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间充质干细胞治疗肾病:不同剂量与给药途径会影响疗效吗?

间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs) 作为再生医学领域的明星细胞,因其独特的生物学特性——强大的自我更新能力、多向分化潜能、免疫调节功能及分泌多种生物活性因子的能力,成为肾病治疗的前沿突破点。近年来,大量临床试验和基础研究证实,MSCs可通过抗炎、抗纤维化、促进血管新生及修复受损肾组织等机制,显著改善肾功能指标(如eGFR、血清肌酐、尿蛋白),甚至在部分患者中实现肾功能的“逆转”。

然而,MSCs治疗肾病的疗效并非一成不变,其效果高度依赖于细胞剂量给药途径的科学选择。不同剂量的MSCs在体内的分布、归巢效率及作用强度存在显著差异;而静脉注射、动脉靶向注射、局部注射等不同给药方式,则直接影响细胞到达靶器官的效率及治疗的精准性。

本文将系统综述近年关于不同细胞剂量与给药途径对间充质干细胞治疗肾病疗效影响的研究进展,结合具体临床试验数据,深入探讨其机制差异与应用前景,为未来优化治疗方案提供科学依据。

间充质干细胞治疗肾病:不同剂量与给药途径会影响疗效吗?

间充质干细胞治疗肾病:不同剂量与给药途径会影响疗效吗?

一、细胞剂量:疗效与风险的平衡点

1.1 剂量确定的核心因素

肾病类型与机制:不同肾病类型对剂量需求差异显著。例如,狼疮性肾炎因免疫紊乱需较高剂量间充质干细胞(如数亿级别)以调节免疫;而先天性肾病可能需精准剂量修复基因缺陷。

病情严重程度:轻度肾病可能仅需少量细胞启动修复(如百万级),而肾衰竭患者因广泛组织损伤需更高剂量(如十亿级)。

患者体重:体重较大的患者需按比例增加剂量,以确保足够细胞到达病灶。

1.2 临床研究中的剂量差异对比

国外科研人员Packham DK等人于2018年开展过一项Ⅰ期临床试验,系统评估了间充质干细胞疗法在糖尿病肾病(DKD)患者中的安全性和初步疗效。该研究纳入30例确诊为糖尿病肾病(eGFR 30-60 mL/min/1.73m²)的患者,随机分为三组:

所有患者均接受标准糖尿病管理(如血糖控制、血压调节),并随访60周以监测疗效与安全性。

  1. 安慰剂组(n=10):生理盐水注射。
  2. 低剂量组(n=10):单次静脉注射rexlemestrocel-L(异体骨髓间充质干细胞,剂量1.5×10⁶细胞/kg);
  3. 高剂量组(n=10):单次静脉注射同种异体骨髓间充质干细胞(剂量3.0×10⁶细胞/kg);

结果发现,,整个试验期间没有患者发展为持续的特异性供体抗HLA抗体,低剂量与高剂量组患者经单次静脉注射rexlemestrocel-L治疗12周后稳定或改善DKD肾功能(图1)。

短期响应(0-24周):所有组别在12周内未见显著差异,但24周时高剂量组的肾小球滤过率(mGFR)改善幅度显著超越安慰剂组低剂量组仅略微提升

长期维持(36-60周)

  • 高剂量组:疗效稳定,48周达峰值,60周仍维持改善效果,提示其通过持续免疫调节延缓肾纤维化进展;
  • 低剂量组在36周后改善幅度收窄,48周后疗效回落,表明该剂量不足以维持长期抗纤维化作用,需要多次注射保持疗效,但低剂量组中肾小球滤过率相对高剂量组改善效果前期效果更显著且稳定
  • 安慰剂组:mGFR持续恶化,符合糖尿病肾病自然病程。
图1. 单次静脉注射rexlemestrocel-L在第12周稳定或改善DKD肾功能
图1. 单次静脉注射rexlemestrocel-L在第12周稳定或改善DKD肾功能

综上所述,剂量差异显著影响干细胞治疗糖尿病肾病的疗效特征,高剂量组在长期疗效维持阶段表现更优,其肾小球滤过率(GFR)改善幅度显著高于低剂量组,且疗效稳定性更强。低剂量组在早期治疗阶段对GFR的提升更显著,但疗效在后期逐渐衰减,可能因其细胞归巢能力或旁分泌因子释放的时效性限制,需多次输注以维持修复效应

