干細(xì)胞 改善卵巢早衰，孕育新生命
終于迎來(lái)了政策上的機(jī)遇，
但是很多女性卻因?yàn)槁殉苍缢?/p>
失去了再生育的能力。
她們做媽媽的夢(mèng)
什么是卵巢早衰？
卵巢早衰是指女性在40歲以前，由于卵巢功能的提前衰退，而出現(xiàn)持續(xù)性月經(jīng)不來(lái)，子宮、陰道、乳房等性器官萎縮的一種疾病，促性腺激素水平（FSH）升高和雌激素水平下降。卵巢不能產(chǎn)生卵子從而導(dǎo)致不孕，常常伴有不同程度的潮熱多汗、心煩易怒、陰道干澀、性欲下降等絕經(jīng)前后癥狀，使患者未老先衰，給其身心健康和夫妻生活帶來(lái)極大痛苦，嚴(yán)重影響女性的生活質(zhì)量。
如何面對(duì)有生育要求的卵巢早衰？
雖然約50%的卵巢早衰患者，卵巢功能會(huì)有短暫的波動(dòng)，但其自然妊娠率不超過(guò)5%，且90%的患者因不孕而就診。
激素替代治療可維持月經(jīng)周期、改善低雌激素癥狀、防治骨質(zhì)疏松和心腦血管疾病，但不能改善卵泡發(fā)育，無(wú)法解決患者的生育需求；雖然輔助生殖技術(shù)促排卵藥和方案應(yīng)用廣泛，但基本也是“巧婦難為無(wú)米之炊”，不能獲得高質(zhì)量的成熟卵子。
干細(xì)胞的可行性
干細(xì)胞是一類(lèi)早期未分化細(xì)胞，具有自我更新、自我復(fù)制、無(wú)限增殖及多向分化潛能等特點(diǎn)，從來(lái)源角度可分為成體干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞研究存在來(lái)源較少、倫理爭(zhēng)議大，使其臨床應(yīng)用受到較大限制。新生兒干細(xì)胞存在于新生兒的臍帶和胎盤(pán)組織中，易分離培養(yǎng)、擴(kuò)增，免疫原性低，具有強(qiáng)大的遷移、免疫調(diào)節(jié)能力，對(duì)于修復(fù)組織缺陷及組織工程中作為種子細(xì)胞等方面都具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
干細(xì)胞治療卵巢早衰臨床資料
對(duì)免疫損傷型卵巢的修復(fù)作用。自身免疫異常是核型正常的卵巢早衰患者的重要病因之一。統(tǒng)計(jì)表明，大約20％的卵巢早衰是由于免疫系統(tǒng)不能識(shí)別自身卵巢組織所致，部分卵巢早衰患者血液中存在抗卵巢抗體，此類(lèi)患者多伴有自身免疫性疾病，這類(lèi)自身免疫性疾病常發(fā)生在卵巢早衰之前。有研究人員通過(guò)蘇木精伊紅染色法、細(xì)胞凋亡等方法分析干細(xì)胞對(duì)損傷卵巢的修復(fù)作用，發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞可以順利到達(dá)免疫損傷的卵巢組織；提示干細(xì)胞移植能促進(jìn)免疫損傷卵巢結(jié)構(gòu)的修復(fù)；干細(xì)胞移植通過(guò)大量分泌細(xì)胞因子等機(jī)制，減少免疫損傷卵巢顆粒細(xì)胞的凋亡。
對(duì)化學(xué)損傷型卵巢的修復(fù)作用。干細(xì)胞不但對(duì)免疫損傷型卵巢早衰具有一定的修復(fù)作用，對(duì)化學(xué)損傷的卵巢早衰也具有一定程度的修復(fù)作用.。研究發(fā)現(xiàn)移植干細(xì)胞組較對(duì)照組卵巢功能恢復(fù)更快，同時(shí)各級(jí)生長(zhǎng)的卵泡數(shù)量也多于對(duì)照組。移植卵巢的干細(xì)胞主要分布在卵巢間質(zhì)區(qū)，少量分布在卵巢泡膜細(xì)胞區(qū)；即干細(xì)胞可以改善卵巢內(nèi)分泌功能，并長(zhǎng)時(shí)間存在于卵巢組織，一方面可能是干細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子抑制了卵巢細(xì)胞的凋亡，并促進(jìn)分泌類(lèi)固醇激素細(xì)胞，另一方面可能是部分干細(xì)胞分化為卵巢細(xì)胞，替代受損細(xì)胞并促進(jìn)組織修復(fù)。綜上所述，干細(xì)胞不僅對(duì)人為建立的卵巢早衰有修復(fù)作用，還能修復(fù)環(huán)境毒素對(duì)卵巢的損傷。
①干細(xì)胞自身可分泌多種細(xì)胞因子（如血管內(nèi)皮生長(zhǎng) 因子、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、類(lèi)胰島素一號(hào)增長(zhǎng)因子等），抑制細(xì)胞凋亡，修復(fù)受損組織細(xì)胞；
②干細(xì)胞定植于受損傷部位并進(jìn)行分化，部分補(bǔ)償或替代修復(fù)其功能；
③通過(guò)免疫調(diào)節(jié)作用，抑制機(jī)體免疫反應(yīng)，促進(jìn)受損組織的自身修復(fù)；
④干細(xì)胞可通過(guò)修復(fù)卵巢間質(zhì)，防止卵巢纖維化，從而對(duì)受損卵巢起到保護(hù)作用；
⑤干細(xì)胞進(jìn)入損傷卵巢后可能直達(dá)損傷部位，并分化成部分血管內(nèi)皮細(xì)胞，提供營(yíng)養(yǎng)支持；
推動(dòng)干細(xì)胞儲(chǔ)存與應(yīng)用，在疼痛治療領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展
中國(guó)疼痛康復(fù)技術(shù)聯(lián)盟自成立以來(lái)，一直在探索建立適合國(guó)情的專業(yè)化、多元化、生態(tài)化和國(guó)際化特性的疼痛診療康復(fù)技術(shù)。結(jié)合國(guó)際臨床案例，在探索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)針對(duì)椎間盤(pán)源性疼痛、神經(jīng)性等疼痛，結(jié)合具有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)支撐的中國(guó)干細(xì)胞轉(zhuǎn)換醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟理事長(zhǎng)單位SCLnow?圣釋?的釋胞兒?干細(xì)胞治療后，患者的疼痛可以減輕50%以上，接受細(xì)胞移植的病人疼痛和功能障礙改善更明顯。干細(xì)胞在疼痛治療領(lǐng)域的應(yīng)用及臨床標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，將進(jìn)一步為釋胞兒?在疼痛治療領(lǐng)域的安全有效性提供科學(xué)依據(jù)，為疼痛患者帶來(lái)福音。
雙方發(fā)揮各自技術(shù)優(yōu)勢(shì)及平臺(tái)資源協(xié)同作用，通過(guò)圣胞兒?（臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞種子）生命能源的儲(chǔ)備，以及達(dá)到臨床級(jí)別的釋胞兒?（臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞制劑）應(yīng)用于多種疾病治療等方向的積極嘗試及努力，摸索出干細(xì)胞臨床診療的最佳方法及實(shí)現(xiàn)路徑。北京大學(xué)第三醫(yī)院院長(zhǎng)喬杰高度評(píng)價(jià)此次雙方合作北京大學(xué)第三醫(yī)院婦產(chǎn)科常務(wù)副主任、產(chǎn)科主任趙揚(yáng)玉介紹此次雙方合作所產(chǎn)生的深遠(yuǎn)意義。
科普講堂 | 解讀干細(xì)胞三大機(jī)制
隨著新冠肺炎的全球蔓延，以干細(xì)胞為主的一系列科技攻關(guān)項(xiàng)目受到社會(huì)各界廣泛關(guān)注，干細(xì)胞技術(shù)在這次疫情中展示了優(yōu)秀療效，并得到國(guó)家和政府的大力支持。
干細(xì)胞三大機(jī)制解讀：一、【多向分化】
隨著新冠肺炎的全球蔓延，以干細(xì)胞為主的科技攻關(guān)項(xiàng)目受到社會(huì)各界廣泛關(guān)注，干細(xì)胞技術(shù)在這次疫情中展示了優(yōu)秀療效，并得到國(guó)家和政府的大力支持。
本文《干細(xì)胞的三大機(jī)制》將為大家解讀干細(xì)胞對(duì)抗疾病的背后機(jī)理，看干細(xì)胞如何運(yùn)用它的多向分化、旁分泌、歸巢性三大機(jī)制來(lái)對(duì)抗疾病，發(fā)揮更有效的臨床應(yīng)用，方便大家更全面的了解干細(xì)胞。
你可能看到過(guò)很多干細(xì)胞的宣傳都是什么“萬(wàn)能細(xì)胞”，“細(xì)胞加工廠”之類(lèi)的詞語(yǔ)，可能你會(huì)覺(jué)得這些是夸大之詞？怎么可能這么神奇？
今天，這篇文章要告訴你，干細(xì)胞的萬(wàn)能，確有其事。
△? 中國(guó)科學(xué)院院士、發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士周琪
在《中國(guó)經(jīng)濟(jì)大講堂》上講述干細(xì)胞
干細(xì)胞之所以被稱為“萬(wàn)能細(xì)胞”，這依賴于干細(xì)胞的多向分化機(jī)制，干細(xì)胞擁有分化成為任何一個(gè)細(xì)胞的能力，通過(guò)分化成不同的細(xì)胞，繼而可以組成各類(lèi)器官和組織。
△??間充質(zhì)干細(xì)胞分化成的不同細(xì)胞，組成了我們身體內(nèi)的器官和組織?
