間充質(zhì)干細胞在炎癥性腸病治療中的研究進展*

王玉明　張曉琦　于成功

南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院消化內(nèi)科(210008)

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一類慢性非特異性腸道炎癥性疾病，包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病(Crohn’s disease, CD)，其發(fā)病主要與機體自身免疫失調(diào)有關(guān)，表現(xiàn)為輔助性T細胞(Th細胞)1、Th2、Th17 和調(diào)節(jié)性T 細胞(Treg細胞)失衡，引起對腸道微生物的過度免疫應答，導致慢性腸道黏膜損傷。目前IBD治療主要著眼于控制活動性炎癥和調(diào)節(jié)免疫功能紊亂，常用治療藥物包括氨基水楊酸制劑、糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑和生物制劑。間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stem cells, MSC)是一種具有自我復制能力和多向分化潛能的成體干細胞，具有歸巢、組織修復和免疫調(diào)節(jié)功能，其在系統(tǒng)性紅斑狼瘡、移植物抗宿主病、心肌梗死等多種疾病中的治療作用已得到證實。近年研究表明MSC在治療IBD方面具有獨特優(yōu)勢。本文就MSC在IBD治療中的研究進展作一綜述。

一、MSC的功能

MSC具有多譜系分化潛能，可參與造血干細胞壁龕形成，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)以及促進組織修復的功能。MSC可抑制T細胞和B細胞增殖、分化，影響樹突細胞(DC)成熟，還能募集Treg細胞，促使未成熟DC分化為調(diào)節(jié)性DC，并誘導促炎性的M1型巨噬細胞轉(zhuǎn)化為具有免疫調(diào)節(jié)作用的M2型巨噬細胞[1]。MSC可減少腸黏膜巨噬細胞浸潤，下調(diào)巨噬細胞15-脂氧合酶-1(15-LOX-1)水平以及腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-1β、干擾素(IFN)誘導蛋白(IP)-10等炎癥因子分泌，同時促進IL-10表達[2]。MSC通過分泌免疫抑制因子、細胞因子和生長因子，如IL-6、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β、前列腺素E2(PGE2)、血小板衍生生長因子(PDGF)等，調(diào)控炎癥反應，維持組織穩(wěn)態(tài)。此外，MSC還可分化為多種間充質(zhì)譜系細胞，通過原位替換功能失調(diào)細胞，促進組織修復和黏膜愈合[3]。MSC對IBD的療效、安全性和可行性逐漸得到證實，并已成為目前的研究熱點。

二、MSC在IBD治療中的應用

1. MSC在IBD治療中的應用現(xiàn)狀：常規(guī)治療對CD并發(fā)肛瘺患者常無療效，生物制劑和外科手術(shù)治療可使其部分治愈，但不良反應較多。目前已有8項針對MSC治療CD并發(fā)肛瘺的 Ⅰ～Ⅲ 期臨床試驗完成[4-13](表1)，超過200例CD并發(fā)肛瘺患者接受MSC治療，超過半數(shù)患者完全緩解，其中約75%可維持緩解至少24周，至少2/3對治療有應答。盡管MSC的來源、給藥途徑和注射劑量有所不同，以上試驗結(jié)果均證實了自體或異體MSC用于CD并發(fā)肛瘺治療的有效性和安全性。

此外，目前已有3項針對同種異體MSC治療IBD的臨床試驗完成，共納入31例UC或CD患者，臨床應答率和緩解率約為60%和40%[14-16]；2項針對自體骨髓MSC治療IBD的臨床試驗效果欠佳[17-18](表2)。

2. 臨床應用MSC的來源：MSC來源廣泛，可從骨髓、臍帶、臍帶血、胎盤、脂肪組織、牙髓等組織和體液中分離獲取。目前用于治療CD并發(fā)肛瘺的MSC大多數(shù)來源于脂肪組織[4-9,11-12]，僅兩項研究使用骨髓來源MSC[10,13]；而UC或CD患者的治療更傾向于利用骨髓或臍帶血MSC[14-18]。Li等[19]證實脂肪組織和臍帶血MSC的免疫抑制作用優(yōu)于骨髓MSC。不同來源的MSC治療效果的差異性仍需更多對照研究加以明確。

自體和同種異體MSC局部注射對CD并發(fā)肛瘺療效較好，但自體MSC對UC、CD以及系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫性疾病療效不佳。研究表明CD患者脂肪組織MSC可有效緩解葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導的小鼠結(jié)腸炎癥，從目前的臨床研究結(jié)果來看，與自體MSC相比，同種異體MSC更為穩(wěn)定，且療效更佳[20]。

