間充質(zhì)干細(xì)胞治療強(qiáng)直性脊柱炎的研究進(jìn)展

劉東翰 譚龍旺 朱 鈺

1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，陜西咸陽 712000；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱骨科，陜西咸陽 712000；3.寧夏大學(xué)教育學(xué)院，寧夏銀川 750021

強(qiáng)直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一種進(jìn)行性的自身免疫性疾病，臨床表現(xiàn)一般為腰部及骶髂關(guān)節(jié)間歇性、反復(fù)性晨僵、疼痛，嚴(yán)重者會出現(xiàn)關(guān)節(jié)強(qiáng)直，活動受限，從而導(dǎo)致生活質(zhì)量急劇下降[1]。臨床中常使用非甾體消炎藥或免疫抑制劑等治療AS，盡管這些治療減輕了炎癥反應(yīng)，緩解了臨床癥狀，改善了AS 患者的生活質(zhì)量，但仍然伴隨著治療效果不及預(yù)期或副作用較多的情況出現(xiàn)[2]。既往研究表明，AS 患者骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cell，MSC）免疫調(diào)節(jié)能力顯著下降[3]，亟須補充正常的MSC來修復(fù)AS 患者異常的免疫功能。MSC 具有顯著的免疫調(diào)節(jié)、抗炎及再生特性，可以通過細(xì)胞間接觸和分泌可溶性因子來減輕炎癥反應(yīng)，幫助組織修復(fù)。此外，骨髓MSC 不表達(dá)人類白細(xì)胞抗原，這使其成為免疫介導(dǎo)疾病的有利治療選擇；隨著近些年MSC 理論和技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，為臨床治療AS 提供了新的途徑[4-5]。本文就MSC 治療AS 的研究進(jìn)行綜述，以期為相關(guān)基礎(chǔ)研究提供參考，以此來進(jìn)一步探究臨床應(yīng)用的可行性。

1 MSC 概述

1968 年，國外學(xué)者首次從骨髓中提取到一種可在體外進(jìn)行自我增殖和分化的細(xì)胞，并將其命名為MSC[6]。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，MSC 具有免疫調(diào)節(jié)、抗炎、再生修復(fù)等作用，并可從多種組織中獲得，如臍帶、骨髓、脂肪組織等[7-9]。近些年來，MSC 已被廣泛應(yīng)用于一些臨床疾病的治療之中，特別是在免疫調(diào)節(jié)及損傷修復(fù)方面展現(xiàn)出了極佳的效果；MSC 的治療途徑是通過分泌旁分泌因子或直接作用于患者體內(nèi)的各種免疫細(xì)胞，刺激或抑制免疫應(yīng)答[10-11]；在免疫系統(tǒng)過度激活時發(fā)揮抑制炎癥的作用，以此平衡機(jī)體的炎癥反應(yīng)來維持組織穩(wěn)態(tài)[12]；另外，MSC 還可分化成不同的細(xì)胞群，定點遷移到受損組織或器官中，并在其中起著組織修復(fù)的關(guān)鍵作用[13]?；谶@些方式，MSC 通過影響細(xì)胞的免疫功能、調(diào)控機(jī)體的炎癥、提高受損細(xì)胞的成活率，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)、平衡炎癥、損傷修復(fù)的作用，使它在免疫、炎性及組織損傷疾病的治療中具有良好效果。

