肾脏疾病的干细胞疗法：进展与挑战

肾脏疾病的流行正在成为一个公共卫生问题。尽管支持治疗取得了重大进展，但患者的死亡率仍然很高。为了寻找刺激肾脏再生的创新疗法，基于干细胞的技术被认为是一种潜在有前途的策略。在这里，我们总结了多能和成体干细胞治疗在急性和慢性肾损伤实验模型中的肾脏保护潜力，并探讨了干细胞诱导肾脏再生的不同机制。具体来说，分析了胚胎或诱导多能干细胞以及间充质干细胞和肾前体细胞的细胞植入、并入肾脏结构或旁分泌活性。还讨论了将实验结果转化为临床试验的问题，强调了干细胞治疗肾损伤患者的安全性和可行性。

近年来，许多研究试图确定肾脏修复的潜在机制，以探索肾脏的潜在再生能力。

这项研究的主要目的是确定终末分化细胞是否能够支持成人肾脏的再生能力、肾脏中是否存在多能祖细胞以及肾外干细胞治疗是否有助于肾脏修复，从而有利于肾脏修复。或加速再生过程。许多论文报道了不同来源的干细胞治疗许多不同疾病（包括肾脏疾病）的潜在用途。其功效在不同程度上 在急性肾损伤（AKI）和慢性肾脏疾病（CKD）模型中使用不同来源的干细胞的方法已得到实验证明。从最初被广泛忽视的干细胞整合到宿主肾组织的结果，到干细胞介导的修复的旁分泌假说，该领域产生了巨大的期望。

然而，在不久的将来，实验结果的临床转化似乎并不现实，这主要是由于实验数据缺乏稳健性，而且临床研究受到结果有限和入组患者数量少的限制。（表1、图1）。在进入临床应用之前，仍然必须解决许多问题，包括确定最佳的细胞类型、给药途径和时间，以及不同病理条件所需的细胞剂量。

(A) 饼图显示使用不同类型干细胞的临床试验的相对数量，如美国NIH网站ClinicalTrials.gov所列。(B) 按疾病类型分类的基于MSC的临床试验的百分比。(C) 不同肾脏疾病中基于MSC的疗法。

