導讀

不少臨床研究或臨床試驗的結果顯示，間充質(zhì)幹細胞（MSC）能(néng)治療多(duō)種疾病，尤其是一些疑難雜症，但是療效各有(yǒu)差異。研究者開始冷靜反思：具(jù)有(yǒu)治療功能(néng)的間充質(zhì)幹細胞為(wèi)何會臨床療效差異化較大？對于這個問題，不同的研究者有(yǒu)不同的思考和解釋。

影響間充質(zhì)幹細胞（MSC）的療效，有(yǒu)很(hěn)多(duō)因素，本文(wén)主要讨論間充質(zhì)幹細胞（MSC）相關的關鍵影響因素：細胞質(zhì)量、注射途徑、最佳劑量、治療時機。；其他(tā)影響因素還包括患者的疾病類型和醫(yī)生的醫(yī)療技(jì )術和醫(yī)院的整體(tǐ)實力水平等等.間充質(zhì)幹細胞（MSC）下文(wén)簡稱為(wèi)MSC。

細胞質(zhì)量

不同廠家生産(chǎn)出來的同一種藥物(wù)，質(zhì)量之間存在一些差異，尤其是進口藥和國(guó)産(chǎn)藥相比較，同樣的情況也存在不同的幹細胞公(gōng)司。

大概定義一下 “細胞質(zhì)量”指單位細胞或單個細胞所對應的生物(wù)學(xué)效力；效力越高，細胞質(zhì)量越好。

有(yǒu)一些參數可(kě)以反映間充質(zhì)幹細胞的質(zhì)量，比如細胞活率、供體(tǐ)特性、克隆形成能(néng)力、細胞大小(xiǎo)、免疫抑制能(néng)力、和細胞因子分(fēn)泌量。

1、細胞活率

是MSC進入人體(tǐ)之前，MSC針劑裏還有(yǒu)多(duō)少MSC是活的？

不同的臨床研究所用(yòng)的細胞活率有(yǒu)所不同，細胞活率有(yǒu)>80%，有(yǒu)>85%，有(yǒu)88.2± 6.1%，有(yǒu)90%-97%，有(yǒu)>92%，有(yǒu)>95%，還有(yǒu)存在>70%的情況。

活率90%以上的細胞制劑和活率隻有(yǒu)70%的細胞制劑，相同的疾病情況下，治療效果難免會有(yǒu)較大的差異。MSC需要活着，而且還要扛過肺部的清除，才能(néng)很(hěn)好地發揮治療作(zuò)用(yòng)。

2、供體(tǐ)特性

供體(tǐ)特性包括 “供體(tǐ)年齡”和“供體(tǐ)的身體(tǐ)狀況”。

（1）供體(tǐ)年齡

供體(tǐ)年齡是一個很(hěn)重要因素，因為(wèi)來自年輕供體(tǐ)的MSCs似乎具(jù)有(yǒu)更大的活力、增殖潛力和抗氧化能(néng)力，而年齡較大的成年來源的MSC具(jù)有(yǒu)較低的增殖能(néng)力。

從年齡上來講，臍帶、臍帶血和胎盤應該最具(jù)優勢，乳牙牙髓次之，而骨髓和脂肪就相對年齡大點了。

年齡越大，在骨髓中(zhōng)的幹細胞就越少：剛出生時，骨髓1萬個單個核細胞中(zhōng)就有(yǒu)1個是MSC；30歲時，MSC的數量減少到骨髓25萬個單個核細胞中(zhōng)才有(yǒu)1個MSC；到80歲時，MSC的數量就更少了，骨髓200萬個單個核細胞才有(yǒu)1個MSC。

性别可(kě)能(néng)對MSC的某些功能(néng)有(yǒu)影響。

比如有(yǒu)研究顯示女性來源的MSC表達更高水平的IFN-γR1和IL-6β，從而具(jù)有(yǒu)更強的免疫抑制能(néng)力。

（2）供體(tǐ)的身體(tǐ)狀況

有(yǒu)不少研究證明疾病也會影響自體(tǐ)間充質(zhì)幹細胞的功能(néng)，尤其是一些自身免疫性疾病患者，其自身骨髓的MSC出現功能(néng)異常，包括增殖速度減慢、克隆形成能(néng)力降低、免疫抑制能(néng)力下降、分(fēn)泌生長(cháng)因子的數量減少等等病理(lǐ)變化，使得患者自身骨髓MSC不适合用(yòng)于自己疾病的治療。

