自新(xīn)冠肺炎疫情爆發以來,幹細胞被應用(yòng)到了重症以及危重症的救治探索當中(zhōng),在提高救治的成功率和降低死亡率方面起到了一定的作(zuò)用(yòng)。
我國(guó)已經啓動了多(duō)個幹細胞治療新(xīn)冠肺炎的臨床研究項目,已發表的數據證實了這種療法的初步療效。在國(guó)際上,美國(guó)以及英國(guó)等也紛紛批準了幹細胞治療新(xīn)冠肺炎的臨床研究。幹細胞已經成為(wèi)了不可(kě)或缺的抗疫創新(xīn)療法。
新(xīn)冠肺炎與細胞因子風暴
冠狀病毒是一類病毒的統稱,這類病毒就好像一個帶着吸盤的小(xiǎo)圓球,不同種類的凸起可(kě)以使它附着在不同的表面上。一些病毒的凸起會專門附着在人體(tǐ)鼻腔黏膜上,這時隻會引起普通的感冒。但是SARS和新(xīn)冠病毒的表面凸起均能(néng)夠附着在肺部細胞上,随着它們在肺部的不斷繁殖,就會引發一系列炎症和肺部感染。
人類感染新(xīn)冠病毒初期的症狀與普通感冒和流感很(hěn)相似,一旦病毒進入肺部,健康的肺細胞受到侵害而死亡,進而導緻呼吸困難症。遺憾的是,目前并沒有(yǒu)藥物(wù)能(néng)夠直接殺死新(xīn)冠病毒,隻能(néng)采取輔助治療的方法來維持機體(tǐ)的正常生理(lǐ)功能(néng)。比如通過戴口罩、勤洗手和對症治療等措施來對抗新(xīn)冠肺炎。同時,由于新(xīn)冠病毒是一種新(xīn)出現的病毒,人體(tǐ)内也沒有(yǒu)成熟的免疫系統和機制與其抗衡,也就是說人類對新(xīn)冠病毒缺乏免疫力。
以新(xīn)冠肺炎為(wèi)例,新(xīn)冠肺炎緻死的重要原因之一是過強的免疫反應造成的細胞因子風暴。當新(xīn)冠病毒入侵時,機體(tǐ)免疫系統使出渾身解數來消滅它,免疫系統會激發炎症反應,以試圖殺死病毒。但是殺敵一千,自損八百,造成了自身組織器官的損傷。因此,抑制過強的免疫反應可(kě)能(néng)是治療新(xīn)冠病毒的有(yǒu)效策略。
幹細胞治療新(xīn)冠後遺症
針對新(xīn)冠病毒對患者多(duō)髒器的傷害,全球醫(yī)療專家團隊一直在努力探索更有(yǒu)效的康複方式,而有(yǒu)帶着“修複”、“再生”光環的幹細胞為(wèi)人類修複新(xīn)冠肺炎患者髒器損傷創造了可(kě)能(néng)。
1 幹細胞抗新(xīn)冠的優勢
幹細胞有(yǒu)一個非常顯著的特性——免疫調節特性,可(kě)以調節如抗原提呈細胞、T細胞、B細胞和自然殺傷NK細胞等重要免疫細胞的免疫功能(néng)。
間充質(zhì)幹細胞(MSC,mesenchymal stem cells)是幹細胞家族的重要成員,其對免疫系統的調節特性具(jù)有(yǒu)雙向性,在免疫力低下時候,起到增強免疫的作(zuò)用(yòng);而對過強的免疫反應,會産(chǎn)生抑制作(zuò)用(yòng)。
間充質(zhì)幹細胞(以下簡稱MSC)憑借其強的免疫調節特性,在這次疫情的治療中(zhōng)也發揮了重要作(zuò)用(yòng)。
2 MSC幹預新(xīn)冠的作(zuò)用(yòng)機制
間充質(zhì)幹細胞技(jì )術主要依賴于其自我更新(xīn)能(néng)力、多(duō)潛能(néng)分(fēn)化、低免疫原性、抗炎功能(néng)以及對受損組織的歸巢能(néng)力。此外,間充質(zhì)幹細胞具(jù)有(yǒu)獨特的免疫調節機制來調節先天和獲得性免疫反應。
