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间充质干细胞临床应用全景:从疾病克星到产业化挑战

随着再生医学的快速发展,间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)凭借其多向分化潜能、免疫调节功能及组织修复特性 ,已成为全球医学研究的焦点。作为一类具有自我更新能力的多能干细胞,MSCs能够分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等多种组织细胞,同时通过分泌细胞因子调节免疫微环境,为多种难治性疾病提供了全新治疗思路。

2024年12月,美国FDA批准了同种异体骨髓来源的间充质基质细胞疗法Ryoncil®(remestemcel-L-rknd),用于治疗2个月及以上儿童患者的类固醇难治性急性移植物抗宿主病。这是FDA批准的首款间充质基质细胞疗法,其关键临床试验数据显示,患者第28天的客观缓解率高达70%,其中16例达到完全缓解,22例为部分缓解。

短短一个月后,全球细胞治疗领域再传捷报。2025年1月,中国生物医药领域迎来里程碑时刻——国家药品监督管理局通过优先审评审批程序,附条件批准铂生卓越生物科技公司的艾米迈托赛注射液(商品名:睿铂生)上市。这是我国首款获批上市的间充质干细胞治疗药物,适应症为“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(SR-aGVHD)”。

这款源自人脐带间充质干细胞的药物在关键性II期临床试验中展现出显著疗效:治疗组第56天客观缓解率达50%,明显高于对照组的34.2%,同时将患者2年生存率提升至71.1%。

2025年2月,呼吸系统重症治疗迎来重大突破。源品生物科技有限公司自主研发的 “人羊膜间充质干细胞注射液” 获得国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)的临床试验批件,成为全球首款人羊膜来源干细胞药物,目标适应症为中重度急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。研究团队通过单细胞转录组测序技术发现,不同组织来源的间充质干细胞具有不同的转录组图谱,其中羊膜间充质干细胞在呼吸功能障碍治疗中更具优势,其分泌的细胞因子组合在抗炎与组织修复功能上表现卓越。

间充质干细胞临床应用全景:从疾病克星到产业化挑战

间充质干细胞临床应用全景:从疾病克星到产业化挑战

然而,MSCs的异质性、标准化制备流程 及长期疗效评估 仍是当前临床转化的主要挑战。随着中国等国家加速推进干细胞药物审批(如西比曼生物的III期临床试验),MSCs的临床价值正从基础研究向规模化应用迈进。本文将从机制、适应症及最新进展等方面,系统探讨MSCs的临床应用现状与未来方向。

一、间充质干细胞治疗疾病的作用机制

1、组织修复与再生

多向分化能力:MSCs可分化为骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等多种功能细胞,直接替代受损细胞并修复组织。例如,在骨关节损伤中分化为软骨细胞促进修复。

旁分泌效应:通过分泌生长因子(如VEGF、FGF)和细胞外基质成分,促进周围细胞增殖、迁移及血管生成,加速组织再生。

归巢效应:MSCs能定向迁移至损伤或炎症部位,通过趋化因子受体识别病变信号并定位修复。

    2、免疫调节作用

    调控免疫细胞活性:MSCs通过分泌IL-10、TGF-β等因子抑制T细胞、B细胞过度活化,并促进调节性T细胞(Tregs)生成,维持免疫平衡。

    抑制炎症反应:通过下调促炎因子(如TNF-α、IL-6)并上调抗炎因子(如IL-10),减轻组织炎症损伤。例如,在渐冻症中抑制神经炎症。

    低免疫原性:MSCs自身不表达主要组织相容性复合体(MHC-II),可降低移植后的免疫排斥风险。

    3、抗氧化与抗应激

    清除自由基:MSCs分泌超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等抗氧化酶,中和自由基,减轻氧化应激损伤。

    改善线粒体功能:通过捐赠健康线粒体或修复受损线粒体,恢复细胞能量代谢,延缓衰老相关疾病进程。

    4、促进血管生成

    MSCs分泌血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维生长因子(FGF)等,激活内皮细胞增殖和迁移,促进缺血组织的新生血管形成,改善血液供应。

    5、其他协同机制

    激活内源干细胞:通过释放信号分子激活患者自身干细胞,促进组织内源性修复。

    外泌体介导的细胞通讯:MSCs释放的外泌体携带miRNA、蛋白质等,调控靶细胞功能,抑制凋亡并促进修复。

      二、间充质干细胞临床应用范围

      骨关节疾病:从软骨修复到功能重建

      膝骨关节炎(OA) 作为最常见的退行性关节疾病,全球65岁以上人群患病率高达10%-15%,传统治疗仅能暂时缓解症状,无法逆转软骨损伤。

      2025年发表于《Cytotherapy》的随机对照试验首次证实:单次关节腔内注射5×10⁶个GMP条件下制备的脐带间充质干细胞,可显著改善患者疼痛与关节功能,且疗效持续至少1年。

