近年来,间充质干细胞(MSCs)凭借其独特的免疫调节特性和多向分化潜能,成为再生医学领域的研究焦点。这类来源于骨髓、脂肪等组织的成体干细胞,在移植物抗宿主病(GVHD)、骨关节炎、肝硬化、自身免疫性疾病、肿瘤等复杂病症的治疗中展现出令人瞩目的临床应用前景。其作用机制涵盖抑制过度免疫反应、促进组织修复、分泌抗炎因子等多个层面,为传统疗法难以攻克的疾病提供了创新解决方案。
间充质干细胞治疗潜力解析:免疫疾病、骨关节病变与肝脏疾病临床转化新突破
近期发表在权威期刊《Latest Research on Mesenchymal Stem Cells》的一项研究,研究报告表明给移植物抗宿主病、骨关节炎、肝病和自身免疫性等疾病带来了新希望[1]。
基于间充质干细胞(MSC)的多向分化潜能及其对免疫系统的精准调控能力,其在移植物抗宿主病、骨关节炎、肝病及自身免疫性疾病等重大疾病治疗中展现的临床潜力,正推动其成为再生医学领域极具前景的治疗策略。”
再生之钥—间充质干细胞开启临床治疗新纪元
间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)因其在组织再生、创伤修复及免疫调节等领域的显著潜力,已成为解决复杂临床难题的焦点(图1)。
作为一类多能干细胞,MSCs不仅具备自我更新与快速增殖能力,还可从骨髓、脂肪组织、胎盘、脐带、皮肤及肝脾等多种组织中广泛获取。其核心优势在于多向分化潜能——可定向分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞乃至神经或肌肉细胞,加之易于体外扩增且伦理争议较小,使其成为多种疾病治疗策略的理想候选者。
在本综述中,我们将讨论MSCs在解决各种常见的全球重要临床挑战方面的各种成功应用,包括实体器官移植排斥和移植物抗宿主病;骨和软骨疾病,包括骨关节炎和成骨不全症;肝脏疾病;自身免疫性疾病,重点是系统性红斑狼疮、多发性硬化症和类风湿性关节炎。
我们还将研究MSCs的免疫调节机制,以提高移植物存活率并减少炎症,促进骨关节炎或肝硬化等疾病中的组织再生。
本综述强调了间充质干细胞疗法的多功能性以及进一步开发治疗策略的潜力,这些策略可受益于其广泛的可用性、体外培养的便利性以及无论是在体内还是体外的安全整合。
01、免疫烽火台:间充质干细胞精准调控移植物排斥新策略
一项突破性临床案例为MSCs治疗急性移植物排斥点燃希望:9岁白血病患儿在接受异体造血干细胞移植(HSCT)后,遭遇糖皮质激素难治性严重急性排斥反应,经MSCs治疗成功逆转。这一里程碑事件不仅推动MSCs在移植物抗宿主病(GVHD)相关HSCT中的深入研究,更将其应用边界拓展至实体器官移植排斥的防治领域。
当前,糖皮质激素免疫抑制仍是急性排斥反应的标准疗法,但其疗效局限且伴随高致残率与死亡率,亟待新策略破局。
2007年,方等学者针对6例糖皮质激素无效的III-IV级急性GVHD患者,采用脂肪源性MSCs干预后,83%(5/6)患者GVHD症状完全消退,肠道、肝脏及皮肤损伤实现功能性修复。尽管患者生存期差异显著(数月至三年不等),长期随访证实治疗显著延长生存时间。
MSCs调控排斥反应的核心机制在于双重免疫平衡:一方面抑制引发组织损伤的效应T细胞活性,另一方面激活抗炎性调节性T细胞(Treg)扩增以维持免疫耐受。
这一免疫调控范式已在肝、肾、角膜及皮肤移植中展现普适性,多项临床试验证实MSCs可提升移植物存活率并降低排斥风险。目前正在进行多项临床试验,以进一步研究、测试和证明MSCs成功的免疫调节作用。
此外,在2025年1月2日,国家药监局通过优先审评审批程序附条件批准干细胞疗法「艾米迈托赛」上市,用于治疗14岁以上消化道受累为主的激素治疗失败的急性移植物抗宿主病(aGVHD),这是国内首个获批上市的干细胞疗法。
02、间充质干细胞在骨和软骨疾病中的治疗应用
MSCs的多能性,特别是其易于分化为成骨细胞 (骨形成细胞)、肌腱细胞 (肌腱细胞) 和软骨细胞 (软骨细胞) 的特性,因其在骨科疾病中的潜在应用而备受关注。MSCs已用于开发再生治疗策略,旨在治疗骨科损伤和促进组织修复,以及促进肌肉骨骼系统的再生。
MSCs在治疗骨骼系统疾病方面已被证实具有有益作用,特别是成骨不全症 (OI) 和低磷酸血症等疾病。基础研究表明间充质干细胞疗法主要通过抗炎和免疫调节治疗骨和软骨疾病之外,这些细胞还被证明能够通过特殊的趋化因子受体活性迁移到骨损伤部位,促进成骨细胞分化,并定位新血管形成,从而促进骨再生,这对骨修复至关重要。
