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干细胞治疗晚期肾病:修复无望还是缓解转机?

慢性肾脏病(CKD)是全球公共卫生领域的重大挑战,其终末阶段——晚期肾病(慢性肾脏病4-5期,CKD 4-5期)更是威胁患者生命健康的“隐形杀手”。据世界卫生组织(WHO)统计,全球约有8.5亿人患有慢性肾脏病,其中约15%将进展至终末期肾病(ESRD),需依赖透析或肾移植维持生命。在中国,这一数字尤为严峻:2022年ESRD患者已超过385万,预计2026年将突破500万,且增速远超全球平均水平。

目前传统治疗手段(如免疫抑制剂、降压药)仅能延缓病情进展,无法逆转已造成的损伤。近年来,干细胞治疗因其再生修复潜力,成为晚期肾病研究的热点。

本文结合多项临床研究与机制探索,分析干细胞治疗晚期肾病患者的疗效、局限性及未来方向

干细胞治疗晚期肾病:修复无望还是缓解转机?

晚期肾病的定义与分期

晚期肾病(Late-stage Chronic Kidney Disease)指慢性肾脏病(CKD)的4期和5期,此时肾功能严重受损,需依赖替代治疗维持生命。其中,终末期肾病(ESRD,即CKD5期) 是最严重阶段,肾小球滤过率(GFR)持续低于15 mL/min/1.73㎡,患者需通过透析或肾移植生存。

分期与临床特征

  • CKD4期:GFR为15–29 mL/min/1.73㎡,属于重度肾功能损害。患者可能出现贫血、电解质紊乱(如高钾血症)及心血管风险升高,需积极干预以延缓进展。
  • CKD5期(ESRD):GFR<15 mL/min/1.73㎡,肾功能几乎完全丧失,无法排泄代谢废物,需长期透析或肾移植。典型症状包括恶心、水肿、严重贫血及神经病变。

关键指标与并发症:核心指标为 GFR和血肌酐水平,晚期肾病患者常伴随代谢紊乱(如高钾血症、酸中毒)、心血管疾病风险增加及尿毒症症状(如皮肤瘙痒、消化道不适)。及时管理并发症对改善预后至关重要。

干细胞治疗晚期肾病:修复无望还是缓解转机?

一、干细胞治疗晚期肾病的核心机制

1.抗纤维化与微环境调控:晚期肾病常伴随肾间质纤维化与缺氧性损伤。间充质干细胞(MSC)通过分泌外泌体抑制TGF-β/Smad通路,减少胶原沉积,延缓纤维化进程。同时,干细胞分泌的VEGF、HGF等因子可促进局部血管新生,改善缺血区域的代谢微环境。

2.免疫调节与炎症抑制:MSC通过抑制巨噬细胞活化和促炎因子(如TNF-α、IL-6)释放,减轻全身性炎症反应,缓解尿毒症相关的免疫紊乱。这一机制对糖尿病肾病、狼疮性肾炎等继发性肾病尤为重要。

3.旁分泌修复与功能代偿:干细胞无法直接替代已硬化的肾单位,但可通过旁分泌作用促进残余肾细胞的增殖与功能恢复。例如,分泌的IGF-1、EGF等生长因子可增强肾小管上皮细胞的修复能力。

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二、干细胞治疗晚期肾病的疗效与证据

案例1:干细胞治疗晚期肾病患者的长期疗效安全性评估

2020年,高雄长庚纪念医院牵头在行业期刊《干细胞转化医学》上发表了一篇关于《慢性肾脏病患者肾动脉自体CD34+细胞输注的安全性和有效性:一项随机、开放标签、对照的II期临床试验》的临床研究案例。

自体CD34+细胞是干细胞的一种,具体来说,它们属于造血干细胞(HSCs)。

慢性肾脏病患者肾动脉自体CD34+细胞输注的安全性和有效性:一项随机、开放标签、对照的II期临床试验

本次研究,纳入2016年10月至2018年7月期间,52名连续患有III期或IV期的晚期慢性肾病患者被随机分配到治疗组和对照组。

在CD34⁺细胞治疗研究中,所有患者均安全出院,未出现严重不良事件。基线检测显示,试验组(TG)与对照组(CG)的内皮祖细胞水平无显著差异。治疗后,TG患者的循环EPC及造血干细胞(CD34⁺)数量显著增加,且Matrigel血管生成能力显著增强