2 MSC 治療AS 的基礎(chǔ)研究

2.1 MSC 的免疫調(diào)節(jié)作用

HLA-B27 抗原在臨床中被認(rèn)為是AS 發(fā)病的重要免疫遺傳標(biāo)志物。目前有關(guān)HLA-B27 誘導(dǎo)AS 的發(fā)病機(jī)制主要集中在3 個領(lǐng)域：第一是HLA Ⅰ類分子通過關(guān)節(jié)源性肽向TCD8+細(xì)胞呈遞異?？乖?，誘發(fā)T 細(xì)胞的特異性免疫反應(yīng)[14]；第二是HLA-B27 重鏈的異常及其在免疫效應(yīng)細(xì)胞上的白細(xì)胞免疫球蛋白受體識別[15]；第三是HLA-B27 重鏈錯誤折疊引發(fā)的內(nèi)在生物學(xué)效應(yīng)[16]。此外，B 細(xì)胞、T 細(xì)胞同樣被證明通過參與不同的免疫反應(yīng)在AS 免疫發(fā)病過程中扮演重要角色[17-18]。因此，重建正常的免疫功能，是治療AS 的最終目的。MSC 已在多項臨床研究中被證實可發(fā)揮高效免疫調(diào)節(jié)的作用，例如：由MSC 所分泌的肝細(xì)胞生長因子可作用于CD14+單核細(xì)胞，并可調(diào)節(jié)異體T 細(xì)胞功能、抑制T 細(xì)胞增殖，發(fā)揮免疫抑制的作用，顯示了MSC 免疫調(diào)節(jié)的多形性[19]。在臨床中，患者在進(jìn)行MSC 移植后的24 h 內(nèi)，CD4+、CD25+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的比例上升，淋巴細(xì)胞增殖下降，MSC 移植后患者的免疫程序立即啟動，說明了MSC 在整個免疫反應(yīng)過程中發(fā)揮著不可替代的作用[20]。除此之外，凋亡細(xì)胞被證實可刺激MSC 表達(dá)誘生型環(huán)氧化酶，同時增加前列腺素E2 的產(chǎn)生，以此來達(dá)到增強(qiáng)免疫抑制功能的作用，再次證明了MSC 在免疫疾病的治療中不可或缺[21]?？偠灾?，MSC 可憑借不同途徑參與人體的免疫活動，抑制T 細(xì)胞的增殖，最終達(dá)到免疫抑制的目的。當(dāng)前，關(guān)于MSC 對B 細(xì)胞的抑制作用，在臨床中也被廣泛關(guān)注。有研究顯示，將MSC 注射到早期階段的自發(fā)性狼瘡模型小鼠體內(nèi)，當(dāng)小鼠體內(nèi)的MSC被γ 干擾素激活后，可抑制小鼠B 細(xì)胞增殖，從而減輕疾病的臨床癥狀，顯露了較好的免疫治療效果[22]；然而人體中骨髓來源的MSC 無法直接抑制人類B 細(xì)胞，需借助一定的媒介，才能發(fā)揮作用。隨后，有研究首次發(fā)現(xiàn)佛柏酯可能是激活人體內(nèi)MSC 抑制B 細(xì)胞的良好工具化合物[23]，但因研究例數(shù)相對較少，未來還需更進(jìn)一步的探索研究。綜上所述，MSC 所呈現(xiàn)的免疫調(diào)節(jié)特點同樣適用于AS 的免疫治療，未來或許能夠在臨床中取得意想不到的成效。

2.2 MSC 的炎癥抑制作用

白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-23 是一種使血清水平顯著升高的炎癥細(xì)胞因子，已被證明能在AS 的發(fā)病過程中誘發(fā)慢性炎癥，并引起AS 患者骶髂關(guān)節(jié)長期疼痛[24-25]。在一些臨床研究中，MSC 可通過抑制血清中的IL-23，從而發(fā)揮抑制炎癥的作用[26-28]；例如：肝移植后輸注骨髓來源的MSC 可顯著降低IL-23 的細(xì)胞因子水平，進(jìn)而減輕患者的排異反應(yīng)，提高移植的成功率[26]；來源于脂肪組織的MSC 可大幅降低IL-23 受體的表達(dá)，下調(diào)血清IL-23 的水平，從而實現(xiàn)減輕神經(jīng)炎癥的目的[27]；值得注意的是，MSC 及其細(xì)胞外囊泡可同時下調(diào)IL-23 和IL-22 的產(chǎn)生，由此增強(qiáng)調(diào)節(jié)性巨噬細(xì)胞的抗炎表型，在機(jī)體中實現(xiàn)炎癥抑制[28]。如上所述，IL-23 是引起AS 慢性炎癥的重要影響因素，而MSC 又能有效降低血清中IL-23 的因子水平，改善患者的炎癥表現(xiàn)，因此對于AS 的抗感染治療而言，將MSC 作為首選方案是可行的。

2.3 MSC 的再生修復(fù)作用

研究表明，AS 患者機(jī)體中的自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK）細(xì)胞亞群血清水平明顯升高，而隨著NK 細(xì)胞數(shù)量的增加，會促使脊柱及骶髂關(guān)節(jié)的損傷逐漸加重，加速AS 的疾病進(jìn)程，嚴(yán)重時可出現(xiàn)關(guān)節(jié)畸形，最終造成AS 患者的脊柱及骶髂關(guān)節(jié)活動受限[29]。因此對于臨床中晚期AS 患者來講，治療的重心在于修復(fù)關(guān)節(jié)的損傷。MSC 通過分化成不同的細(xì)胞群的方式，包括（中胚層、外胚層或內(nèi)胚層細(xì)胞），借此促使許多組織和器官進(jìn)行再生修復(fù)；與此同時，MSC 衍生的細(xì)胞外囊泡可經(jīng)過釋放外泌體加速成骨和血管生成，從而體現(xiàn)了MSC 在再生修復(fù)方面擁有巨大的潛力[30]；另外，骨髓來源的MSC，能為受損的心肌結(jié)構(gòu)和功能提供全面的恢復(fù)和再生，且無不良事件發(fā)生，這反映出MSC 在器官損傷方面的應(yīng)用安全有效，值得廣泛推廣[31]。總之，MSC 一方面具有極強(qiáng)再生修復(fù)作用，另一方面致使NK 細(xì)胞的活性降低[32]，這將為未來使用MSC 修復(fù)AS 患者受損的關(guān)節(jié)和組織提供有力的理論支撐。

