在非靶器官中，例如肝脏、肺和脾脏。

此外，MSC的再生潜力在很大程度上依赖于它们的旁分泌作用，而CKD患者的旁分泌作用可能会受到严重损害。在AKI的情况下，AKI的诊断通常涉及测量升高的肌酐水平，这可能会延迟MSC给药并可能导致不可逆的肾脏损伤。

为了增强和优化移植细胞的功能，研究者们正在探索包括新型体外方法、褪黑激素预处理以及联合治疗策略等多种方法。这些研究为提高MSCs在肾移植中的疗效和安全性提供了新的视角和潜在的解决方案。

最佳细胞剂量和输送途径

细胞疗法给药方案的标准化对于提高这些治疗的可重复性和疗效至关重要。目前针对AKI和CKD的临床试验表明，对于最佳细胞剂量缺乏共识，各种研究采用不同的给药策略，从数十万到数十亿个细胞不等。

在确定细胞治疗中的最佳细胞剂量和输送途径时，需要考虑多个因素，包括计算方法、给药技术和给药频率。以下是根据搜索结果得出的一些关键点：

• 最佳细胞剂量的确定：
• 输送途径的选择：
• 剂量计算方法：
• 剂量与临床结果的关系：
• 个体对治疗的敏感性：

综上所述，由于细胞治疗研究缺乏标准化方案，因此关于最佳剂量的明确结论仍然难以得出。一般来说，在治疗期间多次注射似乎是可取的，以获得累积效果。此外，根据肾脏大小、疾病严重程度、遗传标记和治疗敏感性等患者个体因素调整剂量可以增强不同患者群体和疾病阶段的治疗效果。

结论和未来展望

如上所述，多种细胞疗法对治疗急性肾损伤和慢性肾病具有重要前景。

细胞疗法在治疗急性肾损伤（AKI）和慢性肾病（CKD）中的未来及展望是充满希望的，以下是一些关键点：

干细胞治疗AKI的潜力：干细胞疗法在修复受损肾组织、促进细胞再生和减轻炎症反应方面展现出巨大潜力。临床研究表明，干细胞治疗能够显著改善AKI患者的肾功能指标，如血清肌酐和尿素氮水平，缩短住院时间，并减少并发症。

• 2021年至2024年间的临床研究进展显示，干细胞治疗AKI的研究取得了积极成果。例如，中国人民解放军总医院第一医学中心的研究显示，间充质干细胞（MSC）治疗AKI安全有效，没有观察到严重不良反应。

干细胞治疗CKD的前景：干细胞疗法在CKD治疗中也显示出潜力，通过促进损伤修复、抑制炎症及纤维化，已实现肾功能稳定乃至提升。临床研究证实，这一创新治疗策略不仅延缓了肾功能衰退，还显著提升了患者生活质量。

细胞疗法的未来研究方向：中国专家共识（2024年版）提出了肾脏病领域十大创新治疗方向，其中包括核酸编辑技术治疗单基因肾脏病和肾脏病的细胞疗法。这表明，优化和研发安全有效的肾脏病细胞治疗制剂，建设完善肾脏病细胞治疗的质控体系是未来的研究方向之一。

细胞治疗的挑战与机遇：尽管干细胞治疗在AKI和CKD中展现出巨大潜力，但仍需开展更多的研究来克服挑战，包括干细胞的长期效果、剂量优化和临床试验的设计。随着进一步的研究和临床试验，我们有望看到干细胞治疗在急性肾损伤和慢性肾病领域带来更多成果与希望。

综上所述，细胞疗法在急性肾损伤和慢性肾病治疗中展现出广阔的应用前景，未来可能会成为这些疾病治疗的重要手段。随着技术的进步和研究的深入，细胞疗法有望为肾病患者带来更有效的治疗方法。

主要参考资料：[1]:Salybekov AA, Kinzhebay A and Kobayashi S (2024) Cell therapy in kidney diseases: advancing treatments for renal regeneration. Front. Cell Dev. Biol. 12:1505601. doi: 10.3389/fcell.2024.1505601

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