研究	患者数量（随访）	MSC（来源、剂量和时间）	主要结果	参考
急性肾损伤
托格尔、韦斯特菲尔德和古奇等人。NCT00733876	16名接受体外循环心脏手术的患者术后发生AKI的高风险；（16个月）	同种异体bmMSC(Allocure) 剂量递增（未指定），即输注	细胞是安全的，可以防止术后早期和晚期肾功能恶化、缩短住院时间和重新入院的需要	[9 , 10 ]
斯瓦米纳坦等人。NCT01602328	156例心脏手术后48小时确诊AKI的患者；n=77例接受MSC治疗，n=79例接受安慰剂治疗，（90 天）	同种异体bmMS（Allocure），单次ia输注2×106个细胞/kg	MSC输注安全且耐受性良好。与安慰剂相比，肾功能恢复时间、透析和死亡率没有差异	[11]
慢性肾病
马赫洛等人。NCT02166489	6名常染色体显性多囊肾病（ADPKD）患者；（12个月）	自体bmMSC，单次静脉注射1–2×106个细胞/kg	MSC输注安全且耐受性良好。eGFR、SCr或肾脏长度无显着变化	[12]
贝林盖里等人。	1例肾移植后复发局灶节段性肾小球硬化症（FSGS）的儿科患者；（22 个月）	同种异体bmMSC，静脉注射1×106个细胞/kg/剂，共6剂	MSC 输注安全且耐受性良好。并保持稳定的uPr/uCr比值	[13]
帕克汉姆DK等人。NCT01843387	糖尿病肾病（DN）患者30例；n=10较低的bmMPC剂量，n=10较高的bmMPC剂量，n=10 安慰剂；（60 周）	同种异体bmMPC，单次静脉注射较低剂量（150×106细胞/患者）或较高剂量（300×106细胞/患者）	bmMPC输注安全且耐受性良好。bmMPC150×106组eGFR的稳定和改善	[14]
萨阿德等人。NCT01840540	28例患有动脉粥样硬化性肾血管疾病的患者；n=7较低的adMSC剂量，n=7较高的 adMSC剂量，n=14 安慰剂；（3个月）	自体adMSCs，单次ia输注较低剂量 （1×105个细胞/kg）或较高剂量 （2.5×105个细胞/kg）	MSC输注安全且耐受性良好。皮质灌注和肾血流量增加以及 GFR 稳定	[15]
狼疮性肾炎
孙等人。和梁等人。NTC00698191	13例难治性SLE患者；( >12个月)	同种异体bmMSC，单次静脉注射1×106个细胞/kg	MSC输注安全且耐受性良好。SLEDAI 评分和蛋白尿的改善。（两名患者蛋白尿复发）	[16 , 17]
孙等人。NTC00698191	16例难治性SLE患者；（8个月）	ucMSCs，单次静脉注射 1×106个细胞/kg	MSC输注安全且耐受性良好。SLEDAI评分和肾功能的改善	[ 18 ]
邓等人。NTC01539902	狼疮性肾炎患者18例；n = 12 ucMSC，n = 6 安慰剂；（12 个月）	ucMSC，两次静脉注射 2×108个细胞/患者，间隔 7天	MSC输注安全且耐受性良好。ucMSCs没有高于标准免疫抑制的效果	[ 19 ]
肾移植
佩里科等人。NTC00752479	2名活体肾脏Tx受者；（1 年）	自体bmMSC，单次静脉输注1.7–2×106个细胞/kg， Tx后第+7天	MSC输注安全且耐受性良好。MSC输注后血清肌酐水平短暂升高。增加Treg百分比并抑制记忆CD8+T细胞扩增	[ 20 ]
佩里科等人。NTC02012153	2名活体肾脏Tx受者；（1 年）	自体bmMSC，单次静脉输注2×106个细胞/kg， Tx前第-1天	MSC输注安全且耐受性良好。无MSC相关的肾功能不全。循环记忆CD8+T和供体特异性 CD8+T细胞溶细胞反应减少	[ 21 ]
谭等人。NTC00658073	159名活体肾脏Tx受者；n=53bmMSC+标准。剂量CNI；n=52bmMSC+低剂量 CNI（标准的 80%）；n=51巴利昔单抗+标准品。CNI；（1 年）	自体bmMSC，两次静脉输注1–2×106个细胞/kg， Tx后第0天和第+14天	MSC输注安全且耐受性良好。与对照组相比，MSC输注显示急性排斥反应发生率较低，机会性感染风险降低，肾功能恢复更快。	[ 22 ]
雷德斯等人。NTC00734396	6名活体肾脏Tx受者；（6个月）	自体bmMSC，两次静脉注射0.1–1×106个细胞/kg， 在Tx后6个月间隔7天	MSC输注安全且耐受性良好。机会性感染的发生率增加。两名患者的肾小管炎和间质纤维化/肾小管萎缩得到缓解	[ 23 ]
穆德拉贝图等人。NTC02409940	4名活体肾脏Tx受者；（6个月）	自体bmMSC，两次iv输注，剂量为0.2–0.8×106个细胞/kg，Tx后第1天和第 +30天	MSC输注安全且耐受性良好。调节性T细胞增加，CD4 +T细胞增殖减少	[ 24 ]
潘等人。	32名活体肾脏Tx受者；n=16 MSC+低剂量他克莫司（标准剂量的50%），n=16标准剂量。他克莫司剂量控制；（2岁）	同种异体bmMSC，两次输注：第0天5×106个细胞/kg，Tx后+30天2×106 个细胞/kg	MSC输注安全且耐受性良好。患者组之间急性排斥反应发生率相当，移植物功能和存活率相似。MSC 允许使用较低剂量的他克莫司	[ 25 ]
埃尔皮库姆等人。NCT01429038	10 名已故捐肾Tx受者；（1 年）	同种异体bmMSC，单次静脉注射：Tx后第+3天1.5× 106–3×106	MSC输注安全且耐受性良好。调节性 T 细胞增加并改善早期同种异体移植功能。MSC 的长期影响和免疫接种仍有待研究。	[ 26 ]

AKI：急性肾损伤；月：月；ia: 动脉内；d：日；年：年份；iv: 静脉注射；bmMSC：骨髓来源的间充质基质细胞；CKD：慢性肾脏病；bmMPC：骨髓来源的间充质前体细胞；adMSCs：脂肪组织来源的间充质基质细胞；GFR：肾小球滤过率；eGFR：估计肾小球滤过率；SLE：系统性红斑狼疮；SLEDAI：SLE 疾病活动指数；ucMSC：脐带来源的间充质基质细胞；Tx：移植；标准，标准；CNI：钙调神经磷酸酶抑制剂；SCr：血清肌酐。

什么是急性肾损伤和慢性肾病

肾脏疾病是一种严重的健康问题，影响全球10%以上的人口，每年导致5至1000万人死亡，主要原因是肥胖、糖尿病、高血压和心血管疾病的逐渐增加。肾脏疾病传统上被分为两种独立的病理学，即急性肾损伤（AKI）和慢性肾脏疾病（CKD）。