理(lǐ)論上，有(yǒu)可(kě)能(néng)存在某種先天性基因變異，導緻MSC的功能(néng)出現缺陷，那麽患者出生時的臍帶、臍血和胎盤來源的MSC也不适合自體(tǐ)治療。目前還沒見到這樣的文(wén)章報道，隻是理(lǐ)論上存在這種可(kě)能(néng)性。

注射途徑

1、靜脈注射（全身性輸入）

靜脈注射是最常用(yòng)和最簡單的途徑，并且允許輸入大量的MSC。

靜脈注射最大的弊端就是肺部能(néng)清除超過60%的MSC，造成趨化到損傷部位發揮治療作(zuò)用(yòng)的MSC數量減少。肺血管系統的特性，允許直徑小(xiǎo)于5μm的微粒或細胞完全通過，而阻擋大部分(fēn)直徑超過20μm的微粒或細胞。人臍帶來源的MSC細胞直徑大部分(fēn)集中(zhōng)在14-20μm的範圍（見下圖）。

人臍血來源的MSC比人骨髓MSC容易通過肺髒，而且年齡越大的供體(tǐ)，其骨髓MSC越容易在小(xiǎo)鼠肺部滞留；在肺部滞留的MSC細胞數量，與MSC細胞表面表達的整合素α4和α6密切相關，表達量越高，越不容易在小(xiǎo)鼠肺部滞留。但是，如果MSC聯合整合素抗體(tǐ)給患者使用(yòng)，那麽需要評估整合素抗體(tǐ)靜脈注射所帶來的風險。

在兩項小(xiǎo)型人體(tǐ)臨床研究中(zhōng)，使用(yòng)铟标記的MSC外周靜脈輸入患者體(tǐ)内，盡管早期在肺部發現了大部分(fēn)信号，但48小(xiǎo)時後大部分(fēn)信号轉移到脾髒和肝髒。MSC靜脈輸入體(tǐ)内10天後，至少尚有(yǒu)約50%的MSC存留在體(tǐ)内發揮作(zuò)用(yòng)，而肺部隻有(yǒu)不到5%的滞留量（見下圖）。 

因此，我們不能(néng)單獨依靠動物(wù)研究，需要結合臨床研究來優化MSC的最佳治療方案。

給大鼠靜脈注射MSC後，96小(xiǎo)時後給與檢測，低氧環境增加MSC在肺部的滞留，而減少MSC在肝髒、脾髒和腎髒的數量（見下圖）。

以此看來，患者使用(yòng)MSC時，最好是提高肺部的血氧分(fēn)壓，至少是正常氧氣含量的環境裏。

2、局部介入注射

局部介入注射，包括聯合生物(wù)材料的應用(yòng)（例如用(yòng)于矯形障礙的骨支架）、用(yòng)于神經系統疾病的脊髓鞘内注射、用(yòng)于呼吸系統疾病的氣管内注射，都有(yǒu)利于MSC避開肺部的清除。

（1），脊髓鞘内注射

MSC應用(yòng)的另一個常見輸入途徑是脊髓鞘内注射。

MSC的脊髓鞘内注射常見于治療神經病變類疾病，包括中(zhōng)風、腦癱、自閉症等，并且此技(jì )術亦可(kě)以應用(yòng)于大多(duō)數兒童（包括早産(chǎn)兒）。

據報道，臍帶來源的MSC鞘内注射到8對伴有(yǒu)腦癱的雙胞胎患兒，所有(yǒu)患者間隔3-5天接受4次鞘内注射，每次（1.0-1.5）×107個MSC，經治療6個月後運動功能(néng)明顯改善。另一臨床研究顯示異體(tǐ)MSC進行靜脈和/或鞘内注射，可(kě)以提高腦癱患兒的肌張力、力量、語言、記憶、認知能(néng)力等。