01
干細(xì)胞到底能變成哪些細(xì)胞？
可以說(shuō)，我們機(jī)體本身就是由一個(gè)干細(xì)胞產(chǎn)生的——胚胎干細(xì)胞。
在成人體內(nèi)，每天干細(xì)胞都在分化為肌肉、骨骼、器官、神經(jīng)、血液···可以說(shuō)，沒(méi)有干細(xì)胞，人體的組織就無(wú)法得到修復(fù)。
讓我們來(lái)盤(pán)點(diǎn)一下，目前干細(xì)胞應(yīng)用類(lèi)型最多的間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）多向分化能形成的細(xì)胞類(lèi)型：
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為心肌細(xì)胞，促進(jìn)心肌細(xì)胞內(nèi)源性修復(fù)，改善心肌功能，治療心肌缺血、心力衰竭等心臟疾病。
如下圖所示[2]，在體外成功觀察到了間充質(zhì)干細(xì)胞再生修復(fù)大鼠心肌細(xì)胞的過(guò)程，圖中藍(lán)色DAPI染色代表細(xì)胞核，紅色aSarc蛋白染色代表心肌細(xì)胞，紅色HuNu蛋白染色代表間充質(zhì)干細(xì)胞。圖A顯示間充質(zhì)干細(xì)胞未分化的狀態(tài)，圖C和圖D分別顯示了間充質(zhì)干細(xì)胞開(kāi)始分化，圖E和圖F展現(xiàn)了隨時(shí)間推移，間充質(zhì)干細(xì)胞越來(lái)越多的分化為心肌細(xì)胞的狀態(tài)。
△??圖[2]
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為腎小球，從而幫助身體過(guò)濾血液，并定向修復(fù)腎臟細(xì)胞，緩解腎虛等癥狀。
如下圖所示[3]，和對(duì)照（Control）相比，尾靜脈輸注間充質(zhì)干細(xì)胞（ADR+MSCs）可以再生腎損傷大鼠腎小球中的腔壁上層細(xì)胞、足狀突細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，從而修復(fù)腎小球，恢復(fù)腎臟功能。
△??圖[3]
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為胰島β細(xì)胞，該細(xì)胞可以分泌唯一智能調(diào)控人體血糖穩(wěn)定的胰島素，使I型糖尿病患者擺脫終身注射胰島素的痛苦，徹底治愈。
如下圖所示[4]，圖A當(dāng)用STZ（鏈脲菌素）成功構(gòu)建I型糖尿病小鼠模型后，該小鼠與正常小鼠相比，不能分泌胰島素（綠色染色）。此時(shí)，如果給予I型糖尿病小鼠移植MSCs（CO-transplantation），如圖B所示可以看到，疾病小鼠恢復(fù)了分泌胰島素的能力。
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞，不斷新生的血管能夠增加血管彈性和血管通透性，從而改善血管微循環(huán)，預(yù)防血管老化。
如下圖所示[5]，是間充質(zhì)干細(xì)胞在體外分化為血管的全過(guò)程記錄，3D的視角展現(xiàn)了間充質(zhì)干細(xì)胞在VEGF-A（血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子）、FGF-2（成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子）、BMP-4（骨形成蛋白）的刺激以及WNT信號(hào)通路激活下，由萌芽新生血管逐漸形成血管網(wǎng)絡(luò)的能力。而圖e也顯示了間充質(zhì)干細(xì)胞分化失敗的結(jié)果，以作對(duì)比。
△??圖[5]
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為神經(jīng)細(xì)胞，修復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙，是治療神經(jīng)退行性疾病如帕金森等的最佳途徑。
如下圖所示[6]，當(dāng)間充質(zhì)干細(xì)胞在特殊的“NDM（神經(jīng)分化基質(zhì)培養(yǎng)基）”中培養(yǎng)時(shí)，不同來(lái)源的MSC可以分化出具有神經(jīng)突觸形態(tài)的新細(xì)胞，而區(qū)別于原來(lái)的梭形細(xì)胞。
△? 圖[6]
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為肝細(xì)胞，有助于恢復(fù)急慢性肝損傷的肝細(xì)胞活力，改善脂肪肝、肝纖維化的狀態(tài)，從而預(yù)防肝硬化，甚至肝癌的發(fā)生。
如下圖所示[7]，圖A羅列了體外間充質(zhì)干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞的步驟和條件，主要是一些因子如Activin-A（人活化素A），BMP4，F(xiàn)GF的參與和WNT信號(hào)通路的激活等，圖B檢測(cè)了分化后的細(xì)胞表面標(biāo)記，可以看到一些肝細(xì)胞的標(biāo)簽蛋白（HNF4a，AFP，AAT，ALB）含量確實(shí)顯著提高，證明分化完成的確實(shí)是肝細(xì)胞，圖C是分化完成的肝細(xì)胞。
△? 圖[7]
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為上皮細(xì)胞、表皮組織，從而促進(jìn)傷口愈合，深層肌膚修復(fù)，改善皮膚狀態(tài)等。
如下圖所示[8]，當(dāng)用紫外線（UVB）照射小鼠造成皮膚損傷之后，尾靜脈輸注間充質(zhì)干細(xì)胞（ADSC）2-6周時(shí)，小鼠上皮細(xì)胞的表面標(biāo)簽P63，a6整合素，CD34蛋白等和間充質(zhì)干細(xì)胞的共定位增強(qiáng)，提示間充質(zhì)干細(xì)胞在小鼠皮膚損傷之后，會(huì)促進(jìn)上皮細(xì)胞方向的分化。
△? 圖[8]
間充質(zhì)干細(xì)胞可以間接分化為肺芽細(xì)胞，繼而在氣管和肺泡中進(jìn)一步分化為肺細(xì)胞，修復(fù)肺組織中的受損細(xì)胞，改善呼吸，重塑健康。
如下圖所示[9]，圖A是由間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)過(guò)3F培養(yǎng)基（FGF7，GSK-3抑制劑，RA）刺激培養(yǎng)后分化為“類(lèi)肺器官”的概念過(guò)程，圖B是刺激后逐漸形成肺芽細(xì)胞的過(guò)程，圖C檢測(cè)了分化好的肺芽細(xì)胞表面的標(biāo)簽蛋白NKX2.1和SOX2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如圖D統(tǒng)計(jì)所示，分化好的肺芽細(xì)胞確實(shí)已經(jīng)沒(méi)有了干細(xì)胞的標(biāo)記，而接近97%都是肺細(xì)胞的特性。
△? 圖[9]
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為肌腱細(xì)胞，修復(fù)肌腱組織，作為新興生物材料治療肌腱損傷、撕裂等疾病。
