綜述｜(含細胞應用方案)干細胞在自身免疫性疾病治療中的臨床價值

撰文｜摩西

編輯｜南風

間充質干細胞 (MSCs) 具有自我更新和分化成各種細胞類型的能力，在免疫調節和再生治療中發揮關鍵作用。在一定的體外條件下，間充質干細胞能夠分化為成骨細胞、脂肪細胞和神經元樣等多種細胞和組織。因此，MSCs在細胞治療中具有重要的臨床應用價值。

自身免疫性疾病被認為是器官特異性和系統性的慢性疾病 _[1,2,3]。這些疾病的發生主要是由于免疫系統功能失常，錯誤地攻擊自身的細胞和組織_{[4,5,6 ]}而導致。大約8-10%的人口受到自身免疫性疾病的影響，這些疾病會導致組織嚴重損害、高死亡率和高醫療費用_[7]。

近年來，干細胞療法被應用到多種疾病的臨床研究中，例如自身免疫性疾病。干細胞移植通常用于造血疾病，但現在已確立其可用于治療非血液系統疾病 _[8,9,10,11]。干細胞通過在旁分泌和近分泌效應下轉換受損細胞來加速組織再生。間充質干細胞 (MSCs) 在植入后顯示出相當多的轉分化特征 _[12,13,14]。因其易于采集、來源豐富、分化能力強、增殖率高等特點，與其他干細胞分類相比，MSCs更適用于干細胞治療_[15,16]。研究結果表明，MSCs可以抑制T淋巴細胞的增殖和功能，降低腫瘤壞死因子α（TNF-α）的濃度，增加調節性T（Treg）細胞，調節炎癥介質的表達，改善骨損傷?_[17,18,19]。間充質干細胞的免疫抑制和再生特性在嚴重的自身免疫性疾病中顯示出其強大的治療能力。

考慮到這些優勢，作者回顧了最近的臨床研究，這些研究涉及了MSCs在自身免疫性疾病中的功效，包括類風濕性關節炎、1型糖尿病、多發性硬化癥、系統性紅斑狼瘡、炎癥性腸病、自身免疫性肝病和干燥綜合征。

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間充質干細胞的來源及機制

根據目前的證據，間充質干細胞來源廣泛，存在于臍帶 (UC)、沃頓氏膠 (WJ)、脂肪組織、骨髓 (BM)、牙齒等_[15、20]。MSC具有成體干細胞的多能性 _[21]。它們可以在體外單細胞水平分化為內皮細胞 _[22]、心肌細胞 _[23]、軟骨、骨骼和其他結締組織 _[24]。間充質干細胞通過旁分泌特性和與各種免疫細胞的通訊發揮免疫抑制能力，顯示低水平的人白細胞抗原（HLA）I，很少表達HLA II。不表達CD40、CD40L、CD80、CD86 等共刺激分子，這使它們能逃避T細胞識別 _{[26、27、28、29]}。有研究結果表明，間充質干細胞調節其局部環境、細胞通訊和多種因子的釋放，參與組織損傷的修復與再生_{[30、31、32、33、34]}。它們具有歸巢能力，可以遷移到受損組織中《綜述｜間充質干細胞歸巢效應可提高肝病的治療效果》，并具有促進修復和分化為受損組織的能力_{[35 , 36]}。

類風濕關節炎

類風濕關節炎 (RA) 是全球最常見的全身性自身免疫性疾病。它的特點是關節炎癥、滑膜增生以及進行性關節損傷、軟骨和骨破壞，隨著時間的推移惡化致殘。RA的發作與不平衡的免疫穩態有關，最重要的是，T輔助細胞17 (Th17) 和Treg之間會導致自身反應性免疫細胞激活，這些細胞會攻擊富含膠原蛋白的關節區域_[37、38]。與常人相比，RA患者發生心血管疾病的風險較高_[39]。治療RA時，根據病理的嚴重程度，推薦使用常規藥物，包括非甾體抗炎藥 (NSAID)、皮質類固醇、慢效抗風濕藥 (SAARD) 和緩解疾病的抗風濕藥 (DMARD) _{[37 , 40]}。甲氨蝶呤 (MTX) 仍然是首選的首選抗風濕藥物，通常也用于RA的治_[41]。但上述藥物常引起肝損傷、胃腸道損傷、腎臟副作用、BM抑制和心理障礙，急需找到替代療法_{[41 , 42]}。

