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间充质干细胞治疗多发性硬化安全可行,一期临床证实神经保护与抗炎协同

间充质干细胞 (MSC) 因其免疫调节特性以及减轻自身免疫性疾病(例如多发性硬化症 (MS))炎症的潜力,在临床研究中引起了广泛关注。

间充质干细胞治疗多发性硬化症安全可行,一期临床数据揭示神经保护与抗炎协同效应

2025年5月8号,期刊杂志“Nature”发表了一篇“Cell therapy with placenta-derived mesenchymal stem cells for secondary progressive multiple sclerosis patients in a phase 1 clinical trial”胎盘间充质干细胞治疗继发性进行性多发性硬化症患者的一期临床试验)的研究文章[1]

间充质干细胞治疗多发性硬化症安全可行,一期临床数据揭示神经保护与抗炎协同效应

本研究评估了胎盘来源的MSC (PLMSC) 在五名患有继发性进展型多发性硬化症 (SPMS) 的患者中应用的安全性和可行性。

结果表明,临床结果持续改善,表现为六个月内EDSS评分、认知和心理评估以及DTI指标中的径向扩散 (RD) 指数显著降低。此外,fMRI分析显示大脑连接和认知功能显著增强。免疫学方面,治疗三个月后,CD20/CD19 B细胞标志物显著降低,抗炎细胞因子IL-10增加,而促炎细胞因子TNFα、IL-6和IL-17减少。这些发现表明PLMSC移植对SPMS患者是安全可行的。

胎盘间充质干细胞(PLMSCs)在多发性硬化症中的免疫调节与髓鞘再生协同治疗:一项I期临床安全性与机制探索

多发性硬化症 (MS) 是中枢神经系统最常见的免疫介导和炎症性疾病,会攻击髓鞘(大脑和脊髓细胞的绝缘层)。

当前的研究和治疗策略越来越强调一种更整体的方法,旨在平衡多发性硬化症中髓鞘再生和炎症之间的相互作用,促进再生,同时维持最佳炎症水平。间充质干细胞 (MSC)包括胎儿来源的MSC,已显示出通过发挥抗炎、免疫调节和神经保护作用以及增强髓鞘再生来满足这些需求的潜力。

特别是,胎盘源性间充质干细胞(PLMSCs)表达较多的CD106标记,可增强间充质干细胞的免疫调节功能,同时还表达程序性死亡配体1/2(PD-L1/2),可介导T细胞周期抑制和增殖。PLMSCs可从废弃的妊娠组织中轻松、无创地分离出来,数量丰富,不存在伦理问题,并可分化成各种神经细胞系。此外,研究表明PLMSCs比成人间充质干细胞具有更强的免疫抑制作用。此外,体外研究也证实,与其他胎儿间充质干细胞相比,PLMSCs具有更强的免疫调节功能

尽管这些研究结果令人鼓舞,但间充质干细胞对多发性硬化症各方面的影响仍不明确。 因此,我们设计了一项I期临床试验,以评估对常规疗法无反应的SPMS患者静脉注射PLMSCs的安全性和耐受性。

胎盘间充质干细胞(PLMSCs)在治疗多发性硬化症1期临床试验的方法

研究设计:此项开放标签I期研究在德黑兰省Sina and Shariati医院的多发性硬化症门诊进行。该试验已在ClinicalTrials.gov(NCT06360861)和伊朗临床试验注册中心(IRCT20210614051576N1)注册。首次试验注册于2021年7月25日。

多发性硬化症患者根据 “麦克唐纳标准和伊朗诊断与治疗方案 “进行诊断和管理。根据表1所列的纳入和排除标准,西纳医院多发性硬化症门诊收治的患者被认为有资格接受细胞疗法。五名SPMS患者接受了PLMSCs细胞治疗。

表1:研究纳入和排除标准。
表1:研究纳入和排除标准。

在注射MSCs之前,已获得所有患者的知情书面同意。

本研究项目(包括胎盘捐赠和PLMSCs制备过程)已获得“德黑兰医科大学”教育、文化和研究伦理委员会的批准。图1展示了临床试验的设计和患者流程。

图1:临床试验中的研究设计和患者随访。

安全性(主要)及疗效性结果(次要)评估

主要结果:在本I期临床试验中,主要目的是评估对常规疗法无效的SPMS患者进行静脉PLMSCs移植的安全性和耐受性。

  • 给药方案:患者经头静脉/贵要静脉单次输注PLMSC(剂量3×10⁶细胞/kg),输注时长15分钟;
  • 安全监测:输注前预防性使用氢化可的松(100mg)降低过敏风险,输注期间持续监测生命体征(血压、体温、心率),输注后24小时内密切追踪早期不良反应(包括疲劳、头痛、皮疹、寒战、恶心、血压波动、心肌梗死、呼吸异常、发热及过敏性休克);
  • 长期随访:整个研究周期(至治疗后6个月)持续评估安全性与耐受性。