      该研究纳入30例II-III级膝OA患者,结果显示:

      • 疼痛显著缓解:UC-MSCs组疼痛评分下降2.66倍,显著优于对照组(曲安奈德注射)的1.01倍
      • 功能持久改善:治疗后1年,患者体能、情绪健康和社会功能仍保持稳定
      • 安全性良好:80%患者仅在注射后72小时内出现轻度关节痛,经简单镇痛即可缓解

      值得注意的是,MRI影像学分析揭示了一个重要现象:症状缓解与结构改善并非同步。尽管两组在软骨厚度、骨髓水肿等结构指标上无显著差异,但UC-MSCs治疗组患者的症状和生活质量明显改善,提示脐带间充质干细胞主要通过调控炎症微环境而非直接软骨再生实现“功能性治愈”。

      神经系统疾病

      脑卒中/脊髓损伤:MSCs通过抑制血脑屏障通透性和调控小胶质细胞,促进神经功能恢复。

      阿尔茨海默病临床研究(NCT04388982)显示鼻滴给药的脐带MSCs可改善认知功能,2年内无排斥反应

      帕金森病:最近,《自然》(Nature)杂志同时刊登了两项重量级研究,展示了干细胞疗法的巨大潜力:不仅安全有效,还有望真正实现对多巴胺神经元的修复

      呼吸系统重症:从ARDS到肺纤维化

      呼吸系统疾病领域正迎来干细胞治疗的突破性进展。2025年,源品生物人羊膜间充质干细胞注射液同时针对ARDSCOPD两大适应症推进临床研究,为全球第三大死因的COPD提供了逆转肺功能损伤的新希望。

      在肺纤维化治疗领域,无细胞策略的创新应用尤为引人注目。清华大学团队开发的 雾化型人脐带间充质干细胞外泌体(hUCMSC-EVs)通过严格GMP标准制备,粒径控制在50-400nm,经雾化处理后仍保持完整性和生物活性。在24例肺纤维化患者的I期临床试验中:

      • 患者接受7天雾化治疗(2×10⁹颗粒/次,每日2次)
      • 治疗组用力肺活量(FVC)最大自主通气量(MVV)显著改善
      • 圣乔治呼吸问卷(SGRQ)评分降低,生活质量明显提升
      • 两名晚期患者高分辨率CT(HRCT)显示病灶显著消退
      • 所有患者耐受良好,未出现严重不良事件

      这一创新疗法通过 miRNA-486-5p/M2巨噬细胞轴发挥作用,显著抑制肺组织胶原沉积,为肺纤维化提供了高效、安全的无细胞治疗策略。

      免疫性疾病:从GVHD到自身免疫病

      移植物抗宿主病(GVHD) 是异基因造血干细胞移植后的致命并发症,传统激素治疗失败的患者面临生存危机。新获批的间充质干细胞药物为这类患者带来转机。

      自身免疫性疾病领域,间充质干细胞同样展现出卓越潜力:

      1型糖尿病:间充质干细胞通过调节Treg细胞平衡,降低TNF-α、IL-6等炎症因子,改善胰岛β细胞功能。

      系统性红斑狼疮:临床研究显示,间充质干细胞输注可显著降低狼疮性肾炎患者蛋白尿,改善肾功能指标。

      类风湿关节炎:通过抑制滑膜炎症和关节破坏,间充质干细胞有望改变疾病进程。

      心血管与代谢疾病

      心肌梗死:工程化脂肪MSCs(抑制PRMT1基因)可提升移植后存活率3.2倍,促进血管新生。

      糖尿病肾病:40例患者接受MSCs输注后,肾小球滤过率(eGFR)改善维持12个月。

      慢性病修复:从肾病到卵巢早衰

      慢性肾病(CKD) 治疗中,间充质干细胞显示出独特的多效性。研究表明:

      • 在狼疮性肾炎患者中,显著降低蛋白尿,改善肾功能指标
      • 通过增加调节性T细胞(Tregs),抑制B细胞、NKT细胞过度活化
      • 部分患者血清白蛋白上升,肾血流灌注改善,肾脏体积增大

      生殖系统疾病领域,间充质干细胞为卵巢早衰(POF) 患者带来新希望。临床案例显示,接受治疗后患者雌激素水平回升,卵巢体积增大,更年期症状改善。在动物模型中,间充质干细胞治疗显著恢复卵泡发育,提高排卵数量。