这一发现表明,剂量选择需权衡短期修复与长期稳定性的需求:低剂量适合早期干预但需强化治疗频次,而高剂量单次注射则更适于长期功能维持,为临床个体化治疗方案的设计提供了关键依据。


二、给药途径:精准递送与疗效优化

2.1 静脉输注:便捷但靶向性不足

静脉输注是最常用的间充质干细胞给药途径,具有操作简便、创伤小、易于重复的优点。通过静脉输注,间充质干细胞可随血液循环到达全身,其中一部分细胞能够归巢至受损肾脏。然而,由于肾脏并非人体主要的血液循环器官,静脉输注的干细胞在肾脏的富集效率较低,大部分干细胞会在肺部、肝脏等器官滞留。

不过,静脉输注的干细胞可通过旁分泌作用,分泌大量细胞因子和生长因子,调节全身免疫状态,改善肾脏微环境,对一些全身性免疫异常导致的肾病(比如狼疮性肾炎)具有较好的治疗效果。

2022年,伊朗马什哈德医科大学医学院内科系在国际期刊《转化医学的最新研究》上发表了一篇关于《同种异体脂肪间充质干细胞移植治疗难治性狼疮性肾炎》的I期临床试验结果。

同种异体脂肪间充质干细胞移植治疗难治性狼疮性肾炎

在此项I期试验中,9名经活检证实对标准治疗无效的狼疮性肾炎患者接受了2×106同种异体脂肪来源 (AD) MSCs/kg的静脉全身输注,并在干预后进行了12个月的随访。研究发现:

蛋白尿与肾功能

  • 尿蛋白水平在治疗后1周显著下降,3个月仍低于基线,但6-12个月呈波动回升趋势;
  • eGFR在3个月内显著改善(7例异常者恢复),但末次随访略有恶化。(见图2)

系统性红斑狼疮活动度(SLEDAI-2K评分):治疗后1周评分由16降至10,1个月进一步降至8,6个月维持在6,12个月回升至8。

缓解率与肾外表现

  • 治疗1周后3例(33.3%)达完全缓解(CR),3例(33.3%)达部分缓解(PR);1个月PR累积率达44.4%,但6个月后CR/PR率降至11.1%;
  • 肾外表现(如皮疹、血尿)多数在治疗后6个月内缓解,但1例颧骨皮疹因未防晒于12个月复发。

免疫指标波动

  • 抗dsDNA抗体水平在1周内显著下降(5例升高者均改善),但1个月后波动回升;
  • 补体C3/C4水平虽低补体血症发生率从66.7%降至22.2%,但各时间点与基线无显著差异。
图2:基线和间充质干细胞移植后的蛋白尿、肾小球滤过率、疾病活动性和抗双链DNA抗体水平。
图2:基线和间充质干细胞移植后的蛋白尿、肾小球滤过率、疾病活动性和抗双链DNA抗体水平。

综上所述,间充质干细胞治疗静脉输注治疗显著降低LN活动度及蛋白尿,短期改善肾功能,但部分指标(如蛋白尿、抗dsDNA)存在后期波动,提示需长期监测及可能的重复治疗。

2.2 肾动脉局部注射:精准但存在操作风险

肾动脉局部注射能够将间充质干细胞直接输送至肾脏,显著提高干细胞在肾脏的归巢效率,增强局部治疗效果。在动物实验中,与静脉输注相比,肾动脉局部注射可使到达肾脏的干细胞数量增加5-10倍,更有效地促进肾小管上皮细胞再生和肾间质纤维化的逆转。

2021年,《越南医学杂志》上发表了一篇关于《间充质干细胞治疗与红斑狼疮相关的慢性肾衰竭——病例报告》的临床研究成果。

间充质干细胞治疗与红斑狼疮相关的慢性肾衰竭——病例报告

本次研究患者经标准方法诊断患有慢性肾病十五年多。患者同意接受自体脂肪间充质干细胞肾动脉局部注射移植治疗。结果表明:

MSC治疗后,患者肾功能及狼疮相关指标呈现动态改善:

短期(2周)疗效

  • 肾功能指标:BU 14 mmol/L,肌酐 180 μmol/L,eGFR 37.43 mL/min/1.73m²(提示慢性肾病IV期);
  • 狼疮活动性:ANA转为阴性(ODserum/ODcontrol ≤ 1),关节疼痛缓解,发热消失,行走能力部分恢复;
  • 血液学:红细胞计数升至451万/L,促红细胞生成素用量减少。