全身麻醉下鞘内注射MSC時，會出現與輸注相關的不良反應，發燒和嘔吐最常見，甚至出現比較嚴重的癫痫發作(zuò)；但所有(yǒu)症狀在72小(xiǎo)時内自發消退，在6個月的随訪期内沒有(yǒu)出現進一步的并發症。有(yǒu)推測發燒和嘔吐可(kě)能(néng)與全身麻醉有(yǒu)關。

（2），腦實質(zhì)内微注射

在MSC治療腦癱的臨床研究中(zhōng)，研究者評價了鞘内注射聯合腦實質(zhì)微注射MSC治療腦癱的可(kě)行性和有(yǒu)效性。在這個臨床研究中(zhōng)，自體(tǐ)骨髓MSC在體(tǐ)外培養至4-5代，每次注射使用(yòng)2X107的MSC劑量；所有(yǒu)患者均接受鞘内MSC，但年齡較大或頭顱較大的患者（5歲或頭圍50 cm或更大），先接受2次鞘内注射，再進行立體(tǐ)定向手術接受了腦實質(zhì)内MSC微注射治療；所有(yǒu)患者的總運動功能(néng)評分(fēn)均有(yǒu)不同程度的提高，但腦實質(zhì)内微注射并未帶來額外的益處。研究者隻是觀察到短暫的低溫和傷口疼痛，但沒有(yǒu)更嚴重的不良事件。

骨髓MSC在大腦缺血區(qū)域周邊局部注射治療中(zhōng)風（發病超過6個月）的臨床研究，共18名(míng)患者，所有(yǒu)患者不開展康複治療，經過1年的觀察和評價（ESS、NIHSS、mRS和F-M總評分(fēn)和運動功能(néng)評分(fēn)），各種評分(fēn)得到改善；但是，所有(yǒu)的患者都出現了不同程度的由于局部注射導緻的副作(zuò)用(yòng)（經分(fēn)析和MSC無關），包括頭疼、惡心嘔吐、抑郁、肌張力增高、疲勞、血糖升高、C反應蛋白升高。

（3），氣管内注射

早産(chǎn)兒常伴随着支氣管肺發育不良（BPD）的風險。一個小(xiǎo)規模的臨床實驗驗證MSC幹預早産(chǎn)兒BPD的可(kě)行性。這9名(míng)平均妊娠25.3周的早産(chǎn)兒的平均體(tǐ)重為(wèi)793克；前3名(míng)BPD患兒的MSC劑量為(wèi)1X107/kg，後6名(míng)BPD患兒的MSC劑量為(wèi)2X107/kg；治療7天後，支氣管分(fēn)泌液中(zhōng)的炎症因子濃度明顯下降，呼吸嚴重程度評分(fēn)（Respiratory Severity Score）改善明顯。

發生BPD風險的嬰兒通常需要在出生時或出生後不久進行氣管插管以進行機械通氣和表面活性劑替代治療，為(wèi)MSC治療提供了簡便的輸入途徑。然而，目前的臨床實踐是在嬰兒的醫(yī)院療程（通常是幾天）中(zhōng)比在曆史上（數周至數月）更早地移除氣管導管。在這種情況下，MSC的靜脈注射可(kě)能(néng)是氣管内輸入的可(kě)接受的替代方案，因為(wèi)即使靜脈輸入MSC，MSC也可(kě)能(néng)被“捕獲”在肺血管系統中(zhōng)。

（4），結合生物(wù)支架

幹細胞結合生物(wù)支架治療難治性疾病，尤其是神經損傷性疾病，是一個新(xīn)的治療手段。

有(yǒu)報道使用(yòng)自體(tǐ)骨髓MSC聯合脫礦骨基質(zhì)支架，3個月後能(néng)實現約50％的骨缺損填充，不适合普遍臨床應用(yòng)。另外，也有(yǒu)研究顯示在沒有(yǒu)骨支架的情況下實現了79.1％的填充，但使用(yòng)的MSC在體(tǐ)外經過成骨誘導的培養處理(lǐ)，表明細胞比其支持結構更重要。使用(yòng)供體(tǐ)骨作(zuò)為(wèi)生長(cháng)刺激因素可(kě)能(néng)有(yǒu)助于MSC用(yòng)于顱骨重建。

