臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞臨床應(yīng)用進(jìn)展

尤斯涵，楊宋蕊，郭春燕，董明綱

(1.河北北方學(xué)院藥學(xué)系，河北 張家口 075000；2.河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)編輯部，河北 張家口 075000)

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(umbilical cord mesenchymal stem cells，UC-MSCs)是一種存在于新生兒臍帶組織中的多功能干細(xì)胞，可以在特定條件下持續(xù)增殖并分化成一種或多種細(xì)胞類型[1]。UC-MSCs具有易于獲得、分離、培養(yǎng)和純化等優(yōu)點(diǎn)[2]。多次傳代和擴(kuò)增后，UC-MSCs仍可保持原有的細(xì)胞表型和分化特性[3]。人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，HUC-MSCs)具有非侵入性獲得特性和低免疫原性特點(diǎn)，使其在臨床應(yīng)用中具有獨(dú)特優(yōu)勢[4]。近年來，HUC-MSCs已廣泛應(yīng)用于臨床疾病治療并取得一些進(jìn)展。對2011—2021年UC-MSCs在自身免疫性疾病(autoimmune disease，AID)、神經(jīng)退行性疾病(neurodegenerative disorders，NS)、代謝性疾病(metabolic disease)、心血管系統(tǒng)疾病(cardiovascular diseases，CVDs)中的應(yīng)用進(jìn)行回顧總結(jié)，以期為合理開展UC-MSCs臨床應(yīng)用提供參考。

1 UC-MSCs治療AID

AID指機(jī)體對自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)而導(dǎo)致自身組織損害所引起的疾病，依據(jù)臨床表現(xiàn)分為器官特異性自身免疫病和系統(tǒng)性自身免疫病。常見的AID包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)、移植物抗宿主病(graft versus host disease，GVHD)、關(guān)節(jié)炎(arthritis)、多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis，MS)等。

1.1 UC-MSCs治療SLE

SLE是一種較嚴(yán)重的自身免疫性疾病，會(huì)對患者多處臟器造成影響，自身過度性免疫或過度性炎癥是SLE的基本特征[4-5]。狼瘡性腎炎(lupus nephritis，LN)是SLE中最常見以及最嚴(yán)重的并發(fā)癥，可導(dǎo)致永久性腎損傷和慢性腎臟疾病[6]。

臨床試驗(yàn)證實(shí)給予SLE患者UC-MSCs輸注具有一定療效。Wang等[7]對30例傳統(tǒng)療法無效的活動(dòng)期SLE患者進(jìn)行UC-MSCs治療，探討UC-MSCs對SLE患者外周血調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)和輔助性T細(xì)胞17(Th17)的調(diào)控機(jī)制。研究表明UC-MSCs通過促進(jìn)TGF-β分泌上調(diào)Treg表達(dá)，促進(jìn)PGE2分泌下調(diào)Th17表達(dá)。Dandan等[8]為評(píng)估異體UC-MSCs治療難治性SLE的長期安全性，納入9例接受UC-MSCs細(xì)胞移植、類固醇和免疫抑制藥物治療的SLE患者進(jìn)行6年隨訪。1例患者輸注UC-MSCs后5 min出現(xiàn)輕度頭暈發(fā)熱，癥狀迅速消失，未觀察到其他不良事件(如慌亂、頭痛、惡心或嘔吐)。隨訪6年，患者外周血白細(xì)胞、紅細(xì)胞和血小板計(jì)數(shù)均無變化，肝功能分析顯示UC-MSCs輸注后血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素和直接膽紅素均處于正常水平，心電圖及胸片未見新發(fā)異常，血清腫瘤標(biāo)志物(包括AFP、CEA、CA125和CA199)在UC-MSCs輸注前和輸注6年后均未見上升。

UC-MSCs在難治性LN治療中也取得一定效果。南京某醫(yī)院一項(xiàng)開放的單中心臨床試驗(yàn)中，通過對納入的81例LN患者在12個(gè)月的療程中進(jìn)行定期隨訪，以評(píng)估療效以及可能的不良事件。在12個(gè)月的隨訪期間，觀察到LN患者總生存率約為95%，60.5%(49/81)的患者在12個(gè)月的MSCT隨訪期間LN病情得到緩解。

1.2 UC-MSCs治療關(guān)節(jié)炎

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性AID，病因復(fù)雜，主要與自身免疫反應(yīng)、創(chuàng)傷和感染有關(guān)。RA標(biāo)準(zhǔn)治療方案無法獲取長期療效，治療過程中會(huì)出現(xiàn)棘手的不良事件，導(dǎo)致治療中斷或方案重新調(diào)整[9]。由于UC-MSCs具有免疫調(diào)節(jié)和抗炎作用，近年來對其治療RA的研究越來越多[9]。