如下圖所示[10]，間充質(zhì)干細(xì)胞在肌腱轉(zhuǎn)錄因子Scx的刺激下（hMSC-Scx），可以在體外分化為與正常肌腱祖細(xì)胞hTSPC相比，無(wú)論在細(xì)胞外形、組織內(nèi)細(xì)胞分布、細(xì)胞數(shù)量等都十分相似的肌腱組織，甚至在分化6周后，間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的肌腱細(xì)胞，在肌腱延長(zhǎng)性方面的優(yōu)勢(shì)更大。圖A是兩種來(lái)源肌腱的外觀，圖B是蘇木精&伊紅染色下觀察的細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)形態(tài)，圖C是細(xì)胞骨架的染色結(jié)果，圖D是軟骨細(xì)胞的染色結(jié)果。
△? 圖[10]
間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化為軟骨細(xì)胞，修復(fù)軟骨磨損等關(guān)節(jié)損傷，從而緩解關(guān)節(jié)炎癥。
如下圖所示[11]，蘇木精&伊紅染色顯示間充質(zhì)干細(xì)胞在滲透膜生物材料上，可以體外逐漸分化為軟骨細(xì)胞，隨著分化的推進(jìn)，軟骨組織的細(xì)胞厚度逐漸增多，由單層（single layer），變?yōu)樗膶?/span>（quadruple layer），再依次增多。
△? 圖[11]
02
“萬(wàn)能細(xì)胞”的秘密：多向分化機(jī)制
我們知道，干細(xì)胞它是一類(lèi)具有自我復(fù)制和多向分化能力的細(xì)胞。
通常認(rèn)為干細(xì)胞具有兩個(gè)能力——干性和功能性，它們相互牽制，彼消此漲?！案尚浴贝砀杉?xì)胞蓄勢(shì)待發(fā)的分化能力，“功能性”代表干細(xì)胞朝著特定方向分化為成熟細(xì)胞的能力。
中胚層來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）作為一種“多向分化”的干細(xì)胞，它仍然保有較強(qiáng)的分化能力，干性強(qiáng)于功能性，這一點(diǎn)和造血干細(xì)胞稍稍不同，造血干細(xì)胞是功能性強(qiáng)于干性。
間充質(zhì)干細(xì)胞是目前科學(xué)界得到最多研究的干細(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞雖不能發(fā)育成完整個(gè)體，卻能夠多向分化產(chǎn)生多種類(lèi)型細(xì)胞。
它不僅可以分化為同胚層來(lái)源的相關(guān)細(xì)胞、組織，如脂肪、骨骼、軟骨等，近來(lái)的研究還發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細(xì)胞還具有跨胚層分化的特點(diǎn)（如下圖所示[1]）。
△??[1]間充質(zhì)干細(xì)胞的各類(lèi)分化示意圖
比如分化為外胚層來(lái)源的神經(jīng)細(xì)胞，內(nèi)胚層來(lái)源的肺細(xì)胞等，多向分化的機(jī)制使得間充質(zhì)干細(xì)胞在臨床上應(yīng)用組織再生的范圍更加廣闊。
03
多向分化機(jī)制能夠幫助干細(xì)胞治療哪些疾病
作為新興的醫(yī)療技術(shù)，很多人對(duì)干細(xì)胞能治療哪些病癥的了解十分有限，其實(shí)干細(xì)胞在臨床應(yīng)用上是非常廣泛的，也代表了未來(lái)醫(yī)療發(fā)展的趨勢(shì)。
目前，充分的科學(xué)研究已經(jīng)證明，間充質(zhì)干細(xì)胞由一個(gè)種子，可以通過(guò)多向分化機(jī)制，再生修復(fù)心肌細(xì)胞、腎細(xì)胞、胰島β細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞、上皮細(xì)胞、肺細(xì)胞、肌腱細(xì)胞和軟骨細(xì)胞等，用于改善或治療心腦血管疾病、腎功能不全、I型糖尿病、神經(jīng)退行性疾病、肝功能不全、皮膚傷損、肌腱損傷和骨關(guān)節(jié)炎等疾病。
△? 干細(xì)胞通過(guò)分化為多種細(xì)胞來(lái)對(duì)抗各種疾病
相信隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，干細(xì)胞必將引發(fā)醫(yī)療變革，成為繼藥物、手術(shù)后的第三種治療方式，一系列傳統(tǒng)手段難以治療的疑難雜癥也終將會(huì)被干細(xì)胞逐步取代與救治。
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央視CCTV權(quán)威科普：干細(xì)胞神奇的萬(wàn)能細(xì)胞！應(yīng)用前景正在不斷擴(kuò)大！
干細(xì)胞療法，重癥新冠肺炎患者的希望
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1.調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，抑制過(guò)度激活的免疫系統(tǒng)，降低組織細(xì)胞的損傷。 -
2.分泌營(yíng)養(yǎng)因子，降低炎癥反應(yīng)或感染引起的細(xì)胞的死亡。
干細(xì)胞療法治療ARDS以及其他肺部疾病相關(guān)專利申請(qǐng)趨勢(shì)圖
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1.利用干細(xì)胞合成/分泌的多種營(yíng)養(yǎng)因子，治療肺損傷。 -
2. 特定表型或基因修飾干細(xì)胞治療肺疾病。 -
3.將干細(xì)胞直接遞送到肺部的設(shè)備。
從疫情爆發(fā)到現(xiàn)在，間充質(zhì)干細(xì)胞因其獨(dú)有的治療效果成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)，抗疫專家們?cè)诟鞣N場(chǎng)合發(fā)聲推進(jìn)干細(xì)胞療法，國(guó)內(nèi)數(shù)家醫(yī)療機(jī)構(gòu)紛紛啟動(dòng)了干細(xì)胞治療新冠肺炎的相關(guān)研究，全國(guó)先后有22家醫(yī)療機(jī)構(gòu)按照《干細(xì)胞臨床研究管理辦法（試行）》要求在中國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心提交了23項(xiàng)干細(xì)胞治療新冠肺炎臨床研究備案申請(qǐng)。截止到目前為止，根據(jù)ClinicalTrials.gov網(wǎng)站檢索結(jié)果顯示，有22項(xiàng)涉及干細(xì)胞療法治療新冠病毒的臨床研究項(xiàng)目，其中12項(xiàng)為中國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)提交的申請(qǐng)。
本文作者：
審協(xié)北京中心醫(yī)藥部 陳瑩、韓津
參考文獻(xiàn)：
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干細(xì)胞療法：讓失控的免疫系統(tǒng)安靜下來(lái)
截至4月27日，全球新冠肺炎累計(jì)病例超280萬(wàn)。與持續(xù)攀升的感染人數(shù)相比，更令人不安的是，許多國(guó)家醫(yī)療資源不堪重負(fù)，搶救危重病人缺少特效藥。
自從疫情發(fā)生以來(lái)，“間充質(zhì)干細(xì)胞治療2019年新型冠狀病毒感染的肺炎患者的安全性和有效性”“間充質(zhì)干細(xì)胞治療新冠病毒引起的重癥肺炎有效性臨床研究”等多個(gè)有關(guān)干細(xì)胞治療新型冠狀病毒肺炎的應(yīng)急科技攻關(guān)項(xiàng)目立項(xiàng)?？萍疾肯嚓P(guān)負(fù)責(zé)人在近日召開(kāi)的國(guó)務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制新聞發(fā)布會(huì)上表示，目前在武漢已經(jīng)完成超過(guò)200例干細(xì)胞治療臨床試驗(yàn)，安全性良好。