研究表明，間充質干細胞減少促炎細胞因子如TNF-α和干擾素-γ (IFN-γ) 的產生，同時增加抗炎細胞因子如白細胞介素10 (IL-10) 和IL-4的分泌，在組織再生中起主要作用_[43]。這進一步說明間充質干細胞可能是治療RA的新選擇。研究結果還表明，MSCs可以通過不同的機制改善RA，例如抑制Th17細胞、減少炎性細胞因子和上調Treg細胞（圖2）_[44]。

細胞應用方案

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在Ghoryani等人的臨床報告中_[45]，自體骨髓間充質干細胞被應用于治療難治性類風濕關節炎患者。所有9名參與者都接受了1×10⁶/kg的靜脈注射自體骨髓間充質干細胞。在 MSCT后，觀察到Th17百分比顯著下降和調節性T細胞顯著增加。此外，疾病活動評分紅細胞沉降率（DAS28-ESR）和視覺模擬評分（VAS）顯著降低。這些發現表明自體BM-MSCs 可以改善難治性RA。2017年，一項多中心、單盲、隨機Ib/IIa期臨床試驗在53名RA患者中使用脂肪來源的 MSCs (AD-MSCs) 進行了報道 _[46]。本研究共納入三組，分別靜脈注射不同劑量的 AD-MSCs（1、2 、4×10⁶/kg體重的細胞數）。總體而言，在這些參與者中觀察到141種不良反應，其中133 種為中等強度（94%），沒有危及生命的影響（4級）或死亡。在RA患者中獲得的臨床優勢在細胞給藥12周后減弱或波動，這表明重復移植至關重要。此外，徐等人_[47] 證明IFN-γ是確定MSC在RA治療中的影響的重要介質。他們表明，MSC+IFN-γ聯合治療增強了RA參與者的MSC治療潛力，在1年的隨訪期間沒有任何不良事件。

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Yang和同事還支持UC-MSCs在持續活動性RA患者中的治療效果 _[48]。他們的結果表明，Tregs和Th17的百分比分別增加和減少。此外，IL-6和TNF-α的濃度降低，IL-10的水平升高。這些發現表明，間充質干細胞可以在調節免疫穩態中發揮主要作用。此外，血清IFN-γ水平可預測MSCT的治療效果，在IL-6、TNF-α、IL-10和Treg/Th17比率發生變化之前，觀察到血清IFN-γ (> 2 pg/ml) 水平的短暫增加。Wang及其同事_[49] 進行了另一項臨床I/II期試驗，包括64名難治性RA患者。這些患者接受了40 mL UC-MSC產品（2×10⁷ 個細胞/20 mL) 靜脈輸注。結果顯示干預后健康指數（HAQ）和DAS28降低。此外，血清中的標志物和癥狀有所改善，沒有嚴重的不良事件。

Gowhari等人進行的一項研究。2020年檢查了自體MSCs在13名難治性RA患者中的作用。結果表明，MSCT通過降低B細胞激活因子 (BAFF) 和增殖誘導配體 (APRIL) 細胞因子的濃度，以及降低其受體在B細胞表面的表達來抑制B淋巴細胞。他們的研究結果表明，MSC給藥后BAFF和APRIL的血漿水平顯著降低，這表明MSC對體液反應有顯著影響。根據王等人的_[51] 臨床研究，在172名RA患者中輸注UC-MSCs（4×10⁷細胞）后，疾病得到很好的改善Treg和產生Th2的IL-4的比例增加。在輸注UC-MSCs期間和之后無不良事件。在PARK等人的臨床Ia期研究中，UC-MSCs 被用于治療RA。患者靜脈注射2.5×10⁷、5×10⁷或1×10⁸個UC-MSCs。結果表明所有患者的癥狀得到改善，輸注UC-MSCs后長達4周內無不良事件 _[52]。