中长期(7个月)改善

  • 肾功能显著提升:肌酐降至150 μmol/L,eGFR升至46.19 mL/min/1.73m²(接近IV期与III期交界),BU轻微下降(13 mmol/L);
  • 狼疮持续缓解:ANA仍为阴性,红细胞及淋巴细胞水平恢复正常;
  • 药物调整:狼疮及血液科用药剂量减少。

总体趋势:肾功能衰竭进展被遏制,患者疼痛及活动能力明显改善(见图3)。

图3:间充质干细胞移植后肾脏改善情况数据
图3:间充质干细胞移植后肾脏改善情况数据。

2.3 鞘内注射:潜在的神经-肾脏调节作用

鞘内注射是将间充质干细胞注入蛛网膜下腔,该途径最初应用于神经系统疾病治疗,但近年来在肾病治疗中也逐渐受到关注。由于肾脏受神经系统支配,鞘内注射的间充质干细胞可能通过调节神经内分泌系统,间接影响肾脏功能。

2017年,印度尼西亚大学在医学期刊《Journal of Medical Case Reports》上发表了一篇关于《人脐带间充质干细胞治疗慢性肾衰竭并胸段脊髓卡压后肾功能改善一例》的临床研究成果。

人脐带间充质干细胞治疗慢性肾衰竭并胸段脊髓卡压后肾功能改善一例

报告了一例62岁的印尼裔女性病例,此前诊断为胸椎脊髓卡压,伴有截瘫和慢性肾衰竭,需要血液透析。采用方案包括 6个周期的hUC-MSCs鞘内植入和静脉联合注射,时间间隔为3个月。

在她第一次就诊的神经系统检查中,体格检查未发现脊髓休克的迹象。她肚脐以下的所有感觉模式都消失了,包括本体感觉。尿潴留必须插管,但她已经2年没有排尿了。排便必须通过手指探查来帮助。

  • 在进行第二周的hUC-MSC植入方案后,她的双腿症状得到改善,水肿症状也得到消退并且能够伸展双膝。她的感觉水平从0提高到2。
  • 干细胞植入体内的三周后,肾功能指标与泌尿症状就得到了显著改善小便也恢复正常
  • 并且还发现她在第一个周期的hUC-MSC方案后在过去2年内第一次排尿,并且她的肌酸(Cr)水平在第二个周期的hUC-MSC方案后从11mg/dl 显著下降到2mg/dl

综上所述,研究表明干细胞疗法不仅能够显著改善肾病患者的相关并发症状,还能够显著降低肾病患者肌酸水平以及肾功能改善。


三、剂量与途径的总结

综上所述,单一的细胞剂量或给药途径难以满足所有肾病患者的治疗需求,将不同剂量与给药途径相结合,根据患者的具体病情、身体状况和疾病类型制定个性化治疗方案,成为未来的发展方向。

剂量方面,高剂量在肾病等中可长期稳定改善肾功能,而低剂量虽早期见效快,但需多次注射以维持疗效。

给药途径中,静脉输注操作简便但归巢效率低,适合全身性免疫紊乱疾病;肾动脉注射通过直接递送提升局部疗效,但需介入技术;鞘内注射则通过神经-内分泌调节间接改善肾功能。

综合来看,高剂量+肾动脉注射适合终末期肾病,低剂量+静脉注射适合轻中度肾病,鞘内注射为神经-肾轴相关疾病提供新方向。

未来展望与结语

间充质干细胞治疗肾病的细胞剂量与给药途径对治疗效果和安全性具有重要影响。未来,需要更多的基础研究和临床实践来明确不同剂量与给药途径的适用范围和最佳组合,通过个性化治疗方案的制定,进一步提高间充质干细胞治疗肾病的疗效,推动其在临床中的广泛应用,为肾病患者带来更多希望。

相关阅读4项临床试验数据揭秘:间充质干细胞治疗肾病的疗效与潜力

参考资料:

Amin Ranjbar, Halimeh Hassanzadeh, Faezeh Jahandoust, Raheleh Miri, Hamid Reza Bidkhori, Seyed Mostafa Monzavi, Nasser Sanjar-Moussavi, Maryam M. Matin, Zhaleh Shariati-Sarabi,
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