間充質(zhì)干細(xì)胞憑借著免疫調(diào)節(jié)機(jī)制、抗炎作用、修復(fù)受損組織等特性，在新冠肺炎重癥患者的救治中起到很好的作用，為提高治愈率、降低死亡率帶來(lái)新希望。
那么，間充質(zhì)干細(xì)胞真的有那么神奇嗎？它是如何助力新冠肺炎治療的？我國(guó)的研究進(jìn)展走到哪一步了？
被比做“孫悟空” 可以變身為人體內(nèi)多種細(xì)胞
要了解干細(xì)胞療法，首先讓我們先捋一捋什么是干細(xì)胞，以及它們是如何應(yīng)用到臨床治療中。
干細(xì)胞是具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞或器官，在醫(yī)學(xué)界稱之為“萬(wàn)能細(xì)胞”。
“干細(xì)胞存在于人體多種組織中,包括骨髓、脂肪、牙髓、胎盤(pán)、臍帶等?！敝袊?guó)藥科大學(xué)教授周君告訴科技日?qǐng)?bào)記者，干細(xì)胞可以分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。
這次在抗擊新冠肺炎疫情中大放異彩的間充質(zhì)干細(xì)胞，就是成體干細(xì)胞的一種，它也被比做“孫悟空”,可以“變成”人體內(nèi)多種細(xì)胞，比如成骨細(xì)胞、肌細(xì)胞、肝細(xì)胞等等。
此外，間充質(zhì)干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用低免疫原性的特征，能發(fā)揮免疫重建的功能，對(duì)配型的要求不嚴(yán)格。這些特性都賦予了間充質(zhì)干細(xì)胞廣闊的疾病治療前景。
事實(shí)上，關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞治療疾病的研究已經(jīng)開(kāi)展多年，在一些臨床疾病治療研究中取得了一定的進(jìn)展。
“間充質(zhì)干細(xì)胞具有治療上百種疾病的潛力，比如腦卒中、糖尿病、骨關(guān)節(jié)炎等疾病，國(guó)內(nèi)外都在大力推動(dòng)間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床研究與轉(zhuǎn)化?！敝芫榻B說(shuō)。
南京市民徐女士，每年8月都會(huì)到銀行匯一筆保管費(fèi)，她女兒的臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞自出生后就一直保存在浙江某干細(xì)胞庫(kù)內(nèi)。
據(jù)周君介紹，圍產(chǎn)組織（胎盤(pán)、臍帶、羊膜等）是間充質(zhì)干細(xì)胞的最大來(lái)源之一。相較于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞, 圍產(chǎn)組織間充質(zhì)干細(xì)胞分化能力更強(qiáng)，免疫原性更低，這就賦予了這一類(lèi)間充質(zhì)干細(xì)胞更大的臨床應(yīng)用前景。
近年來(lái)，間充質(zhì)干細(xì)胞已經(jīng)成為了醫(yī)學(xué)研究的新焦點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年至2019年，生物醫(yī)學(xué)論文數(shù)據(jù)庫(kù)Pubmed上檢索到的與間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)的文獻(xiàn)累計(jì)超過(guò)55000篇。
有效控制炎癥因子風(fēng)暴 成新冠肺炎重癥患者的“救命稻草”
在本次新冠肺炎疫情中，一張張“白肺”CT圖片和重癥病人無(wú)法呼吸的場(chǎng)景，讓許多人心有余悸。
“炎癥因子風(fēng)暴是造成許多病人呼吸衰竭等臨床重癥甚至死亡的重要原因?！敝芫硎?，一旦形成炎癥因子風(fēng)暴，就會(huì)引起人體免疫系統(tǒng)過(guò)度反應(yīng)，免疫系統(tǒng)在殺死病毒的同時(shí)，也會(huì)殺死大量肺的正常細(xì)胞，嚴(yán)重破壞肺的換氣功能，導(dǎo)致患者呼吸衰竭，直至缺氧死亡。
如何讓失控的免疫系統(tǒng)安靜下來(lái)，成為科研人員瞄準(zhǔn)的方向。具有免疫調(diào)節(jié)和抗炎能力的間充質(zhì)干細(xì)胞就進(jìn)入了各家科研機(jī)構(gòu)的視野。早在2月3日，李蘭娟院士在接受中央電視臺(tái)采訪時(shí)就指出，干細(xì)胞在前期浙江的幾例患者治療中“非常有效”。
現(xiàn)有的研究已證實(shí)，間充質(zhì)干細(xì)胞一方面可以憑借低免疫原性，以及對(duì)先天性和獲得性免疫的調(diào)節(jié)，能夠有效控制過(guò)激免疫反應(yīng)，抑制其對(duì)人體多器官造成的損害；另一方面，干細(xì)胞在通過(guò)靜脈輸注進(jìn)入人體后，部分聚集在肺部，具備改善肺部細(xì)胞微環(huán)境、保護(hù)肺泡上皮細(xì)胞、改善肺功能的潛力。
“以往的臨床研究已經(jīng)顯示，間充質(zhì)干細(xì)胞輸注治療急性肺損傷、重癥肺炎、急性呼吸窘迫綜合征、呼吸衰竭等呼吸系統(tǒng)疾病均顯示具有良好的安全性和有效性，能改善患者氧合指數(shù)、降低肺部的炎性損傷?！敝芫f(shuō)。
雖然不是直接消滅病毒，但干細(xì)胞將可能有助于緩解炎癥反應(yīng)，改善肺功能，提高重癥患者的生存率。多項(xiàng)臨床試驗(yàn)證實(shí)，間充質(zhì)干細(xì)胞在新冠肺炎尤其是治療重癥患者具有成效。在缺乏特效治療方案的背景下，間充質(zhì)干細(xì)胞成為一些新冠肺炎重癥患者的“救命稻草”。
已完成200多例臨床治療 開(kāi)展干細(xì)胞療法中國(guó)起步更早
自新冠肺炎疫情發(fā)展伊始，帶有“修復(fù)”“更新”等光環(huán)的干細(xì)胞技術(shù)就備受人們關(guān)注。
在4月14日召開(kāi)的國(guó)務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制新聞發(fā)布會(huì)上，科技部生物中心副主任孫燕榮表示，已在武漢完成超過(guò)200例干細(xì)胞治療，從目前結(jié)果看，干細(xì)胞應(yīng)用于新冠肺炎的臨床治療安全性良好。
早在2月1日，鄭州大學(xué)附屬河南省人民醫(yī)院的“間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）治療新冠病毒引起的重癥肺炎有效性臨床研究”項(xiàng)目就獲批準(zhǔn)，成為河南省新型冠狀病毒防控應(yīng)急科研攻關(guān)項(xiàng)目。
據(jù)科技部生物中心主任張新民介紹，目前的干細(xì)胞應(yīng)急攻關(guān)項(xiàng)目包括全球首個(gè)獲批開(kāi)展治療新冠肺炎臨床試驗(yàn)的干細(xì)胞藥物，以及間充質(zhì)干細(xì)胞制劑。
而在今年2月底，中國(guó)科學(xué)院科技論文預(yù)發(fā)布平臺(tái)已經(jīng)有2篇間充質(zhì)干細(xì)胞治療新冠肺炎的研究論文刊出，說(shuō)明我國(guó)在此領(lǐng)域起步更早、走得更快。
目前，應(yīng)急科研攻關(guān)項(xiàng)目支持的王福生院士團(tuán)隊(duì)、周琪院士團(tuán)隊(duì)、劉中民教授團(tuán)隊(duì)，均入駐武漢，開(kāi)展對(duì)（危）重型患者的臨床研究與治療。