2013年有學(xué)者[10]開展了UC-MSCs治療RA的隊(duì)列研究，納入172例對傳統(tǒng)藥物反應(yīng)不敏感的活動(dòng)期RA患者并分為2組，一組給予抗風(fēng)濕藥物(DMARDs)治療，另一組給予DMARDs聯(lián)合UC-MSCs靜脈注射治療(4×107細(xì)胞/次)，檢測血清炎癥趨化因子/細(xì)胞因子水平，并分析外周血淋巴細(xì)胞亞群變化，記錄不良反應(yīng)發(fā)生率。UC-MSCs輸注期間及輸注后均未見嚴(yán)重不良反應(yīng)；DMARDs聯(lián)合UC-MSCs治療后，患者血清TNF-α和IL-6水平顯著下降(P<0.05)，外周血CD4(+)CD25(+)Foxp3(+)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞百分率升高(P<0.05)，RA癥狀明顯緩解，僅給予DMARDS治療的對照組RA癥狀未得到明顯緩解，提示DMARDs聯(lián)合UC-MSCs治療可有效改善活動(dòng)期RA癥狀、臨床獲益持久。

Karamini等[9]通過PubMed、Scopus、Cochrane-Central檢索UC-MSCs治療RA的文獻(xiàn)，使用Cochrane RoB2.0或ROBINS-I工具對選定的研究進(jìn)行偏倚風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)。安全性評(píng)價(jià)顯示MSCs治療RA安全有效且耐受性良好；療效評(píng)價(jià)顯示RA癥狀和疾病相關(guān)指標(biāo)均有一定改善，炎癥因子如C反應(yīng)蛋白、腫瘤壞死因子和白細(xì)胞介素6顯著下降。

膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是導(dǎo)致疼痛和殘疾的主要原因[10]。Matas[11]團(tuán)隊(duì)將UC-MSCs置于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織9001∶2015認(rèn)證的規(guī)范型實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行培養(yǎng)，對有癥狀的KOA患者隨機(jī)給予透明質(zhì)酸治療，分別在基線和6個(gè)月時(shí)接受單劑量UC-MSC治療，或在基線和6個(gè)月時(shí)重復(fù)UC-MSC治療，在12個(gè)月的隨訪中通過臨床評(píng)分和磁共振圖像評(píng)估UC-MSCs治療KOA的安全性和有效性。UC-MSCs治療組患者無嚴(yán)重不良反應(yīng)，患者疼痛情況得到顯著改善。

2 UC-MSCs治療NS

NS包括阿爾茨海默病(Alzheimer’s diseases,AD)、帕金森病(Parkinson’s diseases,PD)、亨廷頓病(Huntington’s diseases,HD)、多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis,MS)和肌萎縮性側(cè)索硬化癥(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)等。

MS是一種中樞神經(jīng)脫髓鞘疾病。Neil H.Riordan團(tuán)隊(duì)在一項(xiàng)探討UC-MSCs治療MS安全性和可行性為期1年的研究中納入20例MS患者，對同意接受UC-MSCs治療的患者在7 d內(nèi)給予7次UC-MSCs靜脈輸注(20×107細(xì)胞/次)。在治療前、治療后1個(gè)月和1年時(shí)，通過核磁共振成像(MRI)掃描、Kurtzke擴(kuò)展殘疾狀態(tài)量表(EDSS)、Scripps神經(jīng)評(píng)估量表、9孔PEG試驗(yàn)、25英尺步行試驗(yàn)和RAND Short Form-36生活質(zhì)量問卷等進(jìn)行療效評(píng)估。治療后1個(gè)月患者癥狀改善最為顯著，EDSS評(píng)分及膀胱、腸和性功能障礙、非慣用手平均得分、步行時(shí)間等都有積極改變，生活質(zhì)量得以提高，有受試者出現(xiàn)頭痛或疲勞等不良反應(yīng)，但無嚴(yán)重不良事件報(bào)告[12]。

ALS是一種罕見的、致命的神經(jīng)退行性疾病[13]。自1994年以來，未有新藥物被注冊用于該病治療[14-15]。在過去幾年里，干細(xì)胞/基質(zhì)細(xì)胞療法被提出用于ALS治療。Barczewska1[13]研究團(tuán)隊(duì)評(píng)估了ALS患者鞘內(nèi)給予MSCs對疾病進(jìn)展和生存情況的影響，所有患者每2個(gè)月接受3次MSCs鞘內(nèi)注射，劑量為30×107細(xì)胞，生存時(shí)間隨訪至2020年3月?；颊咧形簧鏁r(shí)間增加了2倍；67例患者中，31.3%患者疾病進(jìn)展率降低，49.3%無變化，19.4%增加；未觀察到嚴(yán)重不良反應(yīng)。該研究證實(shí)了干細(xì)胞療法治療ALS的安全有效性。

