干細胞被定義為具有自我更新、增殖和分化能力的細胞群,通常分為2類:在發育的囊胚中發現的胚胎干細胞(ESCs)和在成熟組織中發現的成體干細胞(ASCs)。
iPSC技術的重要性不僅在于為干細胞研究提供 了一個全新的視角,打破了倫理等諸多方面的局限,更在于其在醫學及臨床方面有著廣泛的應用前景。
早在 2007年,科學家就用iPSCs技術獲得的造血前體細胞成功治愈鐮狀紅細胞貧血癥;2012年,研究人員將移除外源基因的人iPSCs成功誘導成多巴胺神經元,為帕金森氏病的治療做出了重要貢獻;同年,研究人員用iPSCs技術成功治愈血友病。
近年來,iPSCs技 術在構建疾病模型、藥物開發、再生醫學方面同樣取得 了重要突破。2018年,科學家通過化學誘導成體心臟成纖維細胞在體內直接轉化成心肌細胞,為進一步 優化誘導心臟再生提供了新起點;2019年,研究人員通過改變主要組織相容性復合體基因(MHC基因)以 及細胞表面蛋白CD47基因的活動,實現了將iPSCs移 植到具有完全免疫功能的組織后不引起免疫反應;疫情期間,我國學者研究發現新型冠狀病毒的核衣殼蛋白(nCoVN)會破壞iPSCs多能性,為其致病 機理研究提供了新的信息。
國際干細胞臨床研究現狀
截至2022-03-17,在美國臨床試驗注冊中心(www.ClinicalTrials.gov)共檢索到8988項登記注冊的干細胞臨床研究,其中觀察性研究1216項,干預性研究7731項,此外還有患者登記研究及同情用藥研究。
干預性研究中檢索到6369項登記注冊的干細胞臨床研究,其中近2491項研究已完成。
按國家和地區統計,全球干細胞臨床研究排名前3的國家或地區分別為美國(2952項)、歐洲(1279項)和中國(661項)。
從疾病治療領域來看,腫瘤類疾病、血液系統疾病、神經系統疾病、心血管疾病、運動系統疾病是目前臨床研究數量較多的疾病領域,此外還有創傷、免疫系統疾病、新型冠狀病毒肺炎,COVID-19)等。在干細胞治療的細胞種類選擇上,大部分為造血干細胞和MSC臨床研究。
全球干細胞臨床研究進展情況顯示,目前20.4%干細胞臨床研究處于I期或早期階段,Ⅰ/Ⅱ期臨床研究占18.8%,Ⅱ期探索性臨床研究比例為32.9%,確證性Ⅲ期臨床研究占8.3%。
中國干細胞臨床研究現狀
截至2022-03-17,在中國臨床試驗注冊中心網站(http://www.chictr.org.cn/)檢索到607項已注冊的研究。
其中358項研究涉及干細胞治療,包括觀察性研究142項,干預性研究216項。干預性研究中,其中干細胞移植類臨床研究63項,干細胞來源的外泌體或復合生長因子等相關的臨床研究13項,干細胞藥物研究或干細胞聯合其他治療的臨床研究140項。
在干細胞治療的細胞種類選擇上,干細胞移植研究中選擇造血干細胞的臨床研究數量最多,占干細胞移植研究項目的49.2%(31/63);MSC臨床研究在全部項目中數量最多,共125項。從疾病治療領域來看,血液和淋巴系統疾病、神經系統疾病、免疫性疾病、內分泌類疾病、腫瘤類疾病是目前臨床研究數量較多的疾病領域。
在中國臨床試驗注冊中心登記的干預性臨床研究進展情況顯示,目前31.9%(69/216)干細胞臨床研究處于探索性研究/預試驗,20.4%(44/216)干細胞臨床研究屬于治療新技術臨床研究,25.0%(54/216)干細胞臨床研究處于早期階段,有12.0%(26/216)干細胞研究進入Ⅱ期及之后階段。
間充質干細胞(MSC)臨床研究主要領域介紹
隨著MSCs及其相關技術的日益成熟,臨床研究已經在許多國家開展。在目前處于注冊臨床試驗階段的干細胞中,MSC治療產品占比最高。這與MSCs具有分化潛力大、增殖能力強、免疫原性低、取材方便、無道德倫理問題的限制、易于工業化制備等特征有關,極有可能成為最具臨床應用前景的細胞療法。
心肌損傷
一項在53名急性心肌梗死后的患者中開展的隨機、雙盲、安慰劑對照的劑量遞增臨床研究中,與基線期相比,接受BM-MSCs治療的患者在輸注6個月后,1秒用力呼氣容積(FEV1)占預計值的比例顯著提高16%(P
