間充質(zhì)干細(xì)胞治療系統(tǒng)性硬化癥研究進(jìn)展①

竇晶莉 王永福

(包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院風(fēng)濕免疫科,包頭014010)

間充質(zhì)干細(xì)胞治療系統(tǒng)性硬化癥研究進(jìn)展①

竇晶莉 王永福

(包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院風(fēng)濕免疫科,包頭014010)

系統(tǒng)性硬化癥(Systemic sclerosis，SSc)是一種以炎癥、血管病變、纖維化為特點(diǎn)的慢性自身免疫性疾病。臨床表現(xiàn)主要以皮膚緊硬和雷諾現(xiàn)象為主，隨著病程的進(jìn)展會(huì)出現(xiàn)胃腸功能紊亂及心肺功能不全等相關(guān)并發(fā)癥。由于病因復(fù)雜，尚無(wú)有效的治療方法，在自身免疫性疾病中致殘率和死亡率都較高。近年來(lái)，隨著對(duì)SSc認(rèn)識(shí)的提升，SSc發(fā)病機(jī)制及治療方法都有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，特別是在間充質(zhì)干細(xì)胞治療SSc方面，具有可觀的前景。

1 SSc的發(fā)病機(jī)制及治療現(xiàn)狀

1.1 SSc發(fā)病機(jī)制 SSc是一種以細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度沉積于皮膚及內(nèi)臟器官為特點(diǎn)的慢性全身性結(jié)締組織病。基因易感性和外界環(huán)境的刺激等因素常會(huì)導(dǎo)致以下三方面的紊亂：血管病變(雷諾現(xiàn)象、指尖潰瘍、硬皮病腎危象及肺動(dòng)脈高壓)；纖維化(皮膚和肺纖維化)；免疫系統(tǒng)紊亂(自身抗體的產(chǎn)生和淋巴細(xì)胞的異常激活)，其中免疫系統(tǒng)紊亂是導(dǎo)致血管病變和組織纖維化的重要因素。三者相互影響、相互作用共同促進(jìn)了SSc的病程進(jìn)展，但他們之間具體作用機(jī)制尚不清楚。

自身免疫系統(tǒng)紊亂被認(rèn)為是SSc發(fā)病的關(guān)鍵所在，大量證據(jù)證實(shí)，免疫系統(tǒng)紊亂主要體現(xiàn)在T細(xì)胞的異常活化及B細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)失調(diào)。一方面，在SSc患者的循環(huán)系統(tǒng)和受累臟器中可以檢測(cè)到T細(xì)胞的克隆擴(kuò)增[1]，同時(shí)，激活的T細(xì)胞所產(chǎn)生的細(xì)胞因子參與調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的激活及其所介導(dǎo)的細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生[2]。另一方面，研究發(fā)現(xiàn)，B細(xì)胞參與SSc自身抗體的產(chǎn)生和纖維化的過(guò)程，據(jù)悉在硬皮病患者中20%的患者B細(xì)胞CD19表達(dá)增加[3]，記憶B細(xì)胞中CD80和CD86的表達(dá)增加，表明這些細(xì)胞被長(zhǎng)期激活[4]。研究發(fā)現(xiàn)，B細(xì)胞的耗竭劑可以抑制皮膚纖維化，然而對(duì)已經(jīng)纖維化的皮膚沒(méi)有效果[5]。

1.2 SSc的治療現(xiàn)狀 目前，對(duì)于SSc并沒(méi)有特效的治療方法，臨床上主要以免疫異常、血管病變和纖維化為基礎(chǔ)進(jìn)行治療，方法如下，免疫異常：治療SSc的抗炎和免疫抑制的藥物并沒(méi)有太多的臨床研究，但這些藥物卻被廣泛用于治療SSc，特別是用于疾病早期病情嚴(yán)重的患者。這些藥物包括糖皮質(zhì)激素、甲氨蝶呤、環(huán)孢素A、嗎替麥考酚酯、硫唑嘌呤等。血管病變：針對(duì)SSc血管病變的藥物主要是血管活性藥物如：硝酸甘油、鈣離子拮抗劑、前列環(huán)素、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑以及內(nèi)皮素受體拮抗劑(波生坦、安貝生坦)、磷酸二酯酶抑制劑(西地那非、伐地那非)等，主要通過(guò)擴(kuò)張血管，增加外周循環(huán)血量，以此減少缺血缺氧所致的血管損傷[6-8]。纖維化：皮膚及內(nèi)臟器官的纖維化是SSc最具特征性的表現(xiàn)，也是影響患者生存質(zhì)量和壽命的關(guān)鍵所在。目前抗纖維化的藥物主要有他汀類藥物、干擾素、D-青霉胺、松弛素等。隨著研究的深入，也相繼出現(xiàn)了一些新的治療策略：如：TGF-β/Smad抑制劑(SB-431542、SB-525334)，在體外可以通過(guò)抑制Ⅰ型受體(TGFRI)和ALK5 介導(dǎo)的Smad2/3磷酸化，改善肺臟、腎臟以及血管的纖維化[9]。此外，PDGF受體酪氨酸激酶抑制劑(伊馬替尼、達(dá)沙替尼)和吡非尼酮也可以改善SSc所致的纖維化[10,11]。