      三、不同来源间充质干细胞的优劣对比

      不同组织来源的间充质干细胞在临床应用上表现出显著差异,选择合适的细胞来源是治疗成功的关键:

      脐带来源MSCs(UC-MSCs):采集无创、增殖能力强、免疫原性低,无伦理争议。其分泌组中抗炎因子含量丰富,在骨关节炎、特应性皮炎等疾病中表现优异。2025年最新临床数据显示,单次关节腔注射5×10⁶个冷冻保存的脐带MSCs,可使膝骨关节炎患者疼痛评分下降2.66倍,疗效显著优于传统激素治疗,且效果维持1年以上。

      脂肪来源MSCs(AD-MSCs):易获取(可通过吸脂术获得)、产量高,但分化能力较弱,且易受供体肥胖等代谢因素影响。通过基因编辑技术(如抑制PRMT1基因)可增强其在心肌修复中的效能。

      骨髓来源MSCs(BM-MSCs):研究数据最丰富,临床应用历史悠久,但采集需骨髓穿刺,创伤较大,且细胞数量与活性随供体年龄增长而显著下降。

      羊膜来源MSCs(hAMSCs):新晋的“明星细胞”,具有独特的转录组图谱,能分泌更高水平的组织修复相关因子,在呼吸系统疾病和卵巢功能修复中展现优势。

      表:不同来源间充质干细胞特性比较

      特性指标脐带来源(UC-MSCs)脂肪来源(AD-MSCs)骨髓来源(BM-MSCs)羊膜来源(hAMSCs)
      采集便利性高(无创,医疗废弃物)中(吸脂术)低(骨髓穿刺)高(分娩后组织)
      增殖能力极强中等随年龄下降
      免疫原性极低极低
      主要优势抗炎、标准化潜力易获取、产量高研究数据丰富独特分泌组、组织修复
      优势适应症骨关节炎、GVHD整形修复、心肌梗死血液疾病、早衰症ARDS、COPD、卵巢修复
      表:不同来源间充质干细胞特性比较

        四、安全警讯:风险与挑战

        尽管间充质干细胞治疗展现出广阔前景,其临床应用仍面临安全性、标准化和产业化的多重挑战。

        临床应用中的副作用谱系

        基于现有临床数据,间充质干细胞治疗的主要风险包括:

        免疫反应:异体移植可能引发短暂发热、皮疹或关节痛(见于80%关节腔内注射患者,72小时内缓解)。

        血管栓塞风险:静脉输注高剂量细胞可能导致肺微血管暂时性阻塞,引发呼吸困难。

        感染风险:制备过程若污染,可能引入病原体,需严格执行GMP标准。

        肿瘤形成隐患:虽然MSCs本身致癌风险极低,但其对已存在癌细胞的影响仍需警惕。

        值得注意的是,外泌体疗法作为新兴的无细胞策略,可规避栓塞和成瘤风险,成为提高安全性的重要方向。

        产业化瓶颈与标准化困境

        间充质干细胞治疗从实验室走向临床广泛应用,仍面临严峻挑战:

        生产标准化难题:不同来源、不同培养条件下制备的细胞产品存在显著异质性,影响治疗效果的可预测性。外泌体制备工艺(超速离心vs微流控芯片)差异导致的产品不一致性尤为突出。

        冷链运输与储存成本:活细胞产品需严格的冷链运输和深低温储存条件,导致单次治疗费用常超万元,限制可及性。

        长期安全性数据缺乏:基因修饰细胞的脱靶效应及外泌体miRNA的免疫扰动风险需长期随访评估。

        最佳治疗方案未确立:包括最佳细胞来源、剂量(如骨关节炎单次5×10⁶ vs 糖尿病需多次输注)、给药途径(静脉、局部或雾化)等关键参数尚需优化。

        结语:再生医学的新纪元

        间充质干细胞临床应用正经历从传统细胞移植工程化无细胞治疗的范式转变。随着全球监管路径的明晰和产业化瓶颈的突破,这一领域已从“概念验证”迈入“精准增强”的新阶段。未来3-5年,工程化外泌体基因修饰MSCs将主导创新疗法发展,为骨关节炎、肺纤维化、移植物抗宿主病等难治性疾病提供变革性解决方案。

        然而,真正的临床转化成功仍需攻克三大核心挑战:机制深度解析(如STAT3、RUNX1通路靶向调控)、生产工艺标准化(GMP与微流控技术整合)以及个体化治疗方案优化(基于疾病分型的精准匹配)。只有跨学科协作,贯通基础研究、临床验证与产业转化的全链条,才能让间充质干细胞治疗从实验室的“希望之星”,真正成为惠及亿万患者的临床利器,开启再生医学的新纪元。

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