結果顯示,UC-MSCs治療組在輸注后12個月紐約心功能分級比基線期明顯改善(-0.62±0.46)分(P
表1中國注冊類干細胞藥物臨床試驗項目一覽表
骨關節炎及軟骨修復
一項I/Ⅱ期隨機對照臨床試驗表明,膝關節骨關節炎患者在接受UC-MSCs治療后12個月疼痛明顯減輕,疼痛評分[(2.4±2.1)分]顯著低于透明質酸治療組[評分為(22.1±9.8)分,(PUC-MSCs組功能改善顯著,西安大略省和麥克馬斯特大學骨關節炎指數(WOMAC)評分與基線相比降低89%,而安慰劑組僅降低50%(P
研究人員開展了一項入組12例患者的I/Ⅱ期臨床研究,隨訪至關節內MSCs注射后1年。結果顯示,MSCs注射具有安全性,1年后患者病情好轉,膝關節奎森功能演算指數降到65%~78%。12例患者中有11例軟骨質量改善,磁共振結果提示不良軟骨指數(PCI)均值從19.5顯著下降到14.3。2年后的隨訪結果表明軟骨質量進一步提高,PCI均值降至13.0。
肺部疾病
一項在嚴重慢性阻塞性肺疾病患者中開展的I期臨床研究表明,單向支氣管內瓣膜置入術和MSCs聯合治療可降低治療后第30和90天C反應蛋白水平。與基線期相比,MSCs治療后第90天,患者BODE指數(BODE index)中位數從8(6,9)降至3(1,6),改良版醫學研究委員會(mMRC)呼吸困難評分從4(3,4)降至1(1,2)。另一項Ⅱ期臨床研究顯示,支氣管肺發育不良(BPD)高風險的早產兒接受UC-MSCs移植后,BPD嚴重程度顯著低于對照組(回歸系數=1.7;95%CI=0.11~3.29;P
肝疾病
一項Ⅱ期臨床研究評價了BM-MSCs移植在肝硬化患者中的療效,術后3個月和6個月,患者的肝功能出現部分改善。另一項前瞻性、開放、隨機對照研究納入219例乙型肝炎病毒相關的失代償性肝硬化患者。
研究發現,接受UC-MSCs移植的患者在第13至75個月的生存率明顯高于對照組(HR,3.68;95%CI=1.38~9.85;P
胃腸道疾病
一項評價間充質干細胞治療克羅恩病并發肛瘺患者的長期安全性和有效性的隨訪研究證實,25名局部使用MSCs治療的患者耐受性良好,治療后臨床緩解可持續104周。
研究發現,克羅恩病患者每周靜脈滴注異基因MSCs,持續4周。第1次給藥42天后,15例患者中有8例獲得臨床緩解,7例患者有內鏡下改善。另一項Ⅲ期隨機、雙盲對照臨床試驗中,采用自體脂肪來源的間充質干細胞(AD-MSCs)治療克羅恩病伴復雜肛周瘺管患者,212名患者被隨機分為2組,MSCs治療組與安慰劑組。24周后,MSCs組50%的患者達到聯合緩解,顯著高于安慰劑組(34%,P
帕金森病
在一項前瞻性臨床研究中,通過立體定向手術將BM-MSCs移植到7名帕金森病患者側腦室下區,對患者進行10~36個月的隨訪。結果顯示,3名患者的統一帕金森病評分量表(UPDRS)分數穩步提高,在最后一次隨訪中患者活動功能最差狀態(“關”期)平均得分為43.3分,比基線提高了22.9%,患者的面部表情、步態和凍結發作等癥狀有所改善。2名患者帕金森藥物的劑量顯著降低。進行性核上行麻痹是一種嚴重的、尚無其他治療方法的帕金森病,患者的運動功能會迅速惡化。研究發現將MSCs輸注到5名進行性核上行麻痹患者的大腦動脈中,在一年的隨訪中患者運動功能評分至少6個月保持穩定。
隨著技術的不斷發展和進步,干細胞療法將會在更多的疾病治療中發揮重要作用。同時,隨著人們對干細胞生物學和干細胞治療的認識不斷增加,相關的政策和法規也將不斷完善,為干細胞療法的發展提供更好的環境和保障。中國人口基數大,難治性疾病患者人數眾多,迫切需要新的、有效的治療方法,干細胞療法的未來前景不應被低估,市場潛力巨大。
參考文獻:
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