恢复受慢性疾病影响的肾脏的治疗选择很少而且这种疾病往往诊断得太晚，因为初始阶段可能没有症状。严重受损的肾脏可能会发展为肾纤维化和终末期肾病（ESRD）。ESRD需要肾脏替代疗法，旨在替代关键的肾功能，包括透析或肾移植。

由于高血压被认为是CKD的病因之一，目前CKD患者的治疗主要基于使用药物控制血压和抑制肾素-血管紧张素醛固酮系统，该系统在控制血压中起着核心作用。只有尽早开始治疗，才能延缓ESRD的进展。因此，迫切需要预防和/或延缓CKD进展的新方法。

用于治疗肾病的干细胞类型

人们对使用干细胞作为再生受损组织和器官的治疗选择产生了极大的兴趣。根据效力可将它们分为两大类：胚胎干细胞（ESC）和成体干细胞。

多能干细胞治疗急性肾损伤的基础研究

多能干细胞、ESC和iPSC被认为是肾脏疾病组织再生的潜在手段。使用这些细胞进行治疗的第一步包括将它们分化为肾前体细胞或更成熟的肾细胞。此步骤对于减少多能干细胞固有的致瘤性和获得更容易分化为所需靶组织的细胞类型都很重要。

很少有报道关注多能干细胞在肾脏疾病（主要是AKI）中的再生潜力（表2）。

多能干细胞治疗慢性肾病的基础研究

使用多能干细胞治疗CKD的治疗潜力尚未得到重视（表2）。一项研究报告称，将ESC移植到接受5/6肾切除术的受损肾脏大鼠附近，由于旁分泌因子的释放而减缓了疾病的进展 。

成体干细胞治疗急性肾损伤的基础研究

在过去的十年中，对几种不同的成体干细胞/祖细胞群体进行了测试，以确定最有希望刺激肾脏再生能力的细胞（表2）。MSC被描述为激活受损肾脏再生最有效的细胞群之一（图2A）。在此背景下，MSC的治疗效果已在不同的AKI临床前模型中得到证实。

( A ) 注射后，MSC植入受损肾脏，并通过局部释放具有促有丝分裂、抗炎和抗凋亡作用的生长因子和细胞外囊泡 (EV) 对近端肾小管细胞产生保护作用。此外，间充质干细胞生物产品还可以减少氧化应激，维持相邻肾小管细胞之间的能量供应和线粒体交换，从而诱导再生过程。（B) 在CKD中，输注后，MSC定位在受损的肾脏中，并通过释放生长因子和EV来限制足细胞迁移和丢失、肾小球内皮细胞损伤和壁上皮细胞 (PEC) 激活。通过限制肾小球细胞功能障碍的间充质干细胞治疗还可以减少肾小球纤维化和硬化病变的形成。

为了在临床环境中使用MSC，我们的团队证明，输注人bmMSC可以通过增加肾小管细胞增殖、保持微血管完整性和限制顺铂诱导的AKI来改善肾功能并降低免疫缺陷 (NOD–SCID) 小鼠的死亡率。

成体干细胞治疗慢性肾病的基础研究

最近对70多篇文章的系统综述强调MSC是治疗实验性CKD最有效的细胞群之一（表2）。与这些观察结果一致，我们的小组研究了在ADR诱导的肾病动物中重复注射大鼠bmMSC的影响，该模型的特点是肾小球足细胞迁移和丢失以及微血管稀疏，随后是粘连形成和肾小球纤维化病变。bmMSC的输注显着使肾小球结构改变正常化，从而减少肾小球硬化。

干细胞疗法治疗肾病的临床试验

从目前的最新综述中可以看出，大量研究强调了干细胞产品作为各种疾病的新疗法所取得的进展和进展。不同干细胞/祖细胞群限制结构和功能损伤以及刺激受损组织和/或器官再生能力的潜力已在临床前模型中得到广泛描述。

已经设计了许多临床试验来评估间充质干细胞疗法的安全性和有效性，并强调在不同疾病中使用这些细胞群的主要批评（图1）。

迄今为止（2023年8月4日），超过1226项基于MSC的临床试验（已完成或正在进行）已在美国国立卫生研究院（www.clinicaltrial.gov）数据库中注册，包括血液病、移植物抗宿主病、糖尿病、器官移植、炎症性疾病、肺、肝、骨疾病以及心血管、神经和自身免疫性疾病（图1）。