總之，這些數據表明，MSC可顯著改善RA患者的臨床癥狀，并預防疾病進展。

1型糖尿病

1 型糖尿病 (T1DM) 被認為是一類自身免疫性疾病，自身的免疫細胞（CD4⁺T）細胞，攻擊胰腺β細胞導致胰島素分泌不足_?[54]。越來越多的證據表明MSCs在T1DM的臨床治療中具有治療優勢。例如，Lu 等人_[55] 進行了一項非隨機、開放標簽、平行對照臨床報告，以1×10⁶/ kg的細胞量，為53名T1DM患者輸注同種異體UC-MSC，隨后在3個月后再次給藥。他們發現在1年的隨訪中完全緩解率為40.7%。結果還表明，成人型T1DM的餐后C肽水平明顯升高，但其變化在青少年型T1DM之間沒有明顯差異。未觀察到與移植相關的嚴重不良反應。（剩余內容需付費閱讀）

在最近的一項初步研究中，T1DM患者每天輸注一劑同種異體脂肪組織來源的基質/干細胞 (ASC) 和膽鈣化醇2000 UI/天，持續6個月，并與對照組進行比較 _[56]。作者宣稱，糖化血紅蛋白 (HbA1C) 值顯著改善，而胰島素依賴劑量沒有升高，隨后這些患者反饋胰島素釋放上調。綜上所述，ASC治療是安全的，并且很少或只引起短暫的不良事件。

細胞應用方案

在Cai等人進行的另一項研究中_[58] ，42名T1DM 患者隨機接受UC-MSCs (1.1×10⁶/kg) 加106.8×10⁶/kg自體BM-單核細胞 (MNCs)。1年內，C肽升高，HbA1c降低，空腹血糖降低，每日胰島素需求減少。基于這些結果，UC-MSC和BM-MNC的臨床應用是安全的，并導致T1DM患者的代謝指標得到改善。卡爾森等人證明在新發的T1DM患者中進行自體MSC移植可能是一種安全的療法，有效減緩了T1DM的進程并保護或恢復胰腺 β細胞功能_[59]。

在另一項研究中，20個人分為兩組；第1組接受自體胰島素分泌AD-MSC (IS-AD-MSC) + BM衍生的造血干細胞 (BM-HSC)，第2組接受同種異體IS-AD-MSC+BM-HSC _[60]。兩組的HbA1c和血清C肽反映持續改善，谷氨酸脫羧酶抗體減少和胰島素需求減少，均未報告嚴重不良影響。

2013年，一項雙盲研究報道了在29名T1DM患者中使用靜脈輸注WJ-MSCs _[61]。隨訪期間未報告不良事件，HbA1c和C肽均顯著改善。這些發現表明，輸注WJ-MSCs治療T1DM是安全可行的。

多發性硬化癥

多發性硬化癥 (MS) 是一種中樞神經系統 (CNS) 的慢性自身免疫性炎癥性疾病，盡管藥物等可用療法有助于減少患者的MS發展或減少致殘率，但目前尚未發現有效逆轉MS的療法_{?[62 , 63]}。

細胞應用方案

2020年報道了一項雙盲、隨機對照試驗中，研究者采用鞘內（IT）和靜脈內（IV）輸注自體BM-MSCs（1×10⁶ /kg）治療48例進行性MS_[64]。參與者根據注射方法（IT 或 IV）分為三組，接受單次輸注BM-MSCs或假注射。他們的發現在所有預定義的主要終點均顯示出積極的結果（擴展的殘疾狀態量表（EDSS）和磁共振成像（MRI）），并且沒有觀察到嚴重的不良反應。在疾病的幾個參數中，鞘內注射IT比靜脈注射IV更有效。盡管如此，仍有必要進行更大規模的III期研究來證實這些觀察結果。