3 UC-MSCs治療糖尿病(diabetes mellitus，DM)及其并發(fā)癥

1型糖尿病(Type 1 diabetes mellitus，T1DM)是一種自身免疫性疾病，其特征為胰島β細(xì)胞功能受損、胰島素絕對缺乏。Lu等[16]開展的一項(xiàng)非隨機(jī)平行對照的前瞻性研究評(píng)估了MSCs治療T1D的安全性和有效性。該研究共納入53例T1D患者，其中33例成人(≥18歲)、20例青少年。MSCs治療組(n=27)首次治療為全身輸注同種異體UC-MSCs，隨后在3個(gè)月時(shí)重復(fù)治療；對照組(n=26)僅給予胰島素強(qiáng)化治療，均對患者進(jìn)行為期1年的隨訪。結(jié)果顯示40.7%的MSCs治療組患者臨床癥狀緩解，約是對照組的2.5倍；隨訪期間沒有患者被診斷出腫瘤或慢性感染，也沒有高血糖酮癥酸中毒或低血糖發(fā)作，表明MSCs治療對β細(xì)胞功能恢復(fù)有效。

Kong等[17]評(píng)估了UC-MSCs對2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus，T2DM)治療的有效性和安全性，18例T2DM患者靜脈輸注3次UC-MSCs，并對患者進(jìn)行為期6個(gè)月的隨訪。結(jié)果表明輸注UC-MSCs的治療組患者空腹血糖(FBG)和餐后血糖(PBG)顯著降低，治療過程中4例患者出現(xiàn)暫時(shí)性發(fā)燒。UC-MSCs輸注后6個(gè)月內(nèi)，患者機(jī)體糖代謝穩(wěn)定，表明輸注UC-MSCs治療T2DM安全性和耐受性良好，可有效緩解高血糖癥，并提高T2DM患者C肽水平和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)量。另有研究[18]表明在體外誘導(dǎo)HUC-MSCs向神經(jīng)功能細(xì)胞分化，隨后向體內(nèi)移植，對糖尿病視網(wǎng)膜病變有較好治療。

HUC-MSCs治療DM及其并發(fā)癥機(jī)制如下：①通過HUC-MSCs靶向炎癥組織，分化為功能性胰島樣細(xì)胞，抑制炎癥小體活性，發(fā)揮抗炎作用；②以潰瘍組織為靶點(diǎn)，促進(jìn)細(xì)胞因子釋放及潰瘍組織上皮化，使?jié)儾糠只蛲耆蟍19]。

4 UC-MSCs治療CVDs

CVDs又稱為循環(huán)系統(tǒng)疾病，指因高脂血癥、血液黏稠、動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓等引起的心、腦及全身各組織發(fā)生的缺血性或出血性疾病。CVDs是發(fā)展中和發(fā)達(dá)國家最常見的死亡原因之一[20]，且近年來發(fā)病率持續(xù)上升[21]。在過去十年中，HUC-MSCs因促血管生成和抗炎特性被用于心血管疾病的治療[22]，并顯示出良好臨床效果，為CVD治療帶來新的希望[23]。

Fang等[24]對3例充血性心力衰竭患者進(jìn)行同種異體HUC-MSCs靜脈輸注，輸注后12個(gè)月末觀察到2例患者左室射血分?jǐn)?shù)改善，證實(shí)了HUC-MSCs移植治療充血性心力衰竭的有效性。

Bartolucci等[25]的隨機(jī)臨床試驗(yàn)研究表明，給予射血分?jǐn)?shù)降低的心力衰竭患者靜脈輸注同種異體HUC-MSCs后，左心室射血分?jǐn)?shù)較對照組(未輸注UC-MSCs)顯著提高，未出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)，為靜脈輸注UC-MSCs治療心力衰竭提供了臨床證據(jù)。

5 小 結(jié)

綜上，UC-MSCs能夠靶向炎癥組織，調(diào)節(jié)過度免疫和炎癥，發(fā)揮抗炎作用，具有促進(jìn)組織修復(fù)等功能，在AID、NS、代謝性疾病、CVDs等難治疾病治療中具有廣闊應(yīng)用前景。今后還應(yīng)更系統(tǒng)地對干細(xì)胞治療技術(shù)的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為醫(yī)生合理選擇干細(xì)胞治療技術(shù)提供決策依據(jù)。