脂肪間充質(zhì)干細胞在系統(tǒng)性硬化癥中的研究現(xiàn)狀與展望

王松葉，王聰敏，陳 衛(wèi)，楊蓉婭

脂肪間充質(zhì)干細胞在系統(tǒng)性硬化癥中的研究現(xiàn)狀與展望

王松葉，王聰敏，陳 衛(wèi)，楊蓉婭

間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stromal/stem cells，MSCs）是一種非造血多能干細胞。最近，研究發(fā)現(xiàn)MSCs具有免疫調(diào)節(jié)、血管生成和抗纖維化的能力，從而使以MSCs為基礎(chǔ)的干細胞應(yīng)用逐漸從再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域轉(zhuǎn)向?qū)ψ陨砻庖咝约膊〉闹委熝芯?。脂肪間充質(zhì)干細胞（adipose mesenchymal stem cells，ASCs）是來源于脂肪組織的MSCs。該文回顧當(dāng)前MSCs在系統(tǒng)性硬化癥（systemic sclerosis，SSc）中的研究現(xiàn)狀，并展望臨床應(yīng)用ASCs治療SSc的可行性。

間充質(zhì)干細胞；間充質(zhì)干細胞，脂肪；間充質(zhì)干細胞，骨髓；硬化癥，系統(tǒng)性

在過去的20年中，早期對間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stromal/stem cells，MSCs）的研究重點主要集中在其分化能力方面。但是，自從發(fā)現(xiàn)MSCs具有免疫調(diào)節(jié)能力后，研究方向逐漸從再生醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)向MSCs對自身免疫性疾病治療。目前，MSCs細胞治療自身免疫性疾病方面的研究文獻不斷增加[1-3]。由于脂肪組織來源的MSCs極易獲取、資源豐富，且具有免疫抑制能力，因此，在干細胞臨床試驗中，對脂肪間充質(zhì)干細胞（adipose mesenchymal stem cells，ASCs）研究引起了人們更多的關(guān)注。

在自身免疫性疾病中，系統(tǒng)性硬化癥（systemic sclerosis，SSc）是一種多系統(tǒng)的疾病，臨床主要表現(xiàn)為自身免疫異常、血管異常和多臟器纖維化[4,5]。目前，對于SSc患者的治療主要是對癥處理和免疫抑制劑治療[6]。雖然也有新的治療藥物出現(xiàn)，但對于SSc的預(yù)后情況和病死率并無明顯改變[7]。近年，已有成功應(yīng)用自體造血干細胞移植治療難治性硬皮病報道，但其治療對象主要是針對嚴(yán)重進展期的患者。MSCs具有免疫調(diào)節(jié)、血管生成和抗纖維化能力，理論上，MSCs可以同時治療SSc 3個主要特征性病變：纖維化、血管生成和自身免疫缺陷，這些對于SSc的治療將是一個突破[8]。

1 ASCs生物學(xué)特性

ASCs是指從脂肪組織中獲取的MSCs。脂肪組織通過酶消化或機械破壞，可以獲得一個個單個細胞群和基質(zhì)血管碎片（stromal vascular fraction，SVF）[9]。將SVF細胞接種到塑料培養(yǎng)皿，其中貼壁的細胞經(jīng)培養(yǎng)擴增，稱為ASCs[9,10]，其形態(tài)與成纖維細胞類似，有特定的免疫表型：CD29+、CD31+、CD34+、CD45+、CD73+、CD105+、CD90+[10,11]。同時，ASCs有黏附和多向分化潛能，可分化為脂肪、肌肉、軟骨和骨組織細胞[12]。

ASCs極易獲取，且產(chǎn)量很高。每1 ml脂肪分離的ASCs，經(jīng)3或4代培養(yǎng)，就能獲得超過10億的ASCs細胞[13]。在獲取的干細胞數(shù)量方面，ASCs比骨髓間充質(zhì)干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BM-MSCs）有顯著優(yōu)勢。另外，有研究表明，長時間培養(yǎng)的BM-MSCs其分化潛能和增生能力受到限制[14]，但在長時間培養(yǎng)的ASCs中并未發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象[15]。以上這些特點使ASCs與其他類型間充質(zhì)干細胞相比，在臨床應(yīng)用方面具有明顯的優(yōu)勢。

2 ASCs免疫調(diào)節(jié)特性

與BM-MSCs類似，在體內(nèi)外ASCs具有免疫抑制特性[16]。大量證據(jù)表明，ASCs和BM-MSCs抑制免疫反應(yīng)是通過旁分泌機制實現(xiàn)[17]。研究發(fā)現(xiàn)，ASCs可分泌免疫抑制生長因子和炎癥遞質(zhì)，如肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF），吲哚胺2，3雙加氧酶（indole 2, 3 double oxygenase，IDO）、前列腺素E2和轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）[18,19]。