3. MSC的臨床應用劑量：已有研究表明，不同治療劑量(1×106～2×106/kg)[15-16]和給藥方案(單次注射或多次重復注射)[16,18]的療效差異不大，但仍需更多長期隨訪數(shù)據(jù)加以驗證。用于CD并發(fā)肛瘺治療的MSC劑量差異較大，但均有療效；部分瘺管不愈合者可二次注射相同或更高劑量的MSC(表1)。一項Ⅱ期臨床試驗表明，低劑量(10×106或30×106MSC)治療組療效優(yōu)于高劑量(90×106MSC)組[13]。MSC的最優(yōu)治療劑量仍有待進一步的臨床研究加以明確。

4. MSC的臨床應用途徑：局部注射MSC是治療CD并發(fā)肛瘺的有效途徑。自體MSC附著于可吸收基質(zhì)并置入肛瘺可取得較好療效[9]。靜脈注射易行、微創(chuàng)和安全，但因MSC滯留于肺部，到達腸道炎癥部位的MSC比例下降。經(jīng)腸系膜上動脈注射MSC介入治療可增加到達炎癥部位的MSC數(shù)量，療效較好[21]，然而因其具有侵入性，且療效優(yōu)勢不明顯，故MSC在IBD治療中更傾向于利用靜脈輸注方式給藥。

三、MSC在 IBD治療中存在的問題

1. 安全性：干細胞具有癌基因激活、抑癌基因失活的典型腫瘤細胞特性，且細胞連續(xù)傳代可導致其分化，因而MSC移植是否會誘發(fā)新生腫瘤的問題備受關(guān)注。有研究[22]顯示MSC并不增加感染或惡性腫瘤的發(fā)生風險，甚至可顯著抑制結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)直腸癌。一項系統(tǒng)綜述也表明患者行MSC移植后可能會出現(xiàn)短暫低熱，但并未出現(xiàn)組織異位生長[23]。目前尚無MSC誘發(fā)新生腫瘤或?qū)е缕渌麌乐夭涣挤磻膱蟮?，其在IBD治療中的安全性仍需更多長期隨訪數(shù)據(jù)加以證實。

表1　MSC治療CD并發(fā)肛瘺的臨床試驗

CDAI：CD活動指數(shù)；PDAI：肛周疾病活動指數(shù)；MaRIA：磁共振活動指數(shù)

表2　MSC治療IBD的臨床試驗

2. 臨床治療方案標準化：MSC移植治療IBD的有效性和安全性已有大量基礎(chǔ)和臨床研究支持，但其來源、最佳劑量、給藥途徑、注射間隔時間和次數(shù)等問題尚無定論。為了確保MSC臨床應用的規(guī)范性，亟需制訂標準化的治療方案。

3. 提高MSC療效以及延長效應時間：MSC的免疫抑制效應需要炎癥因子如IFN-γ、TNF-α、Toll樣受體(TLR)配體等參與，通過改變炎癥條件可調(diào)節(jié)MSC介導的免疫抑制作用。研究[24-25]證實TLR3預處理以及過表達IFN-γ均可顯著增強MSC對DSS誘導小鼠結(jié)腸炎的療效。此外，移植受體MSC中的供體DNA呈時間依賴性減少，因此為保證MSC長期有效，可嘗試增加MSC的植入量。低氧預處理可增加MSC表面趨化因子受體CXCR4表達，誘導MSC遷移至受損部位，發(fā)揮對模型小鼠心肌梗死的療效[26]。另有研究[27]證實臍帶血MSC提取物(MSC-Ex)可通過阻斷促炎因子表達以及改變巨噬細胞表型發(fā)揮對小鼠結(jié)腸炎的療效，且其療效優(yōu)于MSC。預處理MSC對其療效的影響有待更多研究 加以驗證。

生理濃度的硫唑嘌呤、甲氨蝶呤、巰基嘌呤和TNF-α抗體對MSC存活及其抑制單核細胞增殖的特性無明顯影響，巰基嘌呤和TNF-α抗體可增強MSC對單核細胞的抑制作用[28]。高濃度的硫唑嘌呤可抑制大鼠骨髓MSC增殖，并促進其凋亡[29]。MSC和Treg細胞聯(lián)用可增強MSC或Treg細胞對DSS誘導小鼠結(jié)腸炎的療效[30]。MSC與其他細胞或藥物聯(lián)用的療效有待進一步研究驗證。

四、結(jié)語

MSC移植作為一種微創(chuàng)、低感染風險的生物療法，可促進IBD患者黏膜愈合，降低患者CDAI和Mayo評分，改善其臨床癥狀，提高其生活質(zhì)量，療效和安全性均較好。然而目前MSC治療IBD仍處于臨床試驗階段，仍有較多問題亟待解決。隨著MSC在IBD中研究的深入，其有望成為IBD治療的新選擇。

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