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从糖尿病到狼疮肾炎:干细胞能否治疗继发性肾病?

继发性肾病是全球慢性肾脏病(CKD)的首要病因,其由糖尿病高血压自身免疫病等系统性疾病引发,每年导致数百万人进展至终末期肾病(ESRD),亟需突破性治疗方案。 传统疗法(如控制血糖、血压或免疫抑制剂)虽能延缓病情,但难以逆转已发生的肾脏损伤,且长期使用副作用显著。干细胞治疗的兴起,为这一难题带来了革命性希望。

通过修复受损肾组织、调节异常免疫反应、抑制纤维化进程,干细胞疗法已在糖尿病肾病、高血压肾病、狼疮性肾炎等继发性肾病中展现出显著疗效。

本文基于多项临床研究与机制探索,系统解析干细胞治疗继发性肾病的科学原理、疗效证据及未来发展方向,为患者和医疗从业者提供权威、全面的治疗策略参考。

从糖尿病到狼疮肾炎:干细胞能否治疗继发性肾病?

从糖尿病到狼疮肾炎:干细胞能否治疗继发性肾病?

一、干细胞治疗继发性肾病的作用机制

干细胞通过以下核心机制改善肾脏损伤:

1. 多向分化与组织修复

  • 归巢性:干细胞可定向迁移到肾脏损伤部位(如肾小球、肾小管),分化为肾小球上皮细胞、肾小管上皮细胞等肾固有细胞,替代受损细胞并修复组织结构。
  • 血管再生:分泌血管内皮生长因子(VEGF)、肝细胞生长因子(HGF)等,促进肾脏微血管新生,改善缺血缺氧环境。

2. 免疫调节与抗炎作用

  • 抑制炎症反应:通过分泌抗炎因子(IL-10、TGF-β)和抑制促炎因子(TNF-α、IL-6),减轻肾脏炎症损伤。
  • 调节免疫平衡:促进调节性T细胞(Treg)增殖,抑制过度活化的T细胞和B细胞,减少免疫复合物沉积(如糖尿病肾病中的免疫炎症)。

3. 抗纤维化与保护肾功能

  • 抑制纤维化信号通路:通过阻断TGF-β/Smad通路,减少胶原沉积,延缓肾间质纤维化。
  • 促进细胞自噬:清除受损细胞器,维持肾细胞稳态。

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二、临床研究证据:疗效与安全性

案例1:干细胞治疗糖尿病肾病的疗效和安全性

2024年,江西赣南医科大学研究人员在国际期刊《medRxiv》上发表一篇有关《干细胞治疗糖尿病肾病的疗效和安全性:系统评价与荟萃分析》的综述,该综述大体意思是江西赣南医科大学的研究人员整合了3,528项研究,并且在3528项研究筛选了4项干细胞治疗糖尿病肾病的高质量临床研究,并对这四项高质量研究进行了系统评价与荟萃分析。

干细胞治疗糖尿病肾病的疗效和安全性:系统评价与荟萃分析

临床研究结果:

1.干细胞移植对肾小球滤过率(eGFR)的影响:估计的肾小球滤过率(eGFR)是肾功能的重要指标。肾脏疾病饮食调整和慢性肾脏病流行病学协作公式通常用于估算GFR。四项研究表明,干细胞移植显著改善了eGFR水平。森林图数据分析(图1)显示,与对照组的结果相比,SCT作为干预措施显著改善了eGFR水平

图1:估计肾小球滤过率 (eGFR) 的亚组分析
图1:估计肾小球滤过率 (eGFR) 的亚组分析

2.干细胞移植对血清肌酐(SCR)的影响:SCr水平可用于监测DKD。在DKD早期,SCr可维持在正常范围,但随着病情进展,其水平逐渐升高,因此监测SCr水平对DKD的早期诊断和病情监测有重要意义。3项研究报道了SCr水平,其相关的I2值为0%,因此本研究采用固定效应模型。森林图分析结果(图2)显示,SCT治疗与SCR水平的显著变化相关,以干细胞注射为干预措施的试验组糖尿病患者的SCR水平显著降低

图2:血清肌酐 (SCr) 的森林图
图2:血清肌酐 (SCr) 的森林图

3.干细胞移植对MAU的影响:微量白蛋白尿(MAU)是DKD的早期标志。持续性MAU与糖尿病患者发生临床蛋白尿的风险呈显著正相关,提示MAU对预防DKD发展至关重要。两项研究对MAU进行了综合分析,如图3A所示。SCT与MAU水平的显著变化相关,研究间异质性较低,I2值为41,提示研究结果一致性较高。森林图数据分析显示,SCT组的MAU水平显著低于对照组

