血清IFN-γ水平预测干细胞移植治疗类风湿关节炎的疗效

类风湿性关节炎 (RA) 是一种慢性滑膜炎，其特征是关节发炎、滑膜关节损伤和随时间恶化的残疾。引发和促进RA进展的基本致病机制可能是由于免疫稳态失衡导致的全身和滑膜炎症，可能涉及遗传和环境因素。

在BeSt研究中，508名RA患者接受了激素、疾病缓解抗风湿药 (DMARD) 或生物制剂的治疗，并接受了长达5年的随访；根据研究结果，超过50%的RA患者在治疗后未达到临床缓解。因此，尽管医学取得了巨大进步，但仍存在以下问题：

1、一些患者不能耐受DMARD或生物制剂；

2、 生物制剂价格昂贵，会削弱免疫系统，从而可能增加感染的风险。因此，迫切需要RA患者的新治疗选择。

间充质干细胞 (MSC) 是源自骨髓或其他结缔组织（例如脐带）的多能细胞；MSC具有自我更新和分化为间充质组织的能力。除了它们的分化能力外，MSC还对许多疾病具有免疫调节作用。MSCs可以抑制活化的外周血单核细胞 (PBMC) 和T淋巴细胞的增殖，从而诱导调节性T细胞 (Treg) 分化并抑制T辅助细胞17 (Th17) 细胞功能; 正是通过这些机制，MSCs对RA发挥了免疫调节作用。MSC的免疫调节能力被认为取决于干扰素-γ (IFN-γ) 诱导的吲哚胺2,3-双加氧酶 (IDO)。

间充质干细胞独特的免疫调节特性使其成为组织修复的有前途的候选细胞疗法，有可能用于治疗免疫疾病，如移植物抗宿主病 (GVHD) 和自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮 (系统性红斑狼疮); 然而，使用间充质干细胞移植 (MSCT) 治疗RA的结果相互矛盾，间充质干细胞移植对同一疾病的临床疗效存在巨大的个体差异，但其原因尚不清楚。为了间充质干细胞移植的广泛临床应用，需要更好地了解MSC的生物学特性。该信息将有助于阐明间充质干细胞的移植免疫调节机制并提高临床疗效。

间充质干细胞移植治疗活动性类风湿关节炎的疗效研究

在这项研究中，我们旨在确定间充质干细胞移植在类风湿关节炎患者中的不同临床疗效，并确定一种可能的血清生物标志物来预测间充质干细胞移植的治疗效果。

治疗方案：患者被随机分为MSCT组和对照组。患者接受1×106个细胞/kg体重的50mL含1%白蛋白的生理盐水作为治疗，或接受50mL不含UCMSCs的含1%白蛋白的生理盐水作为对照，通过静脉输注。如果患者的状况继续改善，则使用停药时间表按以下顺序逐渐减少常规药物治疗：醋酸泼尼松，然后是NSAID和DMARD。所有治疗修改均由负责的风湿病学家同意。

疾病状态评估：所有患者在第1、2、3、4、12、24和48周时返回进行预定的随访。在这些时间点检查并记录患者的不良事件、一般身体状况、血清学指标和Treg/Th17细胞比值。在基线和每位患者的每次随访时评估28关节疾病活动评分 (DAS28) 和健康评估问卷 (HAQ)。

结果

安全评价

间充质干细胞移植期间或之后未发生严重的急性不良事件。没有患者发生移植物抗宿主病（GVHD），也没有发生严重感染。血常规、肝肾功能分析、胸片、尿液分析或心电图均未发现明显异常。

48周后，反应组 (n=28) 显示血红蛋白和白蛋白水平显着升高，血小板水平降低；这些发现表明免疫功能得到改善（表1)。

疾病活动评估

间充质干细胞移植后随访12周，MSCT组28例患者临床症状迅速改善，疾病活动度下降，药物用量下降。 同时C反应蛋白 (CRP) 水平和红细胞沉降率 (ESR) 的降低一致，反应组的HAQ和DAS28值在MSCT后12周显着降低（图 2）。这些发现表明疾病状况有所改善。此外，反应组中的大多数患者无需连续给药即可维持这些治疗效果长达48周。然而，2名 (8%) 患者出现复发，表现为24周时ESR和CRP水平升高以及关节肿胀和疼痛。此外，在MSCT后反应组的23名患者成功逐步减少醋酸泼尼松剂量（图2e) 。