南京鼓樓醫(yī)院開展臨床研究，MSC結合膠原支架進行子宮内移植，治療子宮腔黏連，30個月後，26名(míng)患者中(zhōng)的10名(míng)成功受孕，8名(míng)孕婦順利産(chǎn)下寶寶，1名(míng)孕婦懷孕3個月，1名(míng)孕婦出現自然流産(chǎn)。

最佳劑量

MSC的最佳劑量取決于不同的疾病和嚴重程度以及輸入途徑。

在MSC的臨床研究和應用(yòng)中(zhōng)，細胞劑量可(kě)能(néng)屬于最無厘頭的和最體(tǐ)現不出科(kē)學(xué)性的一個環節了，即使有(yǒu)一些臨床研究涉及劑量爬坡實驗，但也不是基于動物(wù)實驗的基礎。

由于MSC和傳統藥物(wù)的特性差異巨大，具(jù)體(tǐ)表現至少有(yǒu)2點。

①在MSC進入體(tǐ)内後，不符合傳統藥物(wù)典型的分(fēn)布和代謝(xiè)模型；傳統藥物(wù)屬于被動分(fēn)布，而MSC具(jù)有(yǒu)主動趨化到損傷部位的功能(néng)，MSC在健康機體(tǐ)和疾病機體(tǐ)的體(tǐ)内分(fēn)布也不一樣。

②傳統藥物(wù)的動物(wù)實驗需要多(duō)次給藥維持穩定的血藥濃度，而MSC的動物(wù)實驗常常是單次注射，以至于MSC的臨床研究也常常采取1次注射的方案。實際上，MSC的單次注射并不能(néng)取得良好的穩定的長(cháng)期的治療效果，即使短期内有(yǒu)明顯改善。

對于某種疾病，在臨床前的研究中(zhōng)，動物(wù)實驗并沒有(yǒu)充分(fēn)證明MSC起效的最低劑量和最大飽和劑量，而且不同實驗室的細胞劑量存在差異。不同實驗室的培養系統、MSC的來源屬性等因素，常常導緻MSC的質(zhì)量存在差異，直接影響了MSC的動物(wù)實驗和臨床研究的結果（見下圖）。因此，MSC的臨床前研究的數據并不能(néng)很(hěn)好地指導臨床研究的方案确定。

在目前的臨床研究中(zhōng)，MSC的使用(yòng)劑量範圍非常大，每名(míng)患者使用(yòng)的MSC細胞數從四千多(duō)個MSC到上億個MSC不等。

局部介入的治療方式，最低的劑量出現在MSC治療股骨頭壞死的臨床案例中(zhōng)，韓國(guó)和法國(guó)各一項臨床研究用(yòng)量為(wèi)4500多(duō)個MSC。介入治療最高的劑量出現在中(zhōng)國(guó)的一項臨床研究，為(wèi)MSC治療糖尿病肢體(tǐ)大疱病，細胞用(yòng)量為(wèi)8.6億；第二高劑量為(wèi)2億個MSC心肌注射。局部注射的MSC用(yòng)量超過1億的臨床研究還有(yǒu)：1.2億MSC治療克隆氏病腸瘘、1億MSC關節腔注射治療膝骨關節炎的、1億MSC治療缺血性心肌病。

靜脈輸入的細胞劑量相對比較穩定，常常采用(yòng)每公(gōng)斤體(tǐ)重數百萬級的MSC，即（1-10）x106/kg。靜脈輸入最高的劑量為(wèi)與造血幹細胞造血幹細胞共移植的10x106/kg，按照60公(gōng)斤的體(tǐ)重，那也是需要6億個MSC了；還有(yǒu)治療GVHD的8x106/kg[15,16]。靜脈輸入最低的劑量出現在MSC和造血幹細胞共移植的臨床實驗中(zhōng)，為(wèi)0.3x105/kg。雖然有(yǒu)專家認為(wèi)5x106/kg和8x106/kg為(wèi)高劑量，但是目前尚未對何種劑量定義為(wèi)“高劑量”進行讨論和證明。