ASCs具有將促炎Th1反應(yīng)轉(zhuǎn)換為抗炎Th2反應(yīng)的能力，對自身免疫性疾病的動物模型有治療作用，其中包括實驗性結(jié)腸炎、自身免疫性甲狀腺炎、實驗性自身免疫性腦脊髓炎和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎。也有研究表明，ASCs可抑制移植物抗宿主病[20]和同種異體肝移植的急性排斥反應(yīng)[21]。這些結(jié)果表明ASCs可以用來調(diào)節(jié)體內(nèi)移植急性排斥反應(yīng)，具有用于臨床疾病治療的潛力。迄今為止，研究發(fā)現(xiàn)細胞治療的不良反應(yīng)很小[22]，甚至比現(xiàn)在臨床應(yīng)用的免疫抑制藥物，如糖皮質(zhì)激素、硫唑嘌呤、他克莫司和環(huán)孢菌素等所產(chǎn)生的不良反應(yīng)還小。

3 MSCs在SSc中的研究現(xiàn)狀

2008年，Christopeit等[23]首次報道，用同種異體BM-MSCs治療了1例重癥難治性硬皮病患者。2011年，德國研究團隊報道，給4例難治性硬皮病患者進行同種異體骨髓間充質(zhì)干細胞治療[24]，經(jīng)18個月的隨訪，未見嚴(yán)重不良反應(yīng)，其中有2例患者改良Rodnan皮膚評分（modi fi ed Rodnan skin score, mRSS）改善明顯，肢端潰瘍及遠端肢體壞死情況也獲得改善；另外，Guiducci等[25]也報道 1例急性四肢壞疽的SSc患者進行自體BM-MSCs治療，經(jīng)MSC靜脈注射治療后，血管造影檢查顯示肢體血循環(huán)重建，患肢完全治愈。

最近，研究證實了BM-MSCs對次氯酸硬皮?。℉OCl- systemic sclerosis，HOCl- SSc）小鼠模型治療作用[26]。研究發(fā)現(xiàn)，模型小鼠的皮膚和肺纖維化減少，組織中α-平滑肌肌動蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）和TGF-β1表達下調(diào)。血清中抗Scl70抗體和晚期氧化蛋白產(chǎn)物（advanced oxidation protein products，AOPP）降低。有研究還證實，在免疫調(diào)節(jié)和組織修復(fù)方面，ASCs作用效果比BMMSCs更佳[27]。

有研究報道， SVF對SSc具有良好的治療作用。Granel等[28]對12例SSc患者病變手指局部注射自體SVF治療。經(jīng)過6個月的隨訪，患者的多普勒檢測評估、皮膚評分（mRSS）、Cochin's手功能評分、Raynaud's病情評分和生活質(zhì)量等方面均有明顯改善。但在SVF中，由于ASCs的數(shù)量比例在不同的個體脂肪組織中有所變化，這導(dǎo)致了治療效果不一，因此SVF的廣泛應(yīng)用受到了限制。目前，SVF制備的異質(zhì)性和制備程序標(biāo)準(zhǔn)化藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（good manufacturing practice，GMP）是其臨床廣泛應(yīng)用的主要障礙。而與此相反，ASCs是一種嚴(yán)格的同質(zhì)細胞，在細胞表型、功能、分離和擴增程序方面都符合GMP標(biāo)準(zhǔn)，而且具有強效和多效性作用，因此具有非常廣泛的臨床應(yīng)用前景。

在SSc患者臨床治療中，Scuderi等[29]研究報道，在6例SSc患者受損皮膚區(qū)（面部或四肢）使用ASCs與透明質(zhì)酸一起進行局部注射治療，結(jié)果顯示，患者皮膚厚度明顯改善，且無局部并發(fā)癥。這項臨床研究成果更引起了人們進一步研究ASCs對SSc治療作用的興趣。

4 MSCs安全性

在MSCs治療的安全性方面，最主要問題是干細胞治療中是否存在致癌風(fēng)險[30]。在對干細胞培養(yǎng)時已對傳代細胞的遺傳穩(wěn)定性進行了研究[31]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在MSCs培養(yǎng)中并沒有出現(xiàn)永生細胞和核形異常細胞，因此MSCs治療不存在致癌風(fēng)險。最近有一項對1 000例接受MSCs治療患者的meta分析結(jié)果表明， MSCs治療過程中惟一出現(xiàn)的不良反應(yīng)是短暫性發(fā)熱[32]，尚未發(fā)現(xiàn)其他不良反應(yīng)。