此外，在Riordan等人的一項研究中，20名MS患者靜脈注射了UC-MSCs _[65]。作者指出MSC顯著改善MS癥狀。EDSS評分以及膀胱、腸道、性功能障礙和生活質量都得到了改善。此外，大腦和頸脊髓的MRI掃描顯示非活動性病變，并且在干預期間或之后未發生嚴重不良事件。然而，部分患者發生的頭痛或疲勞感被認為可能與干預有關。

在Harris等人的I期臨床試驗中_[66]，20 名進行性MS患者每12周鞘內注射自體BM-MSC-神經祖細胞 (NPs)，共注射 3 劑（每劑1×10⁷個細胞）。他們的觀察表明，鞘內MSC-NPs干預是安全且耐受性良好的。此外，結果表明，鞘內MSC-NP給藥后EDSS、肌肉力量和膀胱功能分別得到改善。未觀察到與鞘內MSC-NP治療相關的嚴重不良反應。

在哈里斯等人進行的另一項長期I期臨床研究中_[67]，20名進展性MS患者入組。2014-2016年患者接受了3次自體MSC-NPs的IT注射，平均劑量為9.4×10⁶個細胞（目標劑量為1.0×10⁷細胞）。結果顯示EDSS和定時25 英尺步行 (T25FW) 有所改善。此外，腦脊液研究顯示干預后C-C基序趨化因子配體2 (CCL2) 下降，IL-8、肝細胞生長因子 (HGF) 和 CXC基序趨化因子配體12 (CXCL12) 升高。沒有與 IT-MSC-NP 治療相關的嚴重不良事件。然而，這項研究的參與者人數很少，并且沒有設盲組和安慰劑組進行比較。

同樣，Connick及其同事研究表明了MS患者在MSC治療后的改善_[68]。在Karussis等人的一項研究中，15名MS患者鞘內接受了2.5×10⁶個細胞自體BM-MSCs移植，其中5名患者接受了BM-MSCs 靜脈輸注（2.5×10⁶個細胞）_[70]。隨訪期間未出現嚴重不良反應。免疫學分析顯示Tregs增加，淋巴細胞和樹突細胞的增殖反應減少，Th細胞數量也有類似的減少。有趣的是，MRI的定量分析顯示MSC從輸注部位擴散到CNS的心室。

系統性紅斑狼瘡

系統性紅斑狼瘡 (SLE) 是一種慢性炎癥性自身免疫性疾病，會導致抗體-抗原免疫復合物在各個器官中沉積 _[74]。除了Th1/Th17/Tregs的不平衡，調節性B細胞 (Bregs) 似乎在SLE 的發病機制中起關鍵作用 _[75]。

細胞應用方案

鄧等人_[76]對18名SLE患者進行了一項前瞻性、隨機、雙盲臨床研究，總輸注劑量為2×10⁸個UC-MSCs。結果表明腎功能改善和蛋白尿減少，而血清白蛋白升高。此外，SLE的其他指標也有所改善，包括SLE疾病活動指數 (SLEDAI)、不列顛群島狼瘡評估組 (BILAG)、抗雙鏈DNA抗體 (dsDNA) 抗體和抗核抗體 (ANA) 滴度以及血清補體C3和C4濃度。

王等人_[80]還進行了一項臨床試驗，其中包括40名活動性和難治性SLE患者。他們的觀察顯示SLEDAI 和 BILAG 評分以及蛋白尿、血清肌酐和尿素氮顯著下降。此外，UC-MSC輸注后白蛋白和補體的血清濃度增加。沒有顯示出與給藥相關的不良事件。7名患者在干預 6個月后復發，表明需要進行第二次治療以避免復發。

炎癥性腸病

炎癥性腸病 (IBD) 是一種慢性炎癥性胃腸道和自身免疫性疾病，包括潰瘍性結腸炎 (UC) 和克羅恩病 (CD)。IBD主要是由遺傳易感宿主對病原微生物的不適和持續的免疫反應引起的_[84]。