次要结果:次要结果侧重于临床症状、认知和心理问题的改善,以及全身炎症和B细胞CD20/CD19标记物的减少。所有患者均通过临床访视进行监测,并由神经科医生使用EDSS评估其临床状况,并在注射后0、1、3和6个月记录测量值。

此外,在第0、3和6个月进行了DTI(用于追踪白质完整性)、fMRI(用于研究大脑连接模式)以及认知和心理评估(MACFIMS、FSS和SL-90)以及血液测试(用于细胞因子和B细胞标志物评估)。

胎盘源性间充质干细胞治疗复发缓解型多发性硬化症的I期临床试验结果

临床安全性结果(主要结果):

本研究通过初步筛选,确定了12名合格受试者,并从中选取5例纳入研究。本研究中,未观察到与PLMSC相关的严重并发症。注射后,仅两名患者(n#1和n#5)出现轻微头痛,且为暂时性症状,服用一片对乙酰氨基酚片1小时后缓解。一名未告知所有症状缓解情况的医生记录了这些初始事件,在6个月的随访期内以及一年后未收到其他严重不良事件的报告。

EDSS在细胞注射后第一个月下降,两名患者在第三个月呈下降趋势,其余患者则保持不变(图2)。表S1描述了注射前三年和注射MSCs后一年的EDSS变化。

图2:SPMS患者基线及皮下注射后1、3和6个月的EDSS评分

临床疗效改善结果(次要结果):

认知功能评估:本研究通过MACFIMS量表子测试发现,干预后6个月内多项认知功能指标呈现显著改善趋势。

BVMT-R视觉记忆测试、DKEFS分类与描述任务、CVLT-II语言学习测试在基线、3个月及6个月三个时间点均存在统计学差异。事后分析显示,PASAT信息处理速度、BVMT-R以及DKEFS两个子测试从基线至6个月持续显著提升,如图3所示。其中分类与描述任务在3-6个月间加速改善(P=0.03-0.04)。所有认知测试数据均以中位数呈现,采用弗里德曼检验进行统计分析。

图3:参与者在研究开始时以及干预后3个月和6个月的认知表现和疲劳评分的变化。
图3:参与者在研究开始时以及干预后3个月和6个月的认知表现和疲劳评分的变化。

心理状态评估:心理评估结果显示,研究期间敌对情绪和疲劳感评分呈现显著变化。疲劳评分在基线至3个月及6个月均显著下降,躯体化症状与偏执观念从基线到6个月也呈现持续减轻趋势。但SCL-90总体严重程度量表未见显著改变。

所有心理指标同样以中位数为数据呈现方式,统计检验方法与认知评估一致,敌对情绪的下降趋势具有统计学显著性,如图3和图4所示,SCL-90整体严重程度量表无显著差异。

图4:干预结束后3个月和6个月,参与者心理功能的变化。
图4:干预结束后3个月和6个月,参与者心理功能的变化。

脑结构与功能变化:

  • 脑容量变化:基线至随访期间,基底节、正常表现白质(NAWM)及异常白质的体积在3个月、6个月及基线对比中均无显著差异,全脑总体积及白质(WM)亦未明显减少。皮质灰质体积的下降虽存在趋势,但无统计学意义。
  • 病变特征变化:基线至6个月随访时,脑室周围、皮质旁、深部白质及幕下区域的T2病灶数量、体积及负荷均无显著变化。

弥散张量成像指标变化:

  • 追踪分析:皮质脊髓束(CST)、视辐射(OR)及胼胝体(CC)的弥散性指标在6个月内未见显著差异。
  • ROI分析:左侧半球NAWM的径向弥散度(RD)在基线至6个月及3-6个月间显著降低(P=0.0186),而平均弥散度(MD)、轴向弥散度(AD)及分数各向异性(FA)虽呈正向趋势,但未达统计学差异。

功能磁共振成像结果:治疗后6个月,多发性硬化(MS)患者全脑网络分析显示,功能连接显著增强,形成包含113个脑区及143条连接的子网络(图5)。

关键节点集中于左侧默认模式网络、左侧顶叶及右侧海马旁回(节点连接度=9/8),这些区域与记忆、空间处理及静息态活动等MS常见认知功能障碍相关。三维脑图显示,连接增强主要分布于颞叶、额叶、视觉区及皮层下结构,且双侧半球连接度普遍提升(节点大小与颜色分别表示连接度及权重)。

图5:(a) 加权邻接矩阵和 (b) 循环网络显示多发性硬化症组在治疗6个月后的连接增加。
图5:(a) 加权邻接矩阵和 (b) 循环网络显示多发性硬化症组在治疗6个月后的连接增加。

两图中的彩色边和圆形网络中的节点反映了它们的权重和节点度。 (c) 参与者在治疗6个月后的功能连接变化。

实验室检测结果:

免疫指标变化:流式细胞术分析显示,PLMSC疗法(胎盘间充质干细胞治疗)后,患者B淋巴细胞群的CD20/CD19标记表达水平降低(图6),提示治疗可能诱导B细胞数量减少,或与其联合标准治疗协同抑制B细胞活性。

图6:测量SPMS患者CD20/CD19 B细胞在基线和SC注射1个月和3个月后的双重表达水平。
图6:测量SPMS患者CD20/CD19 B细胞在基线和SC注射1个月和3个月后的双重表达水平。

细胞因子动态:治疗前(基线)、治疗后1个月及3个月的细胞因子检测(图7)表明:

  • 抗炎因子IL-10:治疗后3个月水平显著升高;
  • 促炎因子(IL-17、IL-6、TNFα):治疗后整体显著下降,但1例患者IL-6异常升高,可能与同期COVID-19感染相关。
图7:患者在细胞输注后0个月(基线)、1个月和3个月时血清生物标志物(IL-6、TNF-α、IL-17和IL-10)浓度的变化。
图7:患者在细胞输注后0个月(基线)、1个月和3个月时血清生物标志物(IL-6、TNF-α、IL-17和IL-10)浓度的变化。

分析了注射干细胞前和注射后3个月的生物标志物,结果显示大多数患者的TNF-α、IL-6和IL-17显著降低。所有患者的IL-10水平均升高(P  < 0.0001)。参与者在6个月的治疗期间未出现疾病活动。

数据提示胎盘间充质干细胞疗法可能通过上调抗炎因子、抑制促炎因子,发挥免疫调节作用。

胎盘源性间充质干细胞治疗复发缓解型多发性硬化症的I期临床试验的结果讨论

1、安全性及临床改善

本研究证实胎盘间充质干细胞(PLMSC)静脉注射对继发进展型多发性硬化(SPMS)患者具有良好安全性与耐受性,随访期间及治疗后一年均未报告严重不良事件。临床指标显示,EDSS评分稳定、功能障碍减轻、症状缓解及系统性炎症下降,提示PLMSC可能通过免疫调节发挥神经修复潜能。但需注意,此为I期研究,样本量小且未设对照组,结论需谨慎解读。

2、神经影像学证据

白质完整性:左侧正常表现白质(NAWM)的DTI分析显示径向弥散度(RD)显著降低,可能与炎症消退或修复机制相关。同类研究如Amanat等报道脐带MSC改善脑瘫患者白质完整性。

脑功能连接:fMRI显示治疗后记忆网络、默认模式网络(DMN)及空间处理网络连接增强,与认知评估改善一致,提示PLMSC或促进神经可塑性。DMN异常是MS认知障碍的重要机制,其功能恢复可能反映治疗对静息态脑活动的调节。

3、免疫与炎症调控

细胞因子动态:治疗后抗炎因子IL-10显著升高,促炎因子(IL-17、IL-6、TNFα)下降,支持MSCs的全身抗炎作用。IL-17水平降低尤其关键,因其与MS活动性病变及认知障碍恶化相关。

B细胞抑制:CD20/CD19标记的B细胞减少可能与联合用药利妥昔单抗(RTX)的长效B细胞清除效应相关。MSCs本身亦可能抑制B细胞活化并促进调节性B细胞(Bregs)。

4、作用机制与临床启示

MSCs可能通过以下途径发挥作用:

  • 免疫调节:分泌抗炎因子(如IL-10)、抑制促炎细胞因子(如IL-17)及调节B细胞功能;
  • 神经修复:促进白质完整性恢复及脑网络功能重组,改善认知与运动功能;
  • 间接效应:通过旁分泌因子调控组织稳态,而非长期存活于体内。PLMSC为SPMS患者(尤其是高发认知心理障碍群体)提供了潜在新疗法,但需进一步验证其针对认知心理症状的特异性疗效。

综上所述,我们的研究结果表明PLMSC给药可能具有神经保护作用。我们承认,由于队列规模有限、随访时间短以及缺乏对照组,因此在解读这些结果时务必谨慎。为了全面评估MSC移植后的神经炎症和神经元再生,我们需要开展更大规模、重复细胞注射、更长随访期、对照组和客观生物标志物的研究。

结论和未来见解

本试验表明,在SPMS患者中注射PLMSCs后,其在短期内可能具有潜在的临床效果和神经保护作用。然而,仍需开展更大规模的进一步研究来验证这些发现。

我们的观点是,对于多发性硬化症 (MS) 患者,皮下注射的时机至关重要。PLMSCs作为多发性硬化症 (MS) 患者的一种新疗法,可以通过在炎症初期进行多次高剂量注射来提高疗效。

主要参考资料:[1]Shokati, A., Nikbakht, M., Sahraian, M.A. et al. Cell therapy with placenta-derived mesenchymal stem cells for secondary progressive multiple sclerosis patients in a phase 1 clinical trial. Sci Rep 15, 16005 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-00590-6

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