雖然，治療SSc的藥物多種多樣，但針對(duì)這些藥物有限的治療效果和較多的不良反應(yīng)，我們迫切需要尋找更好的治療方法，其中MSCs由于其特有的生物學(xué)特性，尤其是其強(qiáng)有力的免疫抑制能力，被認(rèn)為是治療SSc最具潛力的方法。

2 間充質(zhì)干細(xì)胞及免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

2.1 間充質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)特性 間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells ，MSCs)是來(lái)源于中胚層的具有高度自我更新和多向分化潛能的成體干細(xì)胞。1974年，F(xiàn)riedenstein等[12]首次發(fā)現(xiàn)了一類具有生成成骨潛能的與成纖維細(xì)胞相似的非造血干細(xì)胞。直到1991年，Caplan等[13]才給這類細(xì)胞起名為MSCs。MSCs具有向多種組織細(xì)胞分化的潛能(如骨骼肌細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等)[14]，在組織損傷修復(fù)過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。隨著研究的進(jìn)一步深入，人們發(fā)現(xiàn)：相比于骨髓造血干細(xì)胞，MSCs還具有低免疫原性，主要體現(xiàn)在MSCs表面低表達(dá) MHC-Ⅱ分子和其他共刺激分子，使受體與配體結(jié)合受阻，導(dǎo)致免疫耐受，這為MSCs同種異體移植治療自身免疫性疾病提供了有利的條件。

2.2 間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)SSc可能的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制 T淋巴細(xì)胞是適應(yīng)性免疫應(yīng)答中的核心因素，不但可以介導(dǎo)細(xì)胞免疫，在體液免疫中也發(fā)揮著重要的輔助作用。T細(xì)胞主要通過(guò)活化、增殖、分化成效應(yīng)T細(xì)胞，進(jìn)而完成對(duì)抗原的清除和免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，MSCs對(duì)細(xì)胞免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)主要通過(guò)細(xì)胞與細(xì)胞間的接觸以及分泌多種可溶性細(xì)胞因子來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)免疫應(yīng)答各個(gè)階段都具有調(diào)節(jié)功能[15]。在T細(xì)胞活化階段，MSCs可以抑制絲裂原(PHA)誘導(dǎo)的活化T細(xì)胞表面標(biāo)志早期激活的分子CD25、CD69的表達(dá)[16]；在T細(xì)胞增殖和分化階段，MSCs可以通過(guò)抑制細(xì)胞周期蛋白D2的表達(dá)，使T細(xì)胞處于細(xì)胞周期的G0/G1期[17]，抑制T細(xì)胞的增殖；更重要的是，MSCs可以分泌多種可溶性的細(xì)胞因子，如:TGF-β、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)、NO、吲哚胺2，3雙加氧酶(IDO)、前列腺素E2(PGE2)[15]，不同種類的細(xì)胞因子通過(guò)不同的途徑來(lái)抑制T細(xì)胞的增殖、分化。例如：TGF-β可以誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞分化為T(mén)reg細(xì)胞[18]。①PGE2可以通過(guò)PD1/PD-L1通路以及促進(jìn)IL-10、IL-4等細(xì)胞因子的分泌達(dá)到抑制T淋巴細(xì)胞增殖的效應(yīng)[19]。②IDO是一種催化色氨酸向犬尿酸轉(zhuǎn)化的酶，抑制T細(xì)胞增殖主要機(jī)制是色氨酸的耗竭以及犬尿氨酸的積累[20]。實(shí)驗(yàn)研究也證實(shí)，在MSCs存在的情況下，加入外源性的色氨酸可以恢復(fù)T淋巴細(xì)胞的增殖[21]，在不含MSCs的情況下，加入犬尿氨酸可以抑制T細(xì)胞的增殖[22]。此外，MSCs還可以抑制TH0分化為T(mén)H17。在效應(yīng)階段，MSCs可以使TH1分泌INF-γ的含量降低以及TH2分泌的IL-4含量升高，而且MSCs可以抑制IL-17、IL-22、IFN-γ、TNF-α等促炎因子的分泌[23]。Maria等[24,25]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用MSCs治療HOCL誘導(dǎo)的硬皮病小鼠后，其皮膚和肺組織中T細(xì)胞的增殖水平及促炎性細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6)的含量明顯降低；同時(shí)，相關(guān)纖維化指標(biāo),如Col1、Col3、Tgfb1、aSma的含量也減少。此外，體內(nèi)外研究顯示，IL-17可以激活成纖維細(xì)胞，促進(jìn)膠原纖維的生成[26]；注射抗IL-6受體的單克隆抗體可以改善硬皮病小鼠的纖維化癥狀[27]，這提示MSCs可能通過(guò)抑制IL-17、IL-6等促纖維化細(xì)胞因子的生成而抑制硬皮病小鼠皮膚及肺臟的纖維化。