5 展望

過去10年的研究工作證實，MSCs可能是治療自身免疫性疾病的一種新方法。特別是MSCs具有免疫抑制、抗纖維化、促血管生成、抗氧化反應(yīng)等作用，為多系統(tǒng)的難治性硬皮病的治療帶來了新希望。第一個應(yīng)用MSCs治療SSc的臨床試驗使用已經(jīng)在法國展開。從臨床前模型治療得到的結(jié)果，以及臨床疾病治療的案例報道觀察，這種治療有非常廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)于MSCs的來源，從目前研究觀察，脂肪組織具有明顯的優(yōu)勢。在這樣的背景下，ASCs要在臨床前硬皮病模型的治療中取得令人信服的治療效果，未來的研究將重點放在ASCs的功能鑒定和療效分析、細胞制備的程序化及安全監(jiān)管、根據(jù)患者的需要進行個性化細胞治療，以及在SSc細胞治療方面進行隨機對照試驗研究。

[1] Ben-Ami E, Berrih-Aknin S, Miller A. Mesenchymal stem cells as an immunomodulatory therapeutic strategy for autoimmune diseases [J].Autoimmun Rev, 2011, 10(7):410-415.

[2] Cipriani P, Carubbi F, Liakouli V, et al. Stem cells in autoimmune diseases: implications for pathogenesis and future trends in therapy[J]. Autoimmun Rev, 2013, 12(7):709-716.

[3] Cipriani P, Ruscitti P, Di Benedetto P, et al. Mesenchymal stromal cells and rheumatic diseases: new tools from pathogenesis to regenerative therapies [J]. Cytotherapy, 2015, 17(7): 832-849.

[4] Chighizola C, Shoenfeld Y, Meroni PL. Systemic sclerosis.Introduction [J]. Autoimmun Rev, 2011, 10(5):239-240.

[5] Desbois AC, Cacoub P. Systemic sclerosis: an update in 2016 [J].Autoimmun Rev, 2016, 15(5):417-426.

[6] Launay D, Savale L, Berezne A, et al. A monocentric experience of 13 patients, review of the literature and position paper of a multidisciplinary Working Group [J]. Presse Med, 2014, 43(10 Pt 2):e345-e363.

[7] Elhai M, Meune C, Avouac J, et al. Trends in mortality in patients with systemic sclerosis over 40 years: a systematic review and meta-analysis of cohort studies [J]. Rheumatology (Oxford), 2012,51(6):1017-1026.

[8] Cras A, Farge D, Carmoi T, et al. Update on mesenchymal stem cellbased therapy in lupus and scleroderma [J]. Arthritis Res Ther, 2015,17:301.

[9] Gimble JM, Katz AJ, Bunnell BA. Adipose-derived stem cells for regenerative medicine [J]. Circ Res, 2007, 100(9): 1249-1260.

[10] Zuk PA, Zhu M, Ashjian P, et al. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells [J]. Mol Biol Cell, 2002, 13(12): 4279-4295.

[11] Gronthos S, Franklin DM, Leddy HA, et al. Surface protein characterization of human adipose tissue-derived stromal cells [J]. J Cell Physiol, 2001, 189(1): 54-63.

[12] Gimble JM, Katz AJ, Bunnell BA. Adipose-derived stem cells for regenerative medicine [J].Circ Res, 2007, 100(9):1249-1260.

[13] Ra JC, Shin IS, Kim SH, et al. Safety of intravenous infusion of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells in animals and humans [J]. Stem Cells Dev, 2011, 20(8):1297-1308.

[14] Bonab MM, Alimoghaddam K, Talebian F, et al. Aging of mesenchymal stem cell in vitro [J]. BMC Cell Biology, 2006, 7:14.

[15] Jung Y, Bauer G, Nolta JA. Concise review: Induced pluripotent stemcell-derivedmesenchymal stem cells: progress toward safe clinical products [J]. Stem Cells, 2012, 30(1):42-47.

[16] Yanez R, Lamana ML, García-Castro J, et al. Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells have in vivo immunosuppressive properties applicable for the control of the graft-versus-host disease [J]. Stem Cells, 2006, 24(11):2582-2591.

[17] Abumaree M, Al Jumah M, Pace RA, et al. Immunosuppressive properties of mesenchymal stem cells [J]. Stem Cell Rev, 2011,8(2):375-392.

[18] Hegyi B, Kudlik G, Monostori E, et al. Activated T-cells and proinflammatory cytokines differentially regulate prostaglandin E2 secretion by mesenchymal stem cells [J]. Biochem Biophys Res Commun, 2012, 419(2):215-220.

[19] Kang JW, Kang KS, Koo HC, et al. Soluble factors-mediated immunomodulatory effects of canine adipose tissue-derived mesenchymal stem cells [J]. Stem Cells Dev, 2008, 17(4):681-693.