3月10日，中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)干細(xì)胞生物學(xué)分會(huì)和中華醫(yī)學(xué)會(huì)感染病學(xué)分會(huì)還聯(lián)合發(fā)布了《干細(xì)胞治療新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）臨床研究與應(yīng)用專家指導(dǎo)意見(jiàn)》。
“但是干細(xì)胞療法并非十全十美，它的擴(kuò)增、分化效率和潛在成瘤性是制約臨床應(yīng)用的主要障礙?！敝芫嬖V記者，干細(xì)胞可以分化成各種類(lèi)型的、成千上萬(wàn)的細(xì)胞，每一步調(diào)控的過(guò)程都非常復(fù)雜，包括轉(zhuǎn)錄、表觀遺傳修飾、蛋白質(zhì)修飾等都會(huì)對(duì)其分化產(chǎn)生影響，在調(diào)控的機(jī)制還沒(méi)有完全研究清楚的時(shí)候，就很難對(duì)它的分化命運(yùn)和功能精準(zhǔn)控制。如果不能精準(zhǔn)調(diào)控，那么干細(xì)胞很有可能過(guò)度增殖或異常分化，這是任何人都不想看到的結(jié)果。
“調(diào)控是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，目前我們只是沿著一條路線去看它的調(diào)控，肯定會(huì)有一些我們還未觀察到的潛在風(fēng)險(xiǎn)。”周君認(rèn)為，正是因?yàn)榇嬖谶@樣的風(fēng)險(xiǎn)，所以干細(xì)胞療法在實(shí)際應(yīng)用之前會(huì)接受?chē)?yán)格的評(píng)估。
衰老與干細(xì)胞
簡(jiǎn)單來(lái)講， 干細(xì)胞是一類(lèi)具有無(wú)限的或者永生的自我更新能力的細(xì)胞、能夠產(chǎn)生至少一種類(lèi)型的、高度分化的子代細(xì)胞。
我們已經(jīng)在干細(xì)胞上面投入了很多的關(guān)注，小到美容，達(dá)到治療疾病。
年紀(jì)越小，體內(nèi)的干細(xì)胞越多，成人體內(nèi)，停駐有成體干細(xì)胞，比如造血干細(xì)胞，腸道干細(xì)胞。他們都在一個(gè)叫做“干細(xì)胞池”的小環(huán)境當(dāng)中安靜的存在著。當(dāng)人體舊細(xì)胞死亡，才會(huì)有有限的分化增殖為我們所用。
現(xiàn)代科學(xué)研究表明，人體衰老與干細(xì)胞的老化有著密切的關(guān)系。
科學(xué)家們?cè)鲞^(guò)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：
1.將壽命短的小鼠品系的干細(xì)胞與壽命長(zhǎng)的小鼠品系的干細(xì)胞進(jìn)行比較，則后者的干細(xì)胞將勝過(guò)壽命較短的品系。也就是說(shuō)，體內(nèi)干細(xì)胞越“年輕”，則個(gè)體壽命會(huì)越長(zhǎng)。
如果將最初從衰老的供體小鼠中收獲的干細(xì)胞連續(xù)移植到年輕的受體中，則與從年輕的供體小鼠中分離的干細(xì)胞相比，其自細(xì)胞分化增值要低得多。
2.即使是外源移植造血干細(xì)胞入骨髓，移植后造血干細(xì)胞池從未恢復(fù)到正常值。
可以說(shuō)，我們體內(nèi)的干細(xì)胞時(shí)衰老的反映，也是衰老的成因。
有什么會(huì)影響到干細(xì)胞的衰老？
以下是普通人我們可以操作的，方便理解的幾點(diǎn)。
1.氧化應(yīng)激。體內(nèi)的高糖水平，比如糖尿病病人，需要注意了?？刂骑嬍?，不可讓體內(nèi)環(huán)境的血糖波動(dòng)很多大。此外，外界的有害物質(zhì)入侵，比如小分子顆粒物，我們經(jīng)常說(shuō)的PM2.5就在這個(gè)范圍內(nèi)。
2.線粒體功能低下。線粒體是我們的一個(gè)細(xì)胞器，主管供能。提高線粒體功能，我們普通人能做的時(shí)保持運(yùn)動(dòng)習(xí)慣。有一些營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑也是有幫助，比如輔酶Q10。
3.DNA隨機(jī)損傷。高劑量的輻射會(huì)導(dǎo)致我們的DNA損傷。
那么有什么一勞永逸的方法扭轉(zhuǎn)干細(xì)胞衰老嗎？
暫時(shí)還沒(méi)有。
沒(méi)有可靠的方法可以量化人類(lèi)干細(xì)胞的衰老，并且如果有這樣的方法，就沒(méi)有明顯的干預(yù)策略。但是，我們對(duì)干細(xì)胞衰老的了解正在迅速增加，并且我們可能會(huì)在不久的將來(lái)很好地識(shí)別出表現(xiàn)出增強(qiáng)的干細(xì)胞衰老的個(gè)體。
抗衰老干預(yù)措施可能旨在預(yù)防，延緩或最推測(cè)地逆轉(zhuǎn)干細(xì)胞衰老過(guò)程的各個(gè)方面。
其他組織的研究表明，至少延遲衰老過(guò)程的某些過(guò)程是可行的策略。實(shí)際上，生物學(xué)上通過(guò)將衰老的干細(xì)胞通過(guò)基因重新編程為多能性干細(xì)胞，然后從這些誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞中產(chǎn)生確定的造血作用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了某些衰老表型的逆轉(zhuǎn)。
未來(lái)的干預(yù)措施可能是飲食，藥理學(xué)或最終通過(guò)細(xì)胞治療。
總結(jié)一下，我們已經(jīng)在衰老領(lǐng)域進(jìn)步很多，但是仍舊研究之路茫茫。
但控制不良嗜好，學(xué)會(huì)健康飲食，是保持青春的關(guān)鍵。無(wú)數(shù)科學(xué)事實(shí)從不測(cè)的側(cè)面都證明了這點(diǎn)。
下一個(gè)風(fēng)口，或許是干細(xì)胞外泌體
2013年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了三位科學(xué)家，表彰其在細(xì)胞間囊泡運(yùn)輸調(diào)控機(jī)制領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)。諾獎(jiǎng)的肯定，使得細(xì)胞分泌的胞外囊泡及其生理學(xué)功能成為熱點(diǎn)，得到廣泛的研究。
1外泌體是一種胞外囊泡
不同類(lèi)型的細(xì)胞均可以通過(guò)出芽方式釋放各種各樣的膜包裹的囊泡（如外泌體、微囊泡、凋亡小體）到它們的細(xì)胞外環(huán)境中，大小從大約40 nm到幾mm不等。這些分泌的囊泡統(tǒng)稱為胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EV），或稱為微囊泡（microvesicles）[1]。EV的外膜為磷脂膜，包含特定細(xì)胞類(lèi)型的蛋白質(zhì)組合，包括酶、生長(zhǎng)因子、受體和細(xì)胞因子以及脂質(zhì)、編碼和非編碼RNA和代謝物[1, 2]。直徑約為40-150nm的胞外囊泡，即為外泌體（exosome）。