幾項研究表明，MSCs 在IBD治療中的治療潛力可以恢復上皮屏障的完整性_[85]。在Panés 等人的3期臨床研究中_[86]，212名患者病灶內注射同種異體AD-MSC。研究結果顯示，治療組在治療后24周實現了意向治療 (ITT) 和改良ITT人群的聯合緩解，顯示了MSC治療CD的有效性和安全性。18名患者經歷了與治療相關的不良事件，例如肛門膿腫和直腸痛。菲蘭德里亞諾斯等人_[87]還報道了自體脂肪源性基質血管成分 (ADSVF) 給藥后，肛周克羅恩瘺在臨床上完全愈合并重新上皮化。

在Zhang等人進行的一項隨機對照臨床試驗中，82名患者接受了UC-MSCs的靜脈注射 _[88]。根據他們的發現，MSC注射顯著改善了CD癥狀。CD活性指數 (CDAI)、Harvey-Bradshaw 指數 (HBI) 和皮質類固醇水平也有所改善，并且無不良事件。

細胞應用方案

在Barnhoorn等人的一項長期回顧性試驗中_[89]，21名難治性CD參與者接受了1×10⁷/kg BM-MSCs 治療。4年的隨訪結果顯示，克羅恩瘺管閉合率在臨床上有所緩解。在 MSC治療后24周和第4年，沒有一個參與者可以鑒定出抗HLA抗體。這項長期研究表明，MSC能夠改善CD患者的瘺管并恢復患者的生活質量。莫倫代克等人_[90]報道了另一項臨床雙盲研究，21名患者被分為三組，單次注射1×10⁷ , 3×10⁷, 和9×10⁷?個BM-MSC。結果表明，3×10⁷ MSCs局部治療可以更有效地促進肛周瘺管的愈合。

因此，MSC移植是一種有效、可行、安全的治療方法，可顯著提高瘺管閉合率，提高CDAI和CDEIS評分，改善患者的生活質量。

干燥綜合征

干燥綜合征 (SS) 是三種最常見的自身免疫性疾病之一，其中淋巴細胞浸潤到唾液腺和淚腺 _[91]。它是一種多方面的疾病，其標志性特征包括口干和眼睛干燥，以及關節疼痛 _{[91 , 92]}。由于它們在抑制許多免疫細胞的分化和增殖、炎癥因子的產生和抗體的分泌方面的有益能力，它們的注射已被用作治療SS的新方法。

細胞應用方案

在Xu等人進行的一項研究中，24名SS參與者被靜脈注射UC-MSCs _[93]后，干燥綜合征疾病活動指數 (SSDAI) 和VAS得到改善，唾液流速增加，在MSC給藥期間或之后沒有發生嚴重的不良事件。結果表明，MSC治療疾病的有益特性歸因于其免疫調節特性，例如調節CD4+T淋巴細胞，Tregs和Th2細胞的上調，以及T17和Tfh炎癥反應的下調。

自身免疫性肝病

自身免疫性肝病 (AILD) 是一種由免疫系統功能障礙引起的慢性腎臟疾病，包括自身免疫性肝炎 (AIH)、原發性膽汁性膽管炎 (PBC) 和原發性硬化性膽管炎 (PSC)。這些病癥的臨床癥狀包括：疲勞、食欲減退、肝痛和鞏膜黃疸，并導致肝功能標志物異常，例如丙氨酸氨基轉移酶 (ALT)、天冬氨酸氨基轉移酶 (AST)、堿性磷酸酶 (ALP)、γ-谷氨酰轉移酶 (GGT)、IgM、IgG 以及血液檢測中自身抗體的存在_[94,95]。

細胞應用方案

在Wang等人進行的一項初步研究中，7名PBC患者每月一次靜脈注射UC-MSCs（0.5×10⁶個細胞/kg），共3次_[96]。MSC移植后，血清ALP和GGT值顯著降低，但在試驗期間和試驗后未觀察到不良事件。PBC患者的一些常見表現如乏力和瘙癢明顯改善。這些發現表明MSC移植可以降低PBC的嚴重程度，是安全可行的療法。在另一項研究中，10名PBC患者接受了單劑量3–5×10⁵個細胞/kg異基因BM-MSCs _[97]。這項研究的結果表明，MSC移植的參與者的生活質量得到了提高。肝臟生物標志物顯示，在12個月的隨訪期間，干預后ALT、AST、GGT、IgM和直接膽紅素水平較之前顯著降低。此外，參與者外周血單個核細胞中Treg細胞水平顯著上調，而CD8⁺T細胞水平在輸注增強PBC的BM-MSCs后降低。他們的觀察表明，IL-10的水平也增加了，而沒有報告與治療相關的副作用。