3 MSC 治療AS 的臨床研究

近些年，應(yīng)用MSC 治療AS 在炎癥控制及免疫抑制方面取得了良好的效果，既往研究表明，這或許是一種安全有效且無明顯嚴(yán)重副作用的治療選擇[33-40]。在臨床研究中，通常將AS 患者的免疫學(xué)、炎癥指標(biāo)作為觀測MSC 是否發(fā)揮出治療作用的一個標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 免疫因子變化

研究證實，MSC 參與了AS 的患者的免疫活動，在MSC 治療后，患者的免疫球蛋白G 水平降低，臨床癥狀得到改善，但此研究局限性在于未能觀測到MSC對C 反應(yīng)蛋白水平的調(diào)控[33]；蘇鴻君等[34]發(fā)現(xiàn)MSC 可降低患者細(xì)胞黏附分子、血清腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α 水平，隨后免疫抑制功能立即啟動，再次反映出MSC 在AS 的免疫調(diào)節(jié)治療上具有多形性。同樣，在使用MSC 治療后，發(fā)現(xiàn)了特異性免疫抑制會立即啟動，AS 患者的血清TNF-α 及IL-23水平可在短時間內(nèi)大幅度降低，之后患者的臨床癥狀逐漸緩解、關(guān)節(jié)功能逐漸恢復(fù)[35]。除此之外，MSC 還能借助抑制巨噬細(xì)胞的活性來下調(diào)血清TNF-α 水平，以此在AS 患者的治療中達(dá)到重建正常免疫應(yīng)答的目的[36]。由此可知，MSC 的免疫治療特點既有多形性，又有高效性，同時反映了MSC 可借助不同途徑來調(diào)控AS 的異常免疫功能。

3.2 炎癥因子變化

研究顯示，MSC 能夠顯著降低AS 患者的C 反應(yīng)蛋白、血沉水平，從而來緩解AS 患者的疼痛，并首次發(fā)現(xiàn)了中劑量組的MSC 療效最佳[37]；Wang 等[38]首次證明靜脈輸注異體MSC 對活動性AS 患者是一種安全有效的治療方法，同時發(fā)現(xiàn)治療后血清C 反應(yīng)蛋白水平降低、患者脊柱影像學(xué)表現(xiàn)明顯改善。宋慶林[39]同樣采用靜脈輸注MSC 治療AS，而后觀察到患者C 反應(yīng)蛋白水平降低，睡眠、飲食、關(guān)節(jié)活動度明顯改善，但此研究局限性在于沒有對照研究，不能充分說明MSC 的有效性。此外，MSC 與藥物的首次對比研究，表明了MSC 可降低AS 患者的血清白細(xì)胞水平，更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)MSC 的療效顯著優(yōu)于抗風(fēng)濕藥[40]，但是此方面的研究相對較少，為了得到確切的結(jié)論，未來還需在此領(lǐng)域加強(qiáng)探索。根據(jù)上述，MSC 能阻止炎癥介質(zhì)的釋放，減輕炎癥反應(yīng)，緩解AS 患者臨床癥狀。

以上均為MSC 療效的探索性研究，盡管觀測指標(biāo)不同，但都能說明MSC 治療AS 是一種安全、可行的選擇。由于目前MSC 治療AS 的相關(guān)臨床研究規(guī)模較小，以至于尚未形成統(tǒng)一的治療標(biāo)準(zhǔn)，因此未來還需要進(jìn)一步在該領(lǐng)域探索。

4 結(jié)語

目前，AS 的主流治療方法或多或少存在一定的副作用，且長期使用容易出現(xiàn)耐藥，而MSC 的出現(xiàn)及發(fā)展為AS 的治療提供了新的希望。近年來研究表明，MSC 在AS 的治療過程中是相對安全、高效的，它調(diào)節(jié)了AS 患者體內(nèi)活化的免疫細(xì)胞并在隨后的慢性炎癥過程中發(fā)揮抗炎及再生修復(fù)的作用。盡管如此，在正式臨床推廣MSC 治療AS 之前，仍存在一些不足之處需要完善，例如：需要確定MSC 的來源、MSC 的最佳治療劑量、MSC 的給藥方式及給予干預(yù)治療的最佳時期。未來仍需要進(jìn)行大規(guī)模、高質(zhì)量的研究，來探索MSC 治療AS 的可行性。