临床研究显示,异体造血干细胞移植在OI患儿中成功实现功能性成骨细胞嵌合,显著改善骨密度与结构强度。
而在骨关节炎(OA)领域,MSCs通过TGF-β/Sox9信号轴分化为软骨细胞,分泌II型胶原与聚集蛋白聚糖修复软骨缺损,同时抑制关节炎症,为全球数亿饱受疼痛与功能障碍困扰的OA患者提供非手术新选择。
2021年,美国运动杂志医学杂志发表了一篇《关节内注射间充质干细胞治疗膝关节骨关节炎而不进行辅助治疗:系统评价与荟萃分析》的文献综述。
该研究表明包括9项研究和440个骨关节炎膝关节患者,结论是,即使在没有辅助疗法的情况下,关节内注射间充质干细胞也能显著改善患者功能和关节疼痛。
该结果也反映在患者问卷中,例如西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数 (WOMAC) 分析了疼痛、僵硬和膝关节功能,膝关节损伤和骨关节炎结果评分 (KOOS) 问卷研究了膝关节损伤对患者生活质量的影响。
这些只是间充质干细胞治疗骨关节炎的几个例子,它为现代人口中可能增加的持续临床挑战提供了有效的解决方案。
03、间充质干细胞在肝病治疗中的应用
尽管MSCs已在上述临床背景下得到深入研究,但迄今为止的研究表明,其在间充质干细胞治疗肝硬化方面的应用仍然局限于特定患者群体。
2007年,在Mohamadnejad等人开展的I期临床试验中,四名肝硬化失代偿期患者接受了自体MSCs静脉注射。
在整个研究过程中,患者未观察到任何不良反应,值得注意的是,在研究的随访期结束时,他们的QoL显示出了显著改善。深入研究结果表明,生活质量 (QoL) 的提高源于肝脏功能改善,特别是白蛋白水平升高,而不是MSCs转化为肝细胞或内皮细胞——本研究未能令人信服地证明这一点。
2023年,权威期刊杂志《干细胞研究与治疗》发表了一项间充质干细胞治疗肝硬化的疗效和安全性:系统评价与荟萃分析的I-II期临床试验。
其中,8名被诊断为终末期肝病的患者(其中4名患有乙肝,1名患有丙肝,1名患有酒精性肝病,2名患有原因不明的肝病)接受了注射用自体MSCs。研究表明,所有参与者对治疗反应良好,肝功能显著改善尤为明显。
这些发现支持了以下观点:MSCs可能为终末期肝病患者提供一种可行、安全且有效的治疗选择。通过旁分泌作用,MSC似乎可以缓解慢性炎症(这些疾病的一个主要诱因),它能分泌IL-10和TGF-β等抗炎因子,从而减少过度的免疫反应,包括过度活跃的巨噬细胞。
2022年,期刊杂志《干细胞研究与治疗》刊发了一篇“间充质干细胞治疗慢性肝衰竭急性发作和慢性肝病的评估:随机对照临床试验的系统评价和荟萃分析”。
发现2011年至2023年间有11项随机对照临床试验,探讨MSC策略在肝硬化中的应用。这些研究表明,MSC输注是安全的,没有出现不良副作用,与对照组相比,输注后两周至六个月的白蛋白水平有显著改善。此外,根据患者治疗后1、2和6个月的MELD评分,报告显示三个月生存率有所提高。
然而,在疾病进展且存在严重影响患者生活质量的致残因素的背景下,在MSCs常规用于治疗肝病之前,还需要进行大量研究。这主要围绕不同来源的MSCs的效果、剂量和给药途径的优化以及治疗频率。
04、间充质干细胞在自身免疫性疾病中的治疗应用
间充质干细胞在系统性红斑狼疮(SLE)、多发性硬化症(MS)、类风湿关节炎(RA)等难治性自身免疫病中的治疗探索已取得突破性进展。
研究表明,MSCs通过抑制T/B淋巴细胞增殖、调控自然杀伤(NK)细胞活性及树突细胞功能,重塑免疫平衡。与自体造血干细胞移植不同,MSCs治疗无需预先免疫抑制,其效应聚焦于炎症局部微环境,虽作用短暂却精准高效。
间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮
SLE是一种全身性慢性自身免疫性和炎症性疾病,可导致多器官损伤,包括脑、肺、肾以及造血系统。一些研究人员发现,移植骨髓间充质干细胞可改善转基因小鼠和SLE患者的多器官功能。研究发现,转基因小鼠 (MRL/lpr) 的成骨细胞微环境存在缺陷,这似乎是系统性红斑狼疮发病机制的部分原因。