迄今為止，還沒有臨床研究來評估MSCs對AIH和PSC等其他AILD 的影響。

近年來，間充質干細胞因其安全易獲得、高增殖能力和多向分化的潛能、抗炎和免疫調節特性以及促進再生等有益特性，在各種自身免疫性疾病的臨床試驗和治療中極具價值。除此之外，它們的低致瘤作用以及較低的免疫原性使這些細胞成為臨床治療各種疾病和再生療法的新興選擇。根據作者報告中列舉的臨床試驗，與單次輸注相比，MSCs的重復給藥具有更好的效果。MSCs在大多數研究中都是靜脈注射，注射劑量主要在1×10⁶和 1×10⁸個細胞/kg之間。

此外，MSC移植與腫瘤和感染的發生沒有顯著關聯。然而，對于MSC移植改善各種自身免疫性疾病的機制仍然缺乏了解，探索這些機制可以促進MSC修飾并增強其未來的臨床應用。

部分名詞注解：

AILD:自身免疫性肝病

AIH:自身免疫性肝炎

ALT:丙氨酸氨基轉移酶

AST:天冬氨酸氨基轉移酶

ALP:堿性磷酸酶

GGT:γ–谷氨酰轉移酶

ANA:抗核抗體

ADSVF:脂肪來源的基質血管分數

ASCs:脂肪組織來源的基質/干細胞

AD-MSCs:脂肪來源的間充質干細胞

Anti-CCP:抗環瓜氨酸肽

APRIL:增殖誘導配體

BAFF:B細胞激活因子

BM:骨髓

BILAG:不列顛群島狼瘡評估小組

BM-HSC:骨髓來源的造血干細胞

Bregs:調節性 B 細胞

CD:克羅恩病

CNS:中樞神經系統

CXCL12:CXC 基序趨化因子配體 12

CRP:C反應蛋白

CCL2:CC基序趨化因子配體2

CDAI:克羅恩病活動指數

CDEIS:克羅恩病內鏡嚴重程度指數

CXCR4:CXC趨化因子受體4型

DsDNA:抗雙鏈 DNA 抗體

DMARDs:改善疾病的抗風濕藥

EDSS:擴大的殘疾狀況量表

HbA1C:糖化血紅蛋白

HBI:哈維–布拉德肖指數

HGF:肝細胞生長因子

HLA:人類白細胞抗原

IBD:炎癥性腸病

IDO:吲哚胺 2, 3-雙加氧酶

IL-10:白細胞介素10

IFN-γ:干擾素–γ

IV:靜脈

IT:鞘內

IS-AD-MSC:自體胰島素分泌脂肪來源的間充質干細胞

ISCT:國際細胞治療學會

MSCs:間充質干細胞

MS:多發性硬化癥

MRI:磁共振成像

MTX:甲氨蝶呤

NPs:神經祖細胞

NSAIDs:非甾體抗炎藥

PBC:原發性膽汁性膽管炎

PSC:原發性硬化性膽管炎

PBMCs:外周血單個核細胞

RA:類風濕關節炎

SAARDs:慢效抗風濕藥

sHLA-G:可溶性人白細胞抗原-G

SLE:系統性紅斑狼瘡

SLEDAI:系統性紅斑狼瘡疾病活動指數

SS:干燥綜合征

SSDAI:干燥綜合征疾病活動指數

SDF-1:基質細胞衍生因子-1

TNF-α:腫瘤壞死因子α

Th17:T輔助細胞17

T1DM:1型糖尿病

Treg:調節性T細胞

UC:臍帶

UC:潰瘍性結腸炎

WJ:華通氏膠