上述大部分临床试验均处于早期阶段（I-II期），表明MSC治疗的有效性仍有待长期进一步研究。这种考虑对于肾脏相关疾病尤其如此，已有30多项I/II期临床试验，重点关注来自骨髓、脂肪组织或脐带来源的同种异体或自体间充质干细胞的安全性和可行性，涵盖下面简要总结了多种疾病（图1、表1）。

案例一：患者，男，20岁，未婚。主因间断双下肢轻度水肿及夜尿次数增多2年余于2009 -08 -21入院。患者于2007年7月无明显诱因出现间断双下肢轻度水肿, 夜尿次数增多, 2～3次/晚。经干细胞治疗，3个疗程后，患者精神、饮食、睡眠可, 夜尿1～2 次/晚, 未诉乏力, 无双下肢水肿, 尿量约2000 ml, 大便正常。患者治疗期间未诉其他不适, 干细胞治疗前后肝功能检查等均未见异常，病情明显改善。

案例二：一名62岁的印尼籍妇女，被诊断为胸部截瘫、慢性肾功能衰竭、糖尿病，长期肾脏受累，慢性肾功能衰竭2年，肌酐水平为11mg/dL，无小便。采用人脐带间充质干细胞移植方案治疗。鞘内注射1.6×107个间充质干细胞，静脉注射1.6×107个间充质干细胞。鞘内注射和静脉注射后三周后，患者可以移动脚趾，肾功能得到改善。肌酐水平降至9 mg/dL。8个月后，患者可以抬起腿，肌酐水平是2mg/dL，小便恢复正常。

案例三：患者，男，29岁。6岁时确诊为1型糖尿病。2001年出现肾功能异常，诊断为 “ 糖尿病肾病、尿毒症”，遂开始血液透析，约3次/ 周。在行同种异体肾移植术+门静脉置管术后，次日及第三日分别给予施行成人胰岛及自体骨髓间充质干细胞悬液肝内移植术。

治疗后，患者肾功正常，生命体征正常，血糖控制平稳，胰岛素用量约15单位/天，比术前减少了近40单位/天。空腹和餐后C肽水平较移植前有明显的提高。出院后给予密切随访，及时调整免疫抑制剂、胰岛素剂量。

案例四：2016年，《中华细胞与干细胞杂志》报道了第二军医大学福州总院临床医学院向15位糖尿病肾病患者进行静脉输注脐带间充质干细胞治疗的临床案例。

在接受治疗的3个月后，患者血压、血糖、C肽值及肾功能指标均有所改善，说明脐带间充质干细胞静脉输注安全有效。与口服缬沙坦+皮下注射胰岛素的传统治疗方式相比，间充质干细胞移植改善舒张压、肾功能方面的临床疗效更优。

干细胞移植临床试验证实了干细胞治疗肾脏疾病的有效性和安全性，通过MSCs的干预调节可改善肾纤维化，提高肾功能，为肾病患者的临床治疗提供了新方法。相信未来在更多的临床试验后，干细胞治疗肾脏疾病的技术会更加成熟，让越来越多的患者受益。

目前国内很多医疗机构都开展了干细胞疗法，至于怎么选择机构可以参考以下几点：

• 1、看是否有行业资质：细胞行业有细胞库、制备中心两种资质，属于政府批复资质，有这两种资质的，相对正规；
• 2、合作机构：看是否与国内排名靠前的三级甲等医院在合作，与大医院合作的这些机构眼光相对会长远一些；
• 3、第三方质量检测：是否通过中检院（国内食品药品检定研究院）检测。

结论

干细胞疗法在肾脏疾病临床前模型中的前景尚未转化为更有说服力的临床疗效证据。多项临床试验已经证实了干细胞，特别是间充质干细胞疗法在肾病和肾移植患者中的安全性和耐受性（表1）。

然而，建议长期监测，以排除患癌症和产生抗HLA抗体的潜在风险。此外，正如最近强调的那样，从不同组织获得的间充质干细胞的异质性以及缺乏分离和体外培养的标准化方案是潜在的混杂变量，使得不同临床试验的比较变得困难。

仍然存在的挑战是更好地了解不同干细胞群体及其分泌蛋白组的异质性，以便可以定义设计具有高影响力的临床研究的标准。此外，由于缺乏对多能和成体干细胞疗法的体内作用机制的了解，这些创新策略的临床实施受到限制。更好地了解它们的行为将有助于确定不同肾脏疾病的最佳细胞来源、最佳给药途径和正确剂量，以及应观察以监测治疗反应的特定生物标志物。

参考资料：

Rota C, Morigi M, Imberti B. Stem Cell Therapies in Kidney Diseases: Progress and Challenges. International Journal of Molecular Sciences. 2019; 20(11):2790. https://doi.org/10.3390/ijms20112790

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