图3:尿液标志物的森林图:A:微量白蛋白尿(MAU);B:尿白蛋白/肌酐比率(UACR)。
图3:尿液标志物的森林图:A:微量白蛋白尿(MAU);B:尿白蛋白/肌酐比率(UACR)。

4.干细胞移植对UACR的影响:UACR是尿蛋白排泄指标,是早期筛查DKD的关键参数。UACR升高预示肾脏损伤的存在,尤其对于糖尿病患者。整合现有数据,我们直观地展示了UACR的研究结果(图6B)。经统计学分析,SCT在降低UACR方面的作用未达到统计学意义的要求。此外,研究间异质性较低。试验组和对照组之间的UACR无显著差异

5.不良反应:关于注射干细胞的安全性,我们对干细胞移植引起的不良反应的研究进行了荟萃分析,结果发现不良事件或严重不良事件均无显著差异,表明其安全性与现有疗法相当,未增加额外风险。(见图4)

图4:干细胞治疗(SCT)组与对照组不良事件发生率比较的森林图
图4:干细胞治疗(SCT)组与对照组不良事件发生率比较的森林图

综上所述,本研究结果提示干细胞移植可作为糖尿病肾病的潜在治疗方式,可显著改善eGFR、降低SCr、降低MAU,从而减轻肾脏损害。

案例2:间充质干细胞治疗传统方法无效的狼疮性肾炎临床疗效

2023年,哈萨克斯坦阿斯塔纳国家科学医学中心在期刊《肾脏病透析移植》上发表了一篇关于《间充质干细胞移植治疗狼疮性肾炎的免疫矫正新焦点 》的临床研究结果。

间充质干细胞移植治疗狼疮性肾炎的免疫矫正新焦点 

本次研究总共纳入了15名对传统免疫抑制疗法有抵抗力的SLE(ACR标准)患者。

对患者骨髓间充质干细胞移植效果的监测显示,12个月后,SELENA-SLEDAI评分活动性显著下降2倍,从 14.67±1.15分降至7.33±1.15分。在对照组中,尽管持续进行免疫抑制治疗,但该指标保持不变,为 15.0±0.87分。

所有接受高剂量免疫抑制疗法(HIST)和骨髓间充质干细胞(MSC)移植的患者均表现出临床疗效,其表现为:

  • 每日蛋白尿量从2.48±0.77降至1.06±0.56g/l
  • DNA抗体值(从443.28±547.53降至187.8±146.60
  • 血液细胞因子(TNF-Α显著降低)降低;
  • 补体水平升高(尽管不显著)。

根据肾活检数据,在接受HIST的MSC移植后,积极的动态包括肾小球血管环中网状纤维的数量增加,以及通过对抗体谱的免疫荧光分析发现肾小球血管环中的免疫炎症过程减少。(见图5)

图2:肾脏活检的免疫荧光显示肾小球血管环中的免疫炎症过程减少
图5:肾脏活检的免疫荧光显示肾小球血管环中的免疫炎症过程减少

综上所述,根据临床和实验室数据,间充质干细胞移植与高剂量免疫抑制疗法相结合对SLE的疗效显著优于传统单一免疫抑制方案。同时,MSC移植安全性良好,并可以减少自身免疫攻击的迹象,可用于SLE标准疗法无效、疗效低或不耐受的患者情况。

案例3:干细胞治疗高血压引起的慢性肾病患者Ⅱ期临床试验疗效

2020年,中国台湾高雄长庚纪念医院以及长庚大学医学院内科心脏内科在行业期刊《干细胞转化医学》上发表了一篇关于《肾动脉自体CD34+细胞输注治疗慢性肾病患者的安全性和有效性》的一项随机、开放标签、对照的II期临床试验结果。

肾动脉自体CD34+细胞输注治疗慢性肾病患者的安全性和有效性

本Ⅱ期临床试验共纳入52例连续入组的慢性肾脏病(CKD)III期或IV期患者,所有受试者均随机分配至治疗组。入组标准要求患者在发展为CKD前存在明确的高血压病史,并且在试验前已接受规范化的抗高血压治疗,包括血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)、血管紧张素II受体拮抗剂(ARB)、钙通道阻滞剂(CCB)或β受体阻滞剂等药物的最佳剂量治疗。

1.治疗效果与细胞变化

  • 患者情况:所有患者接受CD34+细胞治疗后都顺利出院。
  • 细胞比较:治疗组和对照组患者在治疗前,体内帮助修复血管的“祖细胞”(EPC)数量基本相同。
  • 关键发现:但接受G-CSF药物(一种促进细胞活动的药物)的患者(第1组),这些修复血管的EPC数量明显增加,尤其是在血液中的水平显著上升(如图6A-F所示)。
图6:第1组与第2组患者之间以及G-CSF治疗后第1组的循环内皮祖细胞 (EPC) 群以及第1组患者右肾静脉中EPC群的时间过程。
图6:第1组与第2组患者之间以及G-CSF治疗后第1组的循环内皮祖细胞 (EPC) 群以及第1组患者右肾静脉中EPC群的时间过程。