如果把MSC看作(zuò)為(wèi)“藥品”，那麽肯定存在一個範圍，在這個範圍内，劑量越高效果越好；然後達到一個飽和劑量後，繼續提高細胞劑量，并不能(néng)帶來更多(duō)的療效，反而可(kě)能(néng)帶來一些不良反應。

治療時機

MSC輸入的時間也很(hěn)重要：MSC應該是預防還是治療？

疑難重症的治療中(zhōng)，MSC被寄予厚望；但這些疑難重症的疾病模型難于模拟臨床實際情況。動物(wù)實驗中(zhōng)，經常是剛剛注射完誘導疾病建立模型的藥物(wù)後，就立即給與MSC治療。比如MSC治療急性肝衰竭的豬實驗，在注射誘導疾病的藥物(wù)2小(xiǎo)時内給與MSC經肝門靜脈介入治療，效果非常顯著；還有(yǒu)小(xiǎo)鼠實驗，用(yòng)四氯化碳誘導急性肝衰竭，24小(xiǎo)時内即刻給與MSC脾内注射治療。

在臨床研究中(zhōng)，也存在疾病尚未出現時給與MSC治療的情況。MSC和造血幹細胞共移植最為(wèi)常見，MSC能(néng)減少造血幹細胞移植後出現排異反應（GVHD）和增加造血幹細胞移植的存活率，非常适合異體(tǐ)造血幹細胞移植（骨髓移植）中(zhōng)配型達不到6個位點配對的情況。這時候，MSC起到輔助治療的角色，為(wèi)造血幹細胞移植治療保駕護航。

MSC促進糖尿病足的愈合，而且潰瘍面的愈合并不伴随着疤痕組織的增生，這提示MSC能(néng)抑制疤痕組織增生，不僅适用(yòng)于皮膚創傷的治療（包括整形外科(kē)），還适用(yòng)于開創性手術預防術後疤痕增生，比如最常見的腹腔術後腸粘連。需要注意的是，MSC的應用(yòng)時機，因為(wèi)MSC并不能(néng)消除疤痕組織，隻是預防疤痕組織的出現。

細胞類藥物(wù)和傳統化學(xué)藥物(wù)非常不同的一點，那就是細胞是活的，而化學(xué)藥物(wù)是死的。MSC作(zuò)為(wèi)活的細胞，進入到機體(tǐ)，必定會與機體(tǐ)内的微環境相互作(zuò)用(yòng)。

在病理(lǐ)狀态下，缺血缺氧微環境有(yǒu)利于MSC分(fēn)泌更多(duō)的生長(cháng)因子，而且炎症因子（TNF-α和IL-1β）能(néng)促進MSC分(fēn)泌細胞因子（IL-1A、RANTES、G-CSF），但是總體(tǐ)來講，炎症環境對MSC的影響是弊大于利。因為(wèi)炎症因子同樣能(néng)導緻MSC死亡，炎症環境還能(néng)提高MSC的HLA-DR（MHC II類抗原）抗原的表達，增強了MSC的免疫原性，被免疫細胞所識别，加速了MSC的清除。

國(guó)内的一項MSC治療肝衰竭的臨床研究中(zhōng)發現，肝衰竭體(tǐ)内過激炎症反應的環境抑制了MSC的活性，限制其治療肝衰竭的療效；相反，較低的體(tǐ)内炎症環境有(yǒu)益于MSC定植、存活和肝細胞再生。國(guó)内的另一項MSC治療類風濕性關節炎的臨床研究，研究者先給患者注射劑鹿瓜多(duō)肽、丹參酮Ⅱa前期幹預治療7天，再給與MSC治療；和單獨的MSC治療組相比，鹿瓜多(duō)肽和丹參酮Ⅱa前期幹預後再聯合MSC治療，具(jù)有(yǒu)更顯著的治療效果，包括降低炎性細胞因子、調節免疫、改善微循環和病損組織的修複。

又(yòu)比如，國(guó)外的多(duō)中(zhōng)心臨床研究，在用(yòng)骨髓MSC治療類固醇無%E