早在20世紀(jì)60年代，EV的生理功能得到闡述，EV在細(xì)胞、器官之間，甚至在有機(jī)體之間傳遞信息，并在體液中檢測(cè)到，如血液、尿液、腦脊液、母乳和唾液[3]。由于其穩(wěn)定的脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)和在生物液中的運(yùn)輸能力，EV可以在細(xì)胞之間運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移生物活性分子，如蛋白質(zhì)和RNA，介導(dǎo)靶向細(xì)胞間信號(hào)傳遞，甚至是遺傳信息的功能性轉(zhuǎn)移，這一發(fā)現(xiàn)極大地促進(jìn)了該領(lǐng)域的發(fā)展[2, 4, 5]。
2MSC分泌的EV及其功能應(yīng)用
同樣，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）也分泌大量的EV，EV內(nèi)容物包括各種蛋白和RNA等。在MSC來(lái)源的EV中，大多數(shù)RNA（<80%）；另外還有一些小RNA，其中miRNA約為44%、tRNA約為47%[6]。干細(xì)胞通過(guò)這些胞外囊泡（EV）與其他組織細(xì)胞相互交流信息，發(fā)揮干細(xì)胞的治療作用。
MSC來(lái)源的EV也表達(dá)MSC表型標(biāo)記，如CD29、CD73、CD44和CD105，可以通過(guò)傳統(tǒng)的流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行鑒定[7]。蛋白質(zhì)組學(xué)研究揭示人MSC-EV許多獨(dú)特的蛋白質(zhì)，如表面受體（PDGFRB、EGFR和PLAUR）、信號(hào)分子（RRAS/NRAS、MAPK1、GNA13/GNG12、CDC42和VAV2）、細(xì)胞粘附分子（FN1、EZR、IQGAP1、CD47、整合素和LGALS1/LGALS3），以及MSC相關(guān)抗原（CD9、CD63、CD81、CD109、CD151、CD248和CD276）[8]。
MicroRNAs（miRNAs）是一種短的、非編碼的RNA，它調(diào)節(jié)mRNA靶標(biāo)的表達(dá)，并在轉(zhuǎn)錄后沉默中發(fā)揮作用。miRNAs在干細(xì)胞中的重要作用已經(jīng)在廣泛的生物學(xué)過(guò)程中得到了研究，包括發(fā)育、分化、細(xì)胞死亡、干細(xì)胞增殖和分化、免疫反應(yīng)、衰老和癌癥。據(jù)估計(jì)，人類(lèi)基因組編碼超過(guò)1000個(gè)miRNAs，針對(duì)大約60%的人類(lèi)蛋白編碼基因[9]。通過(guò)質(zhì)譜和陣列分析，已經(jīng)在MSC-EVS中鑒定出850多個(gè)獨(dú)特的基因產(chǎn)物和160多個(gè)miRNAs[10, 11]。
（一）組織器官損傷
MSC-EV已經(jīng)在幾種不同類(lèi)型的疾病中顯示出令人鼓舞的治療效果，包括腎損傷、心臟損傷、腦損傷和肝肺損傷等[12, 13]。MSC的旁分泌/內(nèi)分泌機(jī)制很可能是由MSC-EV介導(dǎo)的[14, 15]。MSC-EV恢復(fù)和維持組織微環(huán)境內(nèi)穩(wěn)的潛力取決于蛋白質(zhì)和RNA轉(zhuǎn)移的生化能力。
MSC分泌的EV在急性和慢性腎損傷中均有保護(hù)的特性[16-18]。MSC-EV中的生長(zhǎng)因子mRNA可以轉(zhuǎn)移到順鉑損傷的近端腎小管上皮細(xì)胞(PTEC)，可促進(jìn)PTEC增殖；IGF-1R的mRNA通過(guò)體外水平轉(zhuǎn)移到腎小管上皮細(xì)胞，增強(qiáng)了腎小管細(xì)胞對(duì)局部產(chǎn)生的IGF-1的敏感性[19]。如果骨髓MSC-EV的microRNA耗竭，那么MSC-EV在急性腎損傷中的固有再生修復(fù)能力出現(xiàn)顯著的降低，提示在急性腎損傷后的恢復(fù)過(guò)程中，miRNAs起著關(guān)鍵作用[20]。
在心肌梗死方面，體外擴(kuò)增的MSC培養(yǎng)上清液已成功用于縮小小鼠心肌梗死范圍[15, 21-23]。MSC上清液的促再生活性被證明為EV組分，而去除EV后的可溶性組分并沒(méi)有作用效果[15]。MSC-EV介導(dǎo)的細(xì)胞保護(hù)作用可減輕大腸桿菌內(nèi)毒素誘導(dǎo)的小鼠急性肺損傷和低氧誘導(dǎo)的肺動(dòng)脈高壓[24, 25]。MSC-EV還展示了減輕藥物誘導(dǎo)肝損傷和肝纖維化的能力[26, 27]。
MSC-EV對(duì)血管生成有直接的積極促進(jìn)作用[28, 29]。在大鼠模型中，MSC-EV顯著改善了后肢缺血的灌注，加速了皮膚燒傷后的再上皮化，并提高了同種異體皮膚移植物的存活率[30, 31]。MSC-EV給藥已被證明在中風(fēng)模型缺血性閉塞后促進(jìn)功能恢復(fù)和新生血管，顯著改善了卒中誘導(dǎo)后的功能結(jié)果，但是MSC組和MSC-EV組沒(méi)有明顯的療效差異[32, 33]。在綿羊模型中，全身應(yīng)用MSC-EV后也觀察到大腦缺氧損傷的改善[34]。miRNA-133b似乎與MSC-EV介導(dǎo)的大鼠缺血性卒中后的功能恢復(fù)有關(guān)[35]，而miRNA-22似乎與MSC-EV介導(dǎo)的缺血性心臟病心肌細(xì)胞的抗凋亡作用有關(guān)[36]。因此，MSC-EV可用于中風(fēng)的治療，作為干細(xì)胞輸注的替代方法，可改善神經(jīng)預(yù)后，增加血管生成和神經(jīng)生成[37, 38]。
另外，研究表明，來(lái)自健康供者的骨髓MSC-EV含高水平的腫瘤抑制因子miRNA-15a，miRNA-15a能夠抑制多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和誘導(dǎo)多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的凋亡，從而維持疾病的穩(wěn)定狀態(tài)抑制多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)；而來(lái)自多發(fā)性骨髓瘤患者的骨髓MSC-EV含低水平的腫瘤抑制因子miRNA-15a[39]。健康和多發(fā)性骨髓瘤患者的骨髓MSC-EV激活A(yù)KT通路促進(jìn)了骨髓瘤細(xì)胞的存活和抗藥性[40]。也有研究證明健康供者骨髓MSC-EV通過(guò)激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）途徑，降低了骨髓瘤細(xì)胞的活性、增殖和遷移[41]。
（二）免疫調(diào)節(jié)功能
MSC來(lái)源的外泌體和EV具有相似的免疫調(diào)節(jié)功能，MSC-EV對(duì)許多類(lèi)型的免疫細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用，包括樹(shù)突狀細(xì)胞（DC細(xì)胞）、T細(xì)胞、B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[6, 42-44]。然而，有意思的是，在炎性關(guān)節(jié)炎模型中，MSC來(lái)源的外泌體在體內(nèi)抑制炎癥比MSC更加有效[45]。
MSC-EV對(duì)DC細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制部分是由microRNAs（miR-21-5p、miR-142-3p、miR-223-3p和miR-126-3p）介導(dǎo)的[46]。MSC-EV還可以通過(guò)增強(qiáng)M2巨噬細(xì)胞極化和間接驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞誘導(dǎo)發(fā)揮免疫抑制作用[47]。MSC-EV還被證明可以抑制健康供者和GvHD患者的NK細(xì)胞和其他外周白細(xì)胞的激活[48]。MSC-EVS在體外與PBMC共培養(yǎng)時(shí)抑制T細(xì)胞的激活，促進(jìn) Treg 細(xì)胞的增殖[48, 49]。