2.细胞如何被调动到血液中

通过特殊检测(流式细胞分析)发现:

  • 细胞流动方向:G-CSF药物能促使骨髓中的修复细胞(EPC和HSC)不断从肾脏(右肾静脉)进入血液循环(如图2F)。
  • 细胞数量变化:用药后,这些患者的血液中修复细胞(EPC和HSC)数量大幅增加(如图2G),说明G-CSF像“召集令”一样,把骨髓里的细胞“调动”到了血液中。

3.血管修复能力的变化

  • 血管生成能力:通过实验(Matrigel测定)发现,用药前两组患者形成新血管的能力(如形成血管簇、连接成管等)几乎一样。
  • G-CSF的效果:但用药后,第1组患者的血管修复能力显著增强,这进一步证明G-CSF能有效调动骨髓中的修复细胞到血液中,帮助修复血管(如图7)。
  • 血浆中的秘密:特别有意思的是,含有这些修复细胞的血液样本中,促进血管生成的能力最强。
图7:培养的EPC的形态特征和Matrigel测定血管生成决定因素
图7:培养的EPC的形态特征和Matrigel测定血管生成决定因素

综上所述,这项研究通过药物(G-CSF)成功“激活”了骨髓中的修复细胞(EPC和HSC),并将其“调动”到血液中。这些细胞帮助患者生成新的血管网络,从而改善肾脏血流和功能。接受这种治疗的患者不仅康复顺利,而且治疗后的血管修复能力显著增强,说明G-CSF联合干细胞疗法可能成为高血压形成的慢性肾病治疗的新选择。

三、干细胞疗法的治疗优势与挑战

1.核心优势

多靶点干预:同时修复组织、调节免疫和代谢,突破传统药物的单一作用模式。

减少药物依赖:降低激素用量,避免长期使用ACEI/ARB类药物的副作用(如高钾血症)。

安全性较高:间充质干细胞几乎没有免疫排斥风险,并且临床数据显示感染、过敏等副作用发生率低于传统免疫抑制剂。

2.主要挑战

疗效异质性:不同来源(如脐带、骨髓、脂肪)的干细胞效果差异显著,且患者年龄、基础疾病状态影响治疗应答。

最佳治疗方案未统一:干细胞类型、剂量、输注途径(静脉或局部注射)及治疗时机尚无共识。

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未来展望

1.联合治疗策略:干细胞疗法需与传统手段(如降压、降糖)结合,综合控制原发病,提升整体疗效。

2.技术创新方向

  • 基因编辑与工程化改造:通过CRISPR技术增强干细胞的定向分化能力或抗炎特性。
  • 细胞外囊泡疗法:利用干细胞分泌的囊泡作为无细胞治疗载体,规避安全风险。

3.推动临床转化

需加强国际合作,建立标准化疗效评价体系,加速从基础研究到临床应用的转化。我国已启动多项多中心临床试验,预计未来5-10年有望形成规范化治疗方案。

结语

干细胞治疗为继发性肾病提供了修复损伤、延缓进展、改善生活质量的全新策略。其通过分化修复、免疫调节和抗纤维化机制,显著改善糖尿病肾病、狼疮性肾炎等疾病的临床指标。尽管仍需解决标准化问题,但随着基因编辑、类器官技术及精准医疗的推进,干细胞有望成为继发性肾病治疗的“游戏规则改变者”,为患者争取更长的无透析生存期与更好的生活质量。

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参考资料:

Natalya Krivoruchko, Lina Zaripova, Manarbek Askarov, Abay Baigenzhin, Temirlan Karibekov, Galiya Shaimardanova, Saltanat Bekturganova, #2733 TRANSPLANTATION OF MESENCHYMAL STEM CELLS – NEW FOCUS OF IMMUNE CORRECTION IN TREATMENT OF LUPUS NEPHRITIS, Nephrology Dialysis Transplantation, Volume 38, Issue Supplement_1, June 2023, gfad063b_2733, https://doi.org/10.1093/ndt/gfad063b_2733

https://doi.org/10.1101/2024.11.07.24316903

Chih-Chao Yang, Pei-Hsun Sung, Ben-Chung Cheng, Yi-Chen Li, Yi-Ling Chen, Mel S. Lee, Hon-Kan Yip, Safety and efficacy of intrarenal arterial autologous CD34+ cell transfusion in patients with chronic kidney disease: A randomized, open-label, controlled phase II clinical trial, Stem Cells Translational Medicine, Volume 9, Issue 8, August 2020, Pages 827–838, https://doi.org/10.1002/sctm.19-0409

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