對(duì)于MSCs調(diào)節(jié)B細(xì)胞的研究較少，目前數(shù)據(jù)顯示[28]，MSCs可以通過(guò)將B細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，抑制B細(xì)胞的增殖，但不能通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)；MSCs與B細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)可以減少免疫球蛋白IgM、IgA、IgG的生成[29]。此外，MSCs可以抑制B細(xì)胞表面趨化因子受體CXCR4、CXCR5、CCR7的表達(dá)，從而使B細(xì)胞向外周淋巴器官歸巢受阻[30]。更重要的是，PD-1/PD-1L通路也參與抑制B細(xì)胞增殖的過(guò)程。近期研究顯示，MSCs對(duì)于B細(xì)胞的抑制作用是通過(guò)T細(xì)胞所介導(dǎo)的[31]。除此之外，MSCs還可以抑制樹(shù)突狀細(xì)胞的分化、成熟和激活[32]。研究顯示，MSCs可以抑制CD14+單核細(xì)胞分化成初始樹(shù)突狀細(xì)胞[33]，還可以通過(guò)減少細(xì)胞表面分子HLA-DR、CD1a、CD80、CD83的表達(dá)抑制樹(shù)突狀細(xì)胞的成熟[34]。最新實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MSCs可以抑制SSc小鼠血清中B細(xì)胞的活化及抗-scl70 抗體的產(chǎn)生[35]。

3 間充質(zhì)干細(xì)胞在治療SSc中的研究

近幾年，骨髓造血干細(xì)胞治療SSc已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成果，MSCs作為干細(xì)胞的一員，不但具有造血干細(xì)胞強(qiáng)大的組織修復(fù)功能和多向分化潛能，而且具有低免疫原性和免疫抑制能力，從患者接受程度及費(fèi)用方面都占有優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑是治療SSc最具潛力的細(xì)胞治療方法。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)MSCs治療后的硬皮病小鼠，其皮膚和肺組織的纖維化程度得到緩解，血清中特異性抗體的含量減少[24]。同時(shí)，一些小規(guī)模的臨床試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)：SSc患者在接受同種異體MSCs靜脈治療后手指潰瘍和皮膚纖維化得到改善，皮膚mRSS評(píng)分降低[36,37]。此外，MSCs可以釋放血管形成因子，甚至可以分化成內(nèi)皮細(xì)胞促進(jìn)組織周圍血管生成。研究顯示[38]，在MSCs治療后，SSc患者的血管造影和組織學(xué)中都可以發(fā)現(xiàn)有新生血管形成的跡象。

總之，在過(guò)去的幾十年里，通過(guò)對(duì)SSc發(fā)病機(jī)制的深入理解，越來(lái)越多的治療策略被研發(fā)和應(yīng)用到SSc中，也取得了可觀的成果，尤其是MSCs的發(fā)現(xiàn)，將有望成為治療效果好而且副作用少的理想治療方法。但由于SSc的個(gè)體差異性大，不確定因素多，目前為止治療SSc仍具有很大的挑戰(zhàn)性，我們需要更全面的科研研究和臨床試驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證相關(guān)的治療方法及其療效，避免對(duì)新的治療方法盲目追隨。

[1] French LE,Lessin SR,Addya K，etal.Identification of clonal T cells in the blood of patients with systemic sclerosis:positive correlation with response to photopheresis[J].Arch Dermatol,2001， 137:1309-1313.