根據(jù)陣列分析，與GVHD改善相關(guān)的多種可溶性因子在MSC-EV中呈現(xiàn)高度表達(dá)[50]。靜脈輸注MSC-EV可抑制CD4+T和CD8+T細(xì)胞的活化和浸潤(rùn)，從而延長(zhǎng)急性移植物抗宿主?。℅VHD）小鼠的存活時(shí)間，并減少多個(gè)器官的病理?yè)p傷[51-53]。
3MSC-EV在體內(nèi)分布和安全性
在小鼠體內(nèi)的生物發(fā)光和熒光介導(dǎo)的斷層成像顯示，靜脈注射EV的主要部位是脾、肝、肺和腎，也可以在注射后30分鐘內(nèi)在腦、心臟和肌肉中檢測(cè)到EV，在60分鐘后尿液中檢測(cè)到EV[54]。
雖然已經(jīng)觀察到，在動(dòng)物腫瘤模型和體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)層面，MSC-EV的促腫瘤和抗腫瘤作用的報(bào)道[55, 56]，但到目前為止還沒(méi)有其他副作用的報(bào)道。動(dòng)物模型中沒(méi)有檢測(cè)到MSC-EV給藥的任何副作用，即使用PEG方法制備的MSC-EV在動(dòng)物身上的劑量比相應(yīng)的急性GvHD患者高100倍。因此，可以認(rèn)為MSC-EV給藥基本上是安全的[57]。由于EV不能自我復(fù)制，因此缺乏任何內(nèi)源性腫瘤形成潛力[58]。
4MSC-EV的臨床應(yīng)用
2011年進(jìn)行了第一次有記錄的臨床MSC-EV給藥；MSC-EV以遞增的劑量應(yīng)用于1例類(lèi)固醇耐藥的GVHD患者，從4×107個(gè)MSC培養(yǎng)上清液中分離的MSC-EVS數(shù)量為1.3-3.5×1010個(gè)顆?；?.5-1.6mg；這個(gè)劑量的MSC-EV被定義為1個(gè)單位，MSC-EV每隔2~3天靜脈注射一次，共2周，患者總共接受了4個(gè)單位，GvHD癥狀顯著下降，每日類(lèi)固醇劑量可從125 mg減少到30 mg，患者在MSC-EV治療后穩(wěn)定了5個(gè)月，而且MSC-EV給藥耐受性良好，未觀察到副作用[48]。
對(duì)20例慢性腎臟?。–KD）患者進(jìn)行的Ⅱ/Ⅲ期臨床研究表明，臍帶MSC-EV（2次，相隔1周）可改善腎小球?yàn)V過(guò)率、血肌酐水平、血尿素和尿白蛋白肌酐比值，伴隨著TGF-β1、IL-10水平明顯升高和血漿TNF-α水平顯著下降（在治療后12周的TGF-β和IL-10水平高于一年后；相反，腫瘤壞死因子-α水平在一年后略低于12周后），沒(méi)有一名患者顯示出任何副作用[59]。
MSC-EV應(yīng)用于8例患者用于牙槽骨再生，沒(méi)有出現(xiàn)不良反應(yīng)；放射學(xué)評(píng)估顯示所有病例均有早期骨形成；注射部位的炎性淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)很少[60]。這個(gè)臨床研究證明了MSC-EV在骨再生醫(yī)學(xué)中具有較大的成骨潛力。
對(duì)7例長(zhǎng)期存在的大型特發(fā)性難治性黃斑裂孔（MH）患者，年齡51~75歲，行玻璃體切除、內(nèi)界膜剝離、MSC（2例）或MSC-EV（外泌體）（5例）玻璃體腔內(nèi)注射；5例MH閉合術(shù)患者最佳矯正視力提高，其中1例接受MSC治療的患者在視網(wǎng)膜表面觀察到纖維膜，1例接受較大劑量MSC-EV的患者出現(xiàn)炎癥反應(yīng)[61]。
5MSC-EV的產(chǎn)業(yè)化
MSC-EV具有免疫調(diào)節(jié)活性并促進(jìn)再生過(guò)程，其方式顯然與MSC相當(dāng)。因此，基于EV的無(wú)細(xì)胞療法，為多種疾病提供了一種基于干細(xì)胞治療的有前途的替代方案[12]。與細(xì)胞療法相比，EV療法具有一些優(yōu)勢(shì)，但由于該領(lǐng)域的新穎性，其臨床分級(jí)生產(chǎn)、質(zhì)量保證和應(yīng)用缺乏國(guó)際公認(rèn)的指南。
改變MSC的培養(yǎng)環(huán)境，用不同的外界刺激預(yù)處理，這不僅可以增加EV的產(chǎn)量，還可以調(diào)節(jié)它們的成分，從而增強(qiáng)有益的治療效果[62]。例如，無(wú)論是用中風(fēng)患者血清培養(yǎng)MSC，還是用缺血腦組織提取液處理，都可以激活MSC釋放更多的EV [63, 64]。MSC培養(yǎng)時(shí)給予炎癥刺激，將增強(qiáng)抗炎特性的EV釋放[65]。應(yīng)當(dāng)評(píng)估EV制備的純度和一致性，在EV收獲過(guò)程中使用的所有生物材料都符合要求的法規(guī)遵從性。
與傳統(tǒng)的2D平面培養(yǎng)的MSC相比，與微載體結(jié)合的3D球形培養(yǎng)的MSC顯示出更高的EV分泌量，并降低了整合素的表達(dá)，原因可能在于3D培養(yǎng)的MSC細(xì)胞密度高于2D培養(yǎng)[66-68]。采用3D的培養(yǎng)方法方法在MSC-EV的生產(chǎn)中可能有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)?1)需要大量的培養(yǎng)基才能獲得大量臨床使用的EV；(2)通過(guò)持續(xù)的培養(yǎng)基灌流，避免代謝副產(chǎn)物在生物反應(yīng)器中積累，可以維持MSC的活性，而無(wú)需使用含有大量異種EV的血清；以及(3)通過(guò)控制進(jìn)出生物反應(yīng)器的培養(yǎng)基流量來(lái)連續(xù)產(chǎn)出[37]。
超速離心是收集EV最常用、最常規(guī)的方法。商業(yè)上可以買(mǎi)到的試劑盒，是一種快速而簡(jiǎn)單的試劑盒，但它是一種相對(duì)粗糙的分離方法，受到許多可溶性蛋白污染。超速離心的方法足以獲得純EV用于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，但在臨床環(huán)境下，這種方法耗時(shí)長(zhǎng)，不適合大規(guī)模生產(chǎn)EV。
超速離心促進(jìn)囊泡聚集，常常共分離到可溶性因子和蛋白質(zhì)[69]。基于密度梯度的分離允許基于浮力密度分離囊泡，為EV凈化提供了最高效率[70, 71]。最近，一些新興的技術(shù)，如尺寸排除色譜、聲學(xué)分離、納米捕捉器、流場(chǎng)流動(dòng)分級(jí)，都有可能從不同的樣品基質(zhì)中分離出EV，每種方法都利用了EVS的特定生物物理特性，如它們的大小、密度、形狀或表面受體[72]。
以EV為基礎(chǔ)的治療藥物生產(chǎn)的另一個(gè)方面是質(zhì)量保證。雖然來(lái)自幾個(gè)動(dòng)物模型和已報(bào)道的人體研究的數(shù)據(jù)表明，MSC-EV發(fā)揮了治療作用，沒(méi)有引起副作用，但必須建立適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，以確保所產(chǎn)生的EV產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性和有效性。EV儲(chǔ)存在等滲緩沖液中，以防止儲(chǔ)存和凍融循環(huán)期間的pH變化。比如人中性粒細(xì)胞來(lái)源的抗菌胞外囊泡（EV）在-80°C下保存對(duì)EV數(shù)量和大小沒(méi)有顯著影響（最好不超過(guò)7天），而廣泛使用的冷凍保護(hù)劑能誘導(dǎo)EV裂解[73]。