[20] De Ugarte DA, Morizono K, Elbarbary A, et al. Comparison of multi-lineage cells from human adipose tissue and bone marrow[J].Cells Tissues Organs, 2003, 174(3):101-109.

[21] Wan CD, Cheng R, Wang HB, et al. Immunomodulatory effects of mesenchymal stem cells derived from adipose tissues in a rat orthotopic liver transplantation model [J]. HBPD Int, 2008,7(1):29-33.

[22] Newman RE, Yoo D, LeRoux MA, et al. Treatment of in fl ammatory diseases with mesenchymal stem cells[J]. Inflamm Allergy Drug Targets, 2009, 8(2):110-123.

[23] Christopeit M, Schendel M, Foll J, et al. Marked improvement of severe progressive systemic sclerosis after transplantation of mesenchymal stem cells from an allogeneic haploidentical-related donor mediated by ligation of CD137L [J]. Leukemia, 2008,22(5):1062-1064.

[24] Keyszer G, Christopeit M, Fick S, et al. Treatment of severe progressive systemic sclerosis with transplantation of mesenchymal stromal cells from allogeneic related donors: report of fi ve cases [J].Arthritis Rheum, 2011, 63(8):2540-2542.

[25] Guiducci S, Porta F, Saccardi R, et al. Autologous mesenchymal stem cells foster revascularization of ischemic limbs in systemic sclerosis: a case report [J]. Ann Intern Med, 2010, 153(10):650-654.

[26] Maria A, Toupet K, Bony C, et al. Anti-fibrotic, anti-oxidant and immunomodulatory effects of mesenchymal stem cells in HOClinduced systemic sclerosis [J]. Arthritis Rheum, 2016, 68:1013-1025.

[27] Maria A, Toupet K, Maumus M, et al. Human adipose mesenchymal stem cells as potent anti- fi brosis therapy for systemic sclerosis [J]. J Autoimmunity, 2016, 70:31-39.

[28] Granel B, Daumas A, Jouve E, et al. Safety, tolerability and potential ef fi cacy of injection of autologous adipose-derived stromal vascular fraction in the fi ngers of patients with systemic sclerosis: an openlabel phase I trial [J]. Ann Rheum Dis, 2015, 74(12):2175-2182.

[29] Scuderi N, Ceccarelli S, Onesti MG, et al. Human adipose-derived stromal cells for cell-based therapies in the treatment of systemic sclerosis [J]. Cell Transplant, 2013, 22(5):779-795.

[30] Mishra PJ, Mishra PJ, Glod JW, et al. Mesenchymal stem cells: fl ip side of the coin [J]. Cancer Res, 2009, 69(4):1255-1258.

[31] Miura M, Miura Y, Padilla-Nash HM, et al. Accumulated chromosomal instability in murine bone marrow mesenchymal stem cells leads to malignant transformation [J]. Stem Cells, 2006,24(4):1095-1103.

[32] Lalu MM, McIntyre L, Pugliese C, et al. Safety of cell therapy with mesenchymal stromal cells (SafeCell): a systematic review and metaanalysis of clinical trials [J]. PLoS One, 2012, 7(10):e47559.

Adipose-derived mesenchymal stem cells in systemic sclerosis: a review of recent advances and prospection

WANG Song-ye，WANG Cong-min，CHEN Wei，et al
The Zhurihe Base Hospital of People’s Liberation Army, Inner Mongolia 011299, China

Mesenchymal/stromal stem cells (MSCs) are nonhematopoietic multipotent progenitor cells. More recently, the discovery of MSCs immunomodulatory, angiogenic and anti fi brotic capabilities properties made MSCs-based therapy progressively slips from the fi eld of regenerative medicine to autoimmunity. Adipose mesenchymal stem cells (ASCs) are MSCs derived from fat. In this article, we review the current research status of MSCs in systemic sclerosis (SSc, Scleroderma), and expound the feasibility of clinical application of ASCs in the treatment of SSc.

Mesenchymal stem cells (MSCs)，Adipose mesenchymal stem cells (ASCs)，Bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs)；Systemic sclerosis (SSc)[J Pract Dermatol, 2017, 10(5):296-298]

王松葉

R593.25

A

1674-1293(2017)05-0296-03

10.11786/sypfbxzz.1674-1293.20170512

011299 內(nèi)蒙古，朱日和訓(xùn)練基地醫(yī)院（王松葉，陳衛(wèi)）；陸軍總醫(yī)院全軍皮膚損傷修復(fù)研究所（王聰敏，陳衛(wèi)，楊蓉婭）

王松葉，副主任醫(yī)師，研究方向：硬皮病的臨床治療，E-mail:weichen1995@qq.com

楊蓉婭，E-mail: yangrya@sina.com

2017-04-10

2017-07-08）

（本文編輯 敖俊紅）