通过肾静脉血样动态监测(输注后0、5、10、30分钟)发现,TG患者的EPC水平呈时间依赖性逐步上升,表明CD34⁺细胞可能通过促进EPC增殖或归巢发挥作用。(见图1)

临床结果显示,TG患者1年内的综合不良事件发生率显著低于CG。然而,12个月随访时,两组的循环肌酐水平、尿蛋白/肌酐比值及肌酐清除率均无显著差异,提示CD34⁺治疗对长期肾功能指标的改善只有轻微作用。

图1: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1: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。

综上所述,这项II期临床试验验证了自体CD34⁺细胞治疗晚期慢性肾病(III-IV期)的安全性和潜在疗效,为干细胞疗法在肾病领域的应用提供了关键证据。研究证实,CD34⁺细胞输注可显著提升患者循环内皮祖细胞(EPC)和血管生成能力,且未引发严重不良事件同时将1年内不良临床事件发生率降低,表明其通过促进血管修复和EPC归巢机制延缓肾功能恶化

案例2:细胞疗法逆转晚期肾病患者肾脏萎缩

2023年,尼加拉瓜国立自治大学外科牵头在行业期刊《干细胞移植医学》上发表了一篇关于《基质血管成分细胞疗法治疗原因不明的慢性肾病(中美洲肾病)的安全性》的临床研究案例。

基质血管成分细胞疗法治疗原因不明的慢性肾病(中美洲肾病)的安全性

在这项首次人体开放标签安全性研究中,纳入了18名原因不明的晚期慢性肾病 (CKDu)(3-5 期)患者进行了36个月的随访。临床研究结果表明:

1.肾脏体积改善

  • 细胞治疗后肾脏体积呈显著恢复趋势(非盲评估):12个月时36个肾脏中26个增大,36个月时(排除死亡患者)30个肾脏中24个仍大于基线(图2A)。
  • 该现象在慢性肾脏病进展中极为罕见,提示SVF可能通过修复机制逆转肾脏萎缩。

2.血流动力学改善

  • 阻力指数(RRI)降低:基线平均肝门动脉RRI为0.68(晚期患者>0.70),治疗后2个月降至0.61,6个月进一步降至0.57,36个月时维持稳定改善(图2B)。
  • 表明SVF通过改善肾血管收缩和血流灌注,缓解了CKD患者的肾内缺血状态。
图2:随时间测量的肾脏体积和肾动脉阻力指数
图2:随时间测量的肾脏体积和肾动脉阻力指数。

3.肾功能分层分析

  • 早期患者(3a/3b期,eGFR≥30 mL/min/1.73m²)
    • 治疗后2个月eGFR迅速回升,12个月时维持改善,36个月时功能恢复率分别达25.1%(3a期)和12.4%(3b期);
    • 无患者进展至透析,而历史对照组3b期患者在33个月时eGFR降至≤15并需透析。
  • 晚期患者(4/5期,eGFR<30 mL/min/1.73m²)
    • 治疗初期eGFR短暂回升,但长期仍持续恶化:4期患者36个月时功能丧失29.2%,5期患者丧失45.3%;
    • 与历史对照组相比,细胞治疗使4期患者透析时间延迟(图3C),但未能逆转终末期肾病进程。
图3:随时间测量的肾功能评估 (eGFR)。
图3:随时间测量的肾功能评估 (eGFR)。

综上所述,本研究首次系统验证了细胞疗法在慢性肾脏病(CKDu)中的安全性及潜在修复作用。尽管晚期患者仍无法避免肾功能恶化,但可以通过促进血管新生和肾脏修复延缓疾病进展。

案例3:干细胞移植使晚期肾病患者实现透析脱离

2024年,期刊《Oncology eJournal》上发表了一篇关于《自体干细胞移植治疗多发性骨髓瘤:改善慢性肾病》的临床研究成果。该研究纳入了2019年1月至2022年12月期间接受首次自体干细胞移植(ASCT)的所有有症状的245名骨髓瘤 (MM)患者,旨在评估自体干细胞移植对慢性肾病的影响。

自体干细胞移植治疗多发性骨髓瘤:改善慢性肾病

移植时所有245例患者均获得估算肾小球滤过率(eGFR)数据,具体分布如下:

  • 早期肾病(eGFR≥90):56.3%(n=138),肾功能正常或接近正常。
  • 中期肾病(eGFR 60-89):23.7%(n=58),轻度至中度损伤。
  • 中晚期肾病(eGFR 30-59):17.5%(n=43),肾功能显著下降但未达终末期。
  • 晚期肾病(eGFR <30):2.5%(n=6),4例患者需透析。

研究发现,在移植时患有慢性肾病的患者组中,当比较D0与D+100和D+365之间的eGFR变化时,发现移植后1年肾功能有显著改善。(见图4)

移植时4例晚期需透析的肾病患者中,1年后75.0%(n=3)摆脱透析,且所有4例均达到完全缓解

重要的是,即使在中度或重度慢性肾病患者中也没有观察到肾功能的显著恶化,并且没有患者在移植后依赖透析。

图4:多发性骨髓瘤患者接受ASCT后的肾脏反应(ASCT后100天与ASCT后1年)
图4:多发性骨髓瘤患者接受ASCT后的肾脏反应(ASCT后100天与ASCT后1年)

综上所述,在晚期肾病的多发性骨髓瘤(MM)患者中,自体干细胞移植(ASCT)展现出显著疗效:4例移植时需透析的终末期肾病患者中,75%(3/4)在移植后1年脱离透析,且全部患者达到完全缓解(CR)。此外,移植后无患者因肾功能恶化需重新依赖透析,表明ASCT不仅能有效控制肿瘤进展,还可通过改善肾功能逆转终末期肾病的严重损伤,为传统治疗中预后极差的晚期肾病合并MM患者提供了新的治疗选择。

干细胞治疗晚期肾病疗效总结

综合而言,对晚期肾病患者而言,干细胞疗法虽无法完全逆转终末期肾脏损伤,但其临床价值显著:

  1. 部分病例实现功能改善:例如,多发性骨髓瘤(MM)合并肾病患者接受自体干细胞移植(ASCT)后,4例透析患者中75%(3/4)在1年内脱离透析,且肾功能稳定;
  2. 延缓疾病进展:干细胞治疗通过修复血管、抑制纤维化,降低不良事件风险,延缓肾功能恶化(如SVF细胞治疗使晚期患者透析时间延迟);
  3. 结构修复潜力:部分研究显示,干细胞可逆转肾脏萎缩(如晚期CKDu患者治疗后肾脏体积恢复),改善血流灌注。

尽管对严重纤维化或终末期损伤的修复有限,但干细胞为晚期患者争取了“窗口期”,减少透析依赖并改善生存质量,为难治性肾病提供了再生医学的新选择。

三、干细胞治疗晚期肾病的局限性

1.不可逆损伤的限制

晚期肾病患者通常已进入终末期(eGFR<30 mL/min/1.73m²),此时肾脏结构损伤已高度纤维化,肾小球硬化、肾间质瘢痕形成及肾小管萎缩等不可逆病理改变占主导。尽管干细胞可通过分泌抗纤维化因子(如TGF-β抑制剂)或促进血管新生延缓进展,但对已形成的胶原沉积和肾单位丧失难以逆转。

2.个体差异显著

干细胞治疗的疗效高度依赖患者基线特征。以终末期肾病(ESRD)患者为例,尽管部分病例(如多发性骨髓瘤合并肾病)通过自体干细胞移植(ASCT)实现75%的透析脱离率,但整体ESRD患者中仍有约21%在3.4年内需重启透析。

未来展望

尽管干细胞治疗在晚期肾病中效果有限,但其作为综合治疗的一部分仍具价值:

  • 延缓进展:对尚未进入终末期的患者,干细胞可能减缓GFR下降速度,推迟透析需求。
  • 联合疗法:与基因编辑、生物材料或药物(如抗纤维化剂)联用,可能增强疗效。

结语

干细胞治疗为晚期肾病患者提供了从“维持生存”转向“功能改善”的可能性,尤其在缓解并发症、提升生存质量方面表现突出。然而,其核心局限在于无法逆转结构性损伤,且长期疗效受制于技术标准化与个体差异。未来需通过基因编辑、联合疗法及政策支持,推动该领域从实验性探索向临床普惠迈进,最终实现“延缓进展”与“功能代偿”的双重目标。

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参考资料:

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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Matos Silva, Rita and Seixas, Filipa and Damâsio, Inês and Freitas, Joana and Pinho Vaz, Carlos and Maximino Costa, José, Autologous Stem Cells Transplantation for Multiple Myeloma: Improving Chronic Kidney Disease?. Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4938667 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4938667

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