近年來,間充質(zhì)幹細胞(MSCs)受到了全球的重視,主要是因為(wèi)其在免疫調節方面的巨大潛力和在組織再生方面發揮的治療功能(néng)。各種研究已經在許多(duō)體(tǐ)外和體(tǐ)内模型中(zhōng)揭示了間充質(zhì)幹細胞的抗炎、抗衰老、重建和促進傷口愈合的潛力。同時,間充質(zhì)幹細胞生物(wù)學(xué)領域的進展促進了特定指南和質(zhì)量控制方法的發布,推進了這種幹細胞在臨床上應用(yòng)發展。
日前,發表在《Stem Cell Research & Therapy》雜志(zhì)的一篇新(xīn)綜述對間充質(zhì)幹細胞在再生醫(yī)學(xué)中(zhōng)的臨床應用(yòng)進行了系統總結[1],概述了間充質(zhì)幹細胞治療多(duō)種疾病的有(yǒu)效性及安(ān)全性。通過這篇綜述,大家可(kě)以進一步了解間充質(zhì)幹細胞的臨床應用(yòng)潛力和價值。
再生醫(yī)學(xué)與間充質(zhì)幹細胞
随着現代醫(yī)學(xué)的不斷發展,人類的壽命得以延長(cháng),但是多(duō)種慢性疾病:如阿爾茨海默病、慢性腎功能(néng)衰竭、缺血性心髒病、骨關節炎等,依靠傳統的藥物(wù)以及手術治療難以治愈,并且長(cháng)期的組織器官損傷最終會走向功能(néng)衰退及衰竭,終末期疾病最有(yǒu)效的治療手段隻有(yǒu)器官移植,但器官供體(tǐ)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能(néng)滿足龐大的治療需求。
新(xīn)興的再生醫(yī)學(xué)為(wèi)恢複器官結構和功能(néng)提供了新(xīn)的方向與可(kě)能(néng)。再生醫(yī)學(xué)是通過生物(wù)學(xué)方法,促進機體(tǐ)自我修複與再生或者構建新(xīn)的組織與器官,以改善或恢複損傷組織和器官的功能(néng)。幹細胞是再生醫(yī)學(xué)中(zhōng)最重要的“種子”細胞,能(néng)分(fēn)化為(wèi)各種類型的細胞,可(kě)以修複損傷或更新(xīn)老化的細胞、組織和器官,為(wèi)治療多(duō)種器官結構功能(néng)損傷提供了可(kě)能(néng)。
幹細胞可(kě)以分(fēn)化産(chǎn)生特定細胞,以修複或再生體(tǐ)内受損器官,包括骨、皮膚傷口、牙髓炎和缺血性心髒組織等。此外,一些研究表明成體(tǐ)幹細胞釋放出許多(duō)具(jù)有(yǒu)抗凋亡、免疫調節、促血管生成等功能(néng)的生物(wù)活性因子,可(kě)刺激組織器官再生。
間充質(zhì)幹細胞是成體(tǐ)幹細胞中(zhōng)最主要的成員,通常可(kě)以被簡單快速地從機體(tǐ)組織中(zhōng)分(fēn)離出來;越來越多(duō)的研究表明,MSCs因其分(fēn)化多(duō)能(néng)性、自我更新(xīn)能(néng)力、長(cháng)期離體(tǐ)增殖能(néng)力、旁分(fēn)泌功能(néng)以及免疫調節作(zuò)用(yòng),在多(duō)種組織器官再生治療中(zhōng)具(jù)有(yǒu)巨大潛力,如神經、肝髒、腎髒、心髒、骨以及皮膚再生等。
間充質(zhì)幹細胞在再生醫(yī)學(xué)中(zhōng)的應用(yòng),圖片來自文(wén)獻[1]
間充質(zhì)幹細胞在再生醫(yī)學(xué)中(zhōng)的臨床應用(yòng)
由于上述特點,MSCs顯然将在臨床試驗中(zhōng)發揮重要的治療作(zuò)用(yòng)。越來越多(duō)的研究者将MSCs應用(yòng)到神經、肝髒、腎髒、骨骼、心髒病和傷口愈合等疾病最新(xīn)研究中(zhōng)。
間充質(zhì)幹細胞在心髒、骨、傷口再生修複中(zhōng)的臨床應用(yòng),圖片來自文(wén)獻[1]
01# 心髒修複
當心肌細胞因缺血和其他(tā)因素而受損時,剩餘心肌細胞的增殖能(néng)力受到限制,心肌出現局限性或彌漫性纖維化,進而導緻心髒功能(néng)障礙,最終發展為(wèi)心力衰竭。近年來心髒病患者人數迅速增加,迫切需要創新(xīn)療法應對心髒病治療困境。再生醫(yī)學(xué)和幹細胞療法為(wèi)其提供了新(xīn)方向。
在一項随機、雙盲、安(ān)慰劑對照試驗中(zhōng),對缺血性心力衰竭患者進行心肌内注射骨髓MSCs或安(ān)慰劑,對患者進行了12個月的臨床随訪[2]。結果觀察到MSCs組左心室收縮末期容積顯着降低,每搏輸出量和心肌質(zhì)量也顯著改善。此外,觀察到MSCs組心髒瘢痕組織數量顯着下降,沒有(yǒu)發現副作(zuò)用(yòng)。研究者還檢索了患者4年的住院和生存數據,發現MSCs組因心絞痛住院的人數顯著減少。該研究表明心肌内注射MSCs可(kě)改善缺血性心力衰竭患者的心肌功能(néng)和心肌質(zhì)量。
MSCs改善缺血性心力衰竭患者的心肌功能(néng)和心肌質(zhì)量,圖片來自文(wén)獻[2]
02# 骨修複
骨折、骨缺損、骨關節炎和骨質(zhì)疏松症等是常見的骨損傷疾病類型,骨愈合可(kě)能(néng)由于多(duō)種因素發生延遲愈合或者不愈合。随着骨組織生物(wù)學(xué)以及骨組織工(gōng)程的發展,MSCs在骨組織再生治療中(zhōng)受到廣泛關注。
在一項多(duō)中(zhōng)心、開放标簽的I/IIa期臨床試驗中(zhōng),研究者将異體(tǐ)骨髓間充質(zhì)幹細胞(商(shāng)品名(míng)ALLOB®)經皮植入22名(míng)非感染性延遲愈合長(cháng)骨骨折患者的骨折區(qū)域[3]。經過6個月随訪,患者的計算機斷層掃描聯合評分(fēn)(TUS)和全球疾病評估評分(fēn)(GDE)得到改善,骨折部位觸診疼痛減輕,但該報告了三起嚴重的細胞相關不良事件。