血清学自身抗体谱发现

为了进一步研究MSCT的治疗效果，在MSCT前后检测自身抗体，包括抗CCP和RF水平。反应组移植后抗 CCP和RF水平降低（图3a和图3b)，但是，这些变化在统计上并不显着。

免疫功能

RA是一种病因不明的严重、进行性、全身性炎症性疾病。RA的发展与免疫系统疾病密切相关，免疫系统疾病主要归类为免疫稳态失衡。

进一步的测试表明，与无反应组和对照组相比，反应组中 CD4+CD25+Foxp3+Tregs的百分比增加，CD4+IL-17A+Th17细胞的百分比降低（图3C）。这些发现支持MSCs在调节免疫稳态中发挥重要作用。特别是，CD4+CD25+Foxp3+Treg与CD4+IL-17A+ Th17 细胞 (Treg/Th17) 的低比例表明免疫状态不平衡和炎症微环境过度。在MSCT前的所有患者中都观察到这种低比率，但在MSCT后反应组中逐渐逆转（图3d)。

炎症微环境

由于免疫状态不平衡，RA患者的特征通常是促炎微环境，包括高水平的白细胞介素 (IL)-6和肿瘤坏死因子-α (TNF-α)（图4a, b) 和低水平的IL-10（图4C）。MSCT后，反应组患者的免疫平衡得到改善，表现为IL-6和 TNF-α 水平降低（图4a, b) 和IL-10水平增加（图4C）。IL-6和TNF-α水平逐渐降低，而IL-10水平在4周时显着升高，然后在MSCT后逐渐降低至正常水平。然而，未观察到IL-1β、IL-2R 和IL-8水平的显着变化（图4d-f)。

IFN-γ预测间充质干细胞移植对类风湿关节炎患者的临床反应

在我们的单一临床研究中，同种异体间充质干细胞移植的临床反应率为54% (28/52)。

讨论

在类风湿关节炎中可以发现骨髓间充质干细胞数量的减少，并且这种减少随着疾病进展变得更加严重。最近的研究表明，间充质干细胞可以改善类风湿关节炎患者和动物模型的关节炎，并且间充质干细胞的免疫抑制作用可能会被关闭甚至转换为刺激作用。我们目前的研究证实了间充质干细胞移植治疗类风湿关节炎患者的临床安全性和有效性。然而，与研究设计一致，j的临床疗效差异很大。间充质干细胞移植后12周，间充质干细胞移植组中54%的患者获得了良好或中等反应，而间充质干细胞移植组中另外46%的患者没有临床反应。

静脉输注脐带间充质干细胞是一种安全有效的做法，可以提高免疫功能和血清学指标。除了通过DAS28值和HAQ评分评估的疾病活动显着降低外，MSC输注还逆转了炎症微环境并重新平衡了免疫系统。

在MSCT反应组中，获得了临床获益的证据，临床表现的改善可能与Treg/Th17比率增加有关，这导致炎症细胞因子表达、ESR 和CRP水平降低。这些结果表明，抗炎以及改善的免疫调节和诱导的免疫耐受可能是MSCT的主要机制。然而，MSCs在体内的作用不是永久性的。在目前的研究中，8%的患者在先前的良好或中度反应后24周时疾病复发。疾病活动指数，如ESR和CRP水平，略微恢复到基线水平，同时伴有复发性关节肿胀和疼痛。由于 MSC输注在临床应用中的安全性，部分复发的RA患者可能需要在6个月后再次输注MSC。

结论

在本研究中，我们证明（1）同种异体间充质干细胞移植是安全的，因为在间充质干细胞移植期间或之后没有观察到严重的不良事件；

(2) 间充质干细胞移植对部分类风湿关节炎患者有效，DAS28值、HAQ评分、CRP水平和ESR的降低表明

(3) 间充质干细胞移植改善了对治疗有反应的患者的自身抗体谱；

(4)间充质干细胞移植的潜在机制很可能是MSCs的抗炎或免疫调节作用，以及恢复免疫平衡和耐受性；

(5)血清IFN-γ水平可能是预测间充质干细胞对RA患者治疗效果的关键因素。