[2] Chizzolini C,Boin F.The role of the acquired immune response in systemicsclerosis[J].Semin Immunopathol,2015，37(5):519-528.

[3] Sato S,Hasegawa M,Fujimoto M,etal.Quantitative genetic variation in CD19 expression correlates with autoimmunity[J].J Immunol,2000， 165:6635-6643.

[4] Sato S,Fujimoto M,Hasegawa M,etal.Altered blood B lymphocyte homeostasis in systemic sclerosis:expanded naive B cells and di minished but activated memory B cells[J].Arthritis Rheum,2004， 50:1918-1927.

[5] Hasegawa M,Hamaguchi Y,Yanaba K，etal.B-lymphocyte depletion reduces skin fibrosis and autoimmunity in the tight-skin mouse model for systemicsclerosis[J].Am J Pathol,2006， 169:954-966.

[6] Herrgott I，Riemekasten G，Hunzelmann N，etal.Management of cutaneous vascular complications in systemic scleroderma:Experience from the German network [J].Rheumatol Int，2008，28:1023-1029.

[7] Gore J,Silver R.Oral sildenafil for the treatment of Raynaud′s phenomenon and digital ulcers secondary to systemic sclerosis[J].Ann Rheum Dis,2005， 64:1387.

[8] McLaughlin VV.Survival in patients with pulmonary arterial hypertension treated with first-line bosentan[J].Eur J ClinInvest,2006， 36(Suppl 3):10-15.

[9] Ishida W,Mori Y,Lakos G，etal.Intracellular TGF-beta receptor blockade abrogates Smad-dependent fibroblast activation in vitro and in vivo[J].J Invest Dermatol,2006， 126:1733-1744.

[10] van Daele PL,Dik WA,Thio HB，etal.Is imatinibmesylate a promising drug in systemic sclerosis?[J].Arthritis Rheum,2008， 58:2549-2552.

[11] Inomata M,Kamio K,Azuma A,etal.Pirfenidone inhibits fibrocyte accumulation in the lungs in bleomycin-induced murine pulmonary fibrosis[J].Respir Res,2014，15:16.

[12] Friedenstein AJ,Chailakhyan RK.Stromal cells responsible for transferring the microenvironment of the hemopoietic tissues:cloning in vitro and retransplantation in vivo[J].Transplantation,1974，17(4):331-340.

[13] Caplan AI.Mesenchymal stem cells[J].J Orthop Res，1991，9:641-650.

[14] Jiang Y,Jahagirdar BN,Reinhardt RL,etal.Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow[J].Nature,2002，418:41-49.

[15] Giuliani M,Fleury M,Vernochet A,etal.Long-lasting inhibitory effects of fetal liver mesenchymal stem cells on Tlymphocyte proliferation[J].PLoS One,2011,6(5):e19988.

[16] Groh ME,Maitra B,Szekely E,etal.Human mesenchymal stem cells require monocyte-mediated activation to suppress alloreactive T cells[J].Experimental Hematol,2005,33(8):928-934.

[17] Zappia E,Casazza S,Pedemonte E,etal.Mesenchymal stem cells ameliorate experimental autoimmune encephalomyelitis inducing T-cell anergy[J].Blood,2005，106:1755-1761.

[18] English K,Ryan JM,Tobin L,etal.Cell contact,prostaglandin E2 and transfor ming growth factor beta 1 play non-redundant roles in human mesenchymal stem cell induction of CD4+CD25Highforkhead box P3+regulatory T cells[J].Clin Experimental Immunol,2009,156(1):149-160.

[19] Hsu WT,Lin CH,Chiang BL,etal.Prostaglandin E2 potentiates mesenchymal stem cell-induced IL-10+IFN-γ+CD4+regulatory T cells to control transplant arteriosclerosis[J].J Immunol,2013,190(5):2372-2380.

[20] Munn DH,Mellor AL.Indolea mine 2,3 dioxygenase and metabolic control of immune responses[J].Trends Immunol,2013,34(3):137-143.

[21] Meisel R,Zibert A,Laryea M,etal.Human bone marrow stromal cells inhibit allogeneic T-cell responses by indolea mine 2,3-dioxygenasemediated tryptophan degradation[J].Blood,2004,103(12):4619-4621.