代表性患者的計算機斷層掃描(CT)圖像及聯合評分(fēn),圖片來自文(wén)獻[3]
在另一項開放标簽、随機、對照的I/IIa期試驗中(zhōng),研究者對骨質(zhì)疏松性椎體(tǐ)壓縮性骨折(OVCF)患者進行人臍帶沃頓膠間充質(zhì)幹細胞(WJ-MSCs)和特立帕肽聯合給藥,對照組隻注射特立帕肽[4]。在12個月的随訪中(zhōng),相比對照組,聯合治療組患者疼痛視覺模拟評分(fēn)和殘疾指數評分(fēn)顯著下降,并且脊柱計算機斷層掃描(CT)圖像顯示,聯合治療組患者骨折椎骨的微結構也更好。
對照組(A)和實驗組(B)代表性患者CT圖像,圖片來自文(wén)獻[4]
03# 傷口修複
許多(duō)研究表明,MSCs可(kě)以協助傷口愈合過程的所有(yǒu)階段,MSCs可(kě)遷移到皮膚損傷部位發揮其功能(néng),通過抑制炎症、增加成纖維細胞、表皮細胞和内皮細胞的生長(cháng)和分(fēn)化能(néng)力等改善皮膚再生,減少皮膚疤痕。
在一項研究中(zhōng),346名(míng)皮膚傷口患者接受了脂肪MSCs治療,結果顯示MSCs可(kě)促進患者創面愈合,患者傷口肉芽組織覆蓋率、愈合率和肉芽組織厚度均得到改善,且在研究期間未觀察到嚴重的不良事件[5]。
間充質(zhì)幹細胞未來臨床發展思考
近年來由于具(jù)有(yǒu)免疫調節功能(néng)以及分(fēn)化成各種細胞的能(néng)力,MSCs成為(wèi)再生醫(yī)學(xué)的種子細胞,并且近年來幹細胞分(fēn)離、培養和分(fēn)化等相關技(jì )術日趨成熟,使MSCs在臨床中(zhōng)用(yòng)于各種組織器官修複和再生成為(wèi)可(kě)能(néng)。在骨骼和心髒疾病中(zhōng)MSCs具(jù)有(yǒu)良好的治療效果,并且多(duō)數臨床試驗中(zhōng)未發生嚴重的與治療相關的不良反應,具(jù)有(yǒu)較高的安(ān)全性。
值得一提的是,根據本綜述中(zhōng)提到的試驗,靜脈注射MSCs是最常用(yòng)的給藥方式,并且重複注射MSCs比單次注射治療效果更好。然而,目前MSCs治療改善多(duō)種疾病的機制仍未明确,還需要進一步進行相關機制研究,為(wèi)MSCs再生治療提供更加可(kě)靠的科(kē)學(xué)依據。
參考文(wén)獻:
[1] Margiana R, Markov A, Zekiy AO, et al. Clinical application of mesenchymal stem cell in regenerative medicine: a narrative review. Stem Cell Res Ther. 2022;13(1):366. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35902958/
[2] Mathiasen AB, Qayyum AA, Jørgensen E, et al. Bone marrow-derived mesenchymal stromal cell treatment in patients with ischaemic heart failure: final 4-year follow-up of the MSC-HF trial. Eur J Heart Fail. 2020;22(5):884-892.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31863561/
[3] Jayankura M, Schulz AP, Delahaut O, et al. Percutaneous administration of allogeneic bone-forming cells for the treatment of delayed unions of fractures: a pilot study. Stem Cell Res Ther. 2021;12(1):363.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34174963/
[4] Shim J, Kim KT, Kim KG, et al. Safety and efficacy of Wharton's jelly-derived mesenchymal stem cells with teriparatide for osteoporotic vertebral fractures: A phase I/IIa study. Stem Cells Transl Med. 2021;10(4):554-567.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33326694/
[5] Zhou L, Wang H, Yao S, Li L, Kuang X. Efficacy of Human Adipose Derived Mesenchymal Stem Cells in Promoting Skin Wound Healing. J Healthc Eng. 2022;2022:6590025.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35368914/
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