因此，為了開(kāi)發(fā)基于EV的藥物，至少需要克服一些限制：(1)為EV的大規(guī)模制備、純化和儲(chǔ)存建立推薦的分離方案；(2)EV的量化、分子和物理EV表征的標(biāo)準(zhǔn)化方案；以及(3)明確的臨床使用質(zhì)量控制(QC)標(biāo)準(zhǔn)[58]。
干細(xì)胞外泌體（這里特指MSC-EV）是一個(gè)研究和應(yīng)用都值得期待的好方向，但是需要腳踏實(shí)地地去做些工作。
《細(xì)胞》綜述：免疫細(xì)胞療法的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
● ● ●日前，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Cell上題為“The Emerging Landscape of Immune Cell Therapies ”的綜述文章中。本綜述將論述免疫細(xì)胞治療在癌癥，傳染病和自身免疫疾病的當(dāng)前狀況，并討論細(xì)胞工程技術(shù)方面的進(jìn)展，從而克服障礙。
1 免疫細(xì)胞療法概述
細(xì)胞療法代表了藥物開(kāi)發(fā)的一種全新范式，其中，免疫細(xì)胞療法是最先進(jìn)的療法之一，已經(jīng)證明對(duì)癌癥和傳染病有效?；A(chǔ)免疫學(xué)，基因工程，基因編輯和合成生物學(xué)的不斷發(fā)展，增強(qiáng)了免疫細(xì)胞療法的復(fù)雜性，提高了效力和安全性，并拓寬了其治療疾病的潛力。
研究人員對(duì)免疫細(xì)胞療法的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了極大的興趣，其中T細(xì)胞療法被認(rèn)為是該類(lèi)療法中最先進(jìn)的。TIL和TCR-T細(xì)胞在某些實(shí)體瘤中的表現(xiàn)讓人興奮，而且CAR-T細(xì)胞在治療對(duì)B細(xì)胞惡性腫瘤中也展現(xiàn)出了巨大潛力，CTL也能夠治療慢性感染。
免疫細(xì)胞療法治療人類(lèi)疾病
免疫細(xì)胞療法的適用范圍逐步擴(kuò)大，包括癌癥，感染，同種異體移植和自身免疫。CAR-T或NK細(xì)胞，工程改造的TCR和TIL療法已經(jīng)并且正在繼續(xù)在血液和實(shí)體瘤中進(jìn)行測(cè)試。正在開(kāi)發(fā)Treg，CAR-Treg和CAAR-T細(xì)胞，以治療各種自身免疫性疾病并防止移植組織的排斥。
免疫細(xì)胞療法
非工程免疫細(xì)胞療法，包括從患者外周血分離的Treg 擴(kuò)增后并回輸治療自身免疫性疾病或GVHD等。從腫瘤（通常是黑色素瘤患者）中分離出腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL），并擴(kuò)增回輸體內(nèi)治療疾病。將病毒特異的CTL復(fù)蘇，擴(kuò)增重新輸入HLA配型后的患者體內(nèi)，以治療慢性感染。
工程免疫細(xì)胞療法，通過(guò)自體血液，分離T細(xì)胞并使用病毒或非病毒方法進(jìn)行轉(zhuǎn)基因，構(gòu)建可以產(chǎn)生工程免疫細(xì)胞療法。工程T細(xì)胞的實(shí)例包括：1）TCR-T細(xì)胞；2）CAR-T細(xì)胞或CAR-NK；3）CAAR-T；4）CAR-Treg。
2 TIL細(xì)胞療法與CTL細(xì)胞療法
二十世紀(jì)八九十年，通過(guò)輸注經(jīng)體外擴(kuò)增的TIL細(xì)胞，外加IL-2，能夠使得轉(zhuǎn)移性惡性黑色素瘤患者緩解，具有開(kāi)創(chuàng)性的意義。
盡管TIL療法在總體臨床效應(yīng)非常有限，一部分是因?yàn)閺姆呛谏亓龌颊唧w內(nèi)產(chǎn)生的生物活性的TIL不充足。但在個(gè)別轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌或乳腺癌治療中，通過(guò)輸注TIL后，效果令人驚喜。
20世紀(jì)90年代，研究者觀察到，接受異體造血干細(xì)胞移植后出現(xiàn)復(fù)發(fā)的患者在輸注來(lái)自供體的 T 細(xì)胞后，疾病會(huì)得到緩解。在患有嚴(yán)重免疫抑制的患者中，異體CTL會(huì)誘發(fā)機(jī)體對(duì)EB病毒感染及相關(guān)淋巴瘤產(chǎn)生反應(yīng)，盡管MHC匹配過(guò)。
CTL已經(jīng)可以用來(lái)治療多種病毒感染了。研究人員利用病毒特異性的CTL 來(lái)治療病毒相關(guān)癌癥前景一片光明，比如EBV、乙肝病毒和其它病毒感染等。
由于病毒相關(guān)癌癥患者仍會(huì)排異異體細(xì)胞，研究人員還要關(guān)注，采用過(guò)繼性轉(zhuǎn)移的異體病毒特異性CTL 或TCR-T細(xì)胞 。
3 工程免疫細(xì)胞療法開(kāi)發(fā)
增強(qiáng)過(guò)繼性T細(xì)胞療法的工程策略
目前，增強(qiáng)T細(xì)胞療法的效力有兩種方法：增強(qiáng)特異性和增加安全性。
- 開(kāi)發(fā)自殺開(kāi)關(guān)，AND門(mén)控和適配器CAR平臺(tái)以減輕CAR介導(dǎo)的毒性。c-Jun的異位表達(dá)或NR4a因子的基因缺失使CAR T細(xì)胞具有精疲力竭性，可能會(huì)改善實(shí)體瘤的療效并增強(qiáng)持久性。
- 開(kāi)發(fā)CAR-T細(xì)胞，使其分泌特定的因子以增強(qiáng)擴(kuò)增或持久性（例如，IL-7，IL-12，IL-15或IL-21），減少對(duì)淋巴結(jié)清掃方案的需要，抵抗抑制性腫瘤微環(huán)境（例如，IL-18的分泌，截短的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β[TGF-β]受體的表達(dá)），或充當(dāng)腫瘤特異性的藥物遞送載體（例如，抗PD-1的局部分泌）。
近期，研究者通過(guò)CAR-T細(xì)胞來(lái)治療自身免疫性疾病，開(kāi)發(fā)出了嵌合自體抗體受體（CAARs）。CAARs類(lèi)似于典型的CARs，不同之處在于其胞外抗原結(jié)合結(jié)構(gòu)域能靶向作用自我反應(yīng)性B細(xì)胞的受體。
研究人員利用尋常型天皰瘡小鼠模型進(jìn)行研究，其自我反應(yīng)性B細(xì)胞能靶向作用介導(dǎo)皮膚損傷的天皰瘡橋粒芯蛋白（Dsg3），攜帶Dsg3胞外結(jié)構(gòu)域且能表達(dá)CAAR-T細(xì)胞靶向作用致病性B細(xì)胞，從而達(dá)到治愈疾病的目的。
結(jié)果表明，CAR-T細(xì)胞能夠用于治療B細(xì)胞所介導(dǎo)的自身免疫性疾病，比如類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和紅斑狼瘡等。
4 文末小結(jié)
免疫細(xì)胞療法是一類(lèi)快速發(fā)展的治療方法，已經(jīng)在某些B細(xì)胞惡性腫瘤中顯示出驚人的效果，并且在未來(lái)幾年內(nèi)，在癌癥和其他疾病的治療方面具有越來(lái)越重要的地位。
FDA批準(zhǔn)的CAR-T細(xì)胞療法在治療B細(xì)胞惡性腫瘤方面已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展，但治療實(shí)體瘤或許還會(huì)面臨一些挑戰(zhàn)。