[22] Ryan JM,Barry F,Murphy JM,etal.Interferon-gamma does not break,but promotes the immunosuppressive capacity of adult human mesenchymal stem cells[J].Clinical Experimental Immunol,2007,149(2):353-363.

[23] Aggarwal S,Pittenger MF.Human mesenchymal stem cells modulate allogeneicimmune cell responses[J].Blood,2005，105:1815-1822 .

[24] Maria AT,Toupet K,Bony C,etal.Antifibrotic,antioxidant,and immunomodulatory effects of mesenchymal stem cells in HOCl-induced systemic sclerosis[J].Arthritis Rheumatol,2016，68(4):1013-1025.

[25] Maria AT,Toupet K,Maumus M,etal.Human adipose mesenchymal stem cells as potent anti-fibrosis therapy for systemic sclerosis[J].J Autoimmun,2016，70:31-39.

[26] Mi S,Li Z,Yang HZ,etal.Blocking IL-17A promotes the resolution of pulmonary inflammationand fibrosis via TGF-beta1-dependent and independentmech-anisms[J].J Immunol,2011,187:3003-3014.

[27] Desallais L,Avouac J,Fréchet M,etal.Targeting IL-6 by both passive or activeimmunization strategies prevents bleomycin-induced skin fibrosis[J].Arthritis Res Ther,2014，16(4):R157.

[28] Franquesa M,Hoogduijn MJ,Bestard O,etal.Immuno-modulatory effect of mesenchymal stem cells on B cells[J].Front Immunol,2012，3:212

[29] Rosado MM,Bernardo ME,Scarsella M,etal.Inhibition of B-cell proliferation and antibody production by mesenchymalstromal cells is mediated by T cells[J].Stem Cells Development,2015,24(1)：93.

[30] Corcione A,Benvenuto F,Ferretti E,etal.Human mesenchymal stem cells modulate B-cell functions[J].Blood,2006,107(11):367-372.

[31] Comoli P,Ginevri F,Maccario R,etal.Humanmesenchymal stem cells inhibit antibody production induced in vitro by allostimulation[J].Nephrol Dial Transplant,2008，23:1196-1202.

[32] Rosado MM,Bernardo ME,Scarsella M,etal.Inhibition of B-cell proliferation and antibody production by mesenchymalstromal cells is mediated by T cells[J].Stem Cells Dev,2015，24(1):93-103.

[33] Jiang XX,Zhang Y,Liu B,etal.Human mesenchymal stem cells inhibit differentiation and function of monocyte-derived den-dritic cells[J].Blood,2005,105:4120-4126.

[34] Beyth S,Borovsky Z,Mevorach D,etal.Human mesenchymal stem cells alter antigen-presenting cell maturation and induce T-cell unresponsiveness[J].Blood,2105:2214-2219.

[35] Maria AT,Maumus M,Le Quellec A,etal.Adipose-derived mesenchymal stem cells in autoimmune disorders:state of the art and perspectives for systemic sclerosis[J].Clin Rev Allergy Immunol,2017,52(2)：234-259.

[36] Christopeit M,Schendel M,Full J,etal.Marked improvement of severe progressive systemic sclerosis after transplantationof mesenchymal stem cells from an allogeneichaploidentical-related donor mediated by ligation of CD137[J].Leukemia,2008，22:1062e4.

[37] Keyszer G,Christopeit M,Fick S,etal.Treatment of severe progressive systemic sclerosis with transplantation of mesenchy-malstromal cells from allogeneic related donors:report of five cases[J].Arthritis Rheumatism,2011，63:2540e2.

[38] Guiducci S,Porta F,Saccardi R,etal.Autologousmesenchymal stem cells foster revascularizationof ischemic limbs in systemic sclerosis:a case report[J].Ann Intern Med,2010，153(10):650-654.

[收稿2016-08-08 修回2016-08-26]

(編輯 許四平)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.05.033

①本文受內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2016MS08109)。

竇晶莉(1989年-)，女，在讀碩士，主要從事系統(tǒng)性硬化癥的發(fā)病機(jī)制，臨床表現(xiàn)及其間充質(zhì)干細(xì)胞的治療等方面的研究，E-mail：995216109@qq.com。

及指導(dǎo)教師：王永福(1968年-)，男，博士，主任醫(yī)師，教授，主要從事風(fēng)濕免疫疾病發(fā)病機(jī)制及臨床診治方法等方面的研究，E-mail：wyf5168@hotmail.com。

R593.2

A

1000-484X(2017)05-0784-04