近年来,随着临床研究的进展,间充质干细胞(MSCs)已成为了系统性红斑狼疮的临床新选择。根据我国《中华风湿病学》杂志发表《异体间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮专家共识》(下称《专家共识》),“多项临床研究已证实间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮患者安全且有效。间充质干细胞治疗大大提高了系统性红斑狼疮患者的疗效,改善了系统性红斑狼疮患者的生存质量和预后。”
间充质干细胞治疗多发性硬化症
其他实验研究表明MSC在治疗多发性硬化症方面具有良好效果,但这些作用的潜在机制尚未完全阐明,表明可能参与免疫调节、神经保护和神经再生,如(表1)所示。
2024年,知名医学期刊杂志《Multiple Sclerosis and Related Disorders》发表了一篇“间充质干细胞 (MSCs) 治疗多发性硬化症 (pwMS) 患者的神经系统疗效和安全性:最新的系统评价和荟萃分析”揭示。 MSC疗法对pwMS的安全潜力。主要基于 MRI的神经再生显示出巨大的治疗潜力,
此外,该研究还表明,针对多发性硬化症,鞘内注射MSCs展现出独特优势。
临床结果得到数据是该疗法使71.8%患者短期MRI病灶消失,长期随访中钆增强病灶完全清零。
其神经修复作用源于LIF、IGF等神经营养因子的持续分泌,促进髓鞘再生并抑制炎症扩散。相比静脉给药,鞘内注射能突破血脑屏障限制,显著改善EDSS残疾评分,为中枢神经自身免疫损伤提供靶向解决方案。
间充质干细胞治疗类风湿关节炎
类风湿性关节炎 (RA) 是一种自身免疫性疾病,会影响患者的关节、肌肉和肌腱以及结缔和纤维组织,导致严重且使人衰弱的关节畸形、功能障碍和疼痛。
在类风湿关节炎治疗中,MSCs的安全性及疗效已获多项临床试验验证。
2021年,Wang等研究发现,MSCs联合抗风湿药可显著降低DAS28评分,缓解关节肿胀并提升生活质量。
2019年,空军第九八六医院(西京医院九八六医院)、澳门大学健康科学学院研究团队在行业期刊《Drug Des Devel Ther.》上发表了题为《Efficacy and Safety of Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell Therapy for Rheumatoid Arthritis Patients: A Prospective Phase I/II Study(脐带间充质干细胞治疗类风湿性关节炎患者的疗效和安全性:一项前瞻性I/II期研究)的临床研究成果。
研究结果表明:UC-MSCs治疗类风湿性关节炎(RA)在安全性和有效性方面都表现出长期而稳定。在治疗后的1年到3年,患者的血液指标、肝肾功能和免疫球蛋白水平都在正常范围内。同时,患者的疾病活动评分和健康评估问卷得分也都有显著下降,这些数据都表明UC-MSCs治疗的长期效果。
再生纪元:间充质干细胞引领临床变革新浪潮
间充质干细胞(MSCs)以其多向分化潜能、生物活性分子分泌能力及免疫调节特性,已成为再生医学领域的革命性工具。从移植物抗宿主病(GVHD)的免疫风暴平息,到骨关节炎的软骨再生;从肝硬化瘢痕组织的功能性重塑,到自身免疫性疾病的免疫稳态重建,MSCs在跨越器官与疾病谱系的治疗中展现出非凡潜力。
其核心优势不仅在于修复受损组织,更在于通过动态调控微环境实现系统性治疗——如同“生物调谐器”般平衡免疫应答,激活内源性再生程序。
在心血管疾病、骨科损伤及移植排斥等成熟领域,MSCs疗法已积累丰富临床证据,为成人与儿童患者提供多样化治疗选择。然而,在自身免疫病、实体器官疾病(如肝、肾、肺纤维化)及肿瘤治疗中,最佳给药途径、剂量优化及长效安全性仍需突破。
当前挑战聚焦于三大核心:
- 其一,构建跨疾病模型的生物标志物体系,实现个体化治疗精准匹配;
- 其二,通过多组学技术解析MSCs与宿主微环境的动态互作机制,破解其疗效异质性谜题;
- 其三,建立全球标准化生产与质控流程,确保细胞疗法的可重复性与规模化应用。
尽管前路漫漫,MSCs已为再生医学开辟全新范式。随着基因编辑、合成生物学及人工智能技术的深度融合,下一代“超级MSCs”或将具备病灶靶向、按需释药、实时反馈等功能,推动医学从“疾病治疗”迈向“组织重生”。这场以细胞为载体的医学革命,正将人类对抗疑难疾病的边界推向未知疆域。
主要参考资料:[1]https://www.mdpi.com/1422-0067/26/7/3084
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