間充質(zhì)幹細胞在幹預新(xīn)冠肺炎的研究中(zhōng)已經展示出積極信号,實驗表明,其主要通過以下幾方面的機制來發揮作(zuò)用(yòng):
MSC歸巢到損傷肺組織局部
研究認為(wèi),MSC能(néng)歸巢到損傷肺組織,MSC的歸巢機制可(kě)能(néng)與其表達一定的趨化因子受體(tǐ)有(yǒu)關,這些趨化因子受體(tǐ)與肺損傷時産(chǎn)生的趨化因子、細胞粘附分(fēn)子和細胞因子共同作(zuò)用(yòng),使幹細胞向損傷部位募集以發揮最大效應。
MSC可(kě)分(fēn)化為(wèi)損傷肺組織
多(duō)數早期MSC治療機制的研究都基于其多(duō)向分(fēn)化性,一些研究也證實MSC在肺内可(kě)以分(fēn)化為(wèi)肺内細胞。如Rojas等發現骨髓MSC在博萊黴素誘導的肺損傷模型中(zhōng)可(kě)以分(fēn)化為(wèi)肺泡Ⅰ型、Ⅱ型上皮細胞、成纖維細胞、肌成纖維細胞。
MSC可(kě)調節炎症反應
MSC不同于其他(tā)幹細胞之處在于它不僅能(néng)多(duō)向分(fēn)化,而且具(jù)有(yǒu)特殊的免疫調節功能(néng),這使其在ARDS中(zhōng)能(néng)起到調節炎症反應的作(zuò)用(yòng)。MSC具(jù)有(yǒu)一定免疫調節特性,能(néng)抑制T淋巴細胞的激活和增殖,以及抗原提呈細胞、NK細胞和B細胞的活性。炎症反應時,MSC能(néng)改變細胞因子的效應模式,使Th1細胞為(wèi)主的促炎性反應轉變成Th2細胞為(wèi)主的抗炎性反應。
可(kě)見,MSC具(jù)有(yǒu)免疫抑制功能(néng),可(kě)抑制炎性反應,增強抗炎作(zuò)用(yòng),以恢複器官功能(néng)和促進修複的損傷,疾病早期使用(yòng)更有(yǒu)助于發揮其抗炎作(zuò)用(yòng)。
MSC能(néng)減輕肺部液體(tǐ)滲出
多(duō)項研究證明MSC可(kě)以減輕肺的液體(tǐ)滲出,這一方面與MSC能(néng)恢複或增強肺泡液體(tǐ)清除能(néng)力有(yǒu)關;另一方面是因為(wèi)MSC能(néng)促進受損血管内皮細胞和肺泡上皮細胞的修複,維持肺血管屏障的完整性,改善其通透性。
(1)MSC可(kě)增加肺泡液體(tǐ)清除能(néng)力:肺泡液體(tǐ)清除(AFC)受損可(kě)能(néng)導緻ARDS患者的發病率和病死率增加。
(2)MSC有(yǒu)助于維持肺泡血管屏障的完整性:以往認為(wèi)MSC維持肺泡血管屏障的完整性和穩定性與幹細胞的植入和轉分(fēn)化有(yǒu)關,MSC在肺損傷局部旁分(fēn)泌産(chǎn)生的各種可(kě)溶因子間接促進了肺的修複。
MSC幹預新(xīn)冠的研究案例
1 研究案例一
2022年1月,解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中(zhōng)心感染病診療與研究中(zhōng)心主任、國(guó)家感染性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中(zhōng)心主任王福生院士團隊公(gōng)布了使用(yòng)人臍帶間充質(zhì)幹細胞(UC-MSCs)治療COVID-19重症患者随訪1年的結果,文(wén)章發表于《柳葉刀(dāo)》子刊——EBioMedicine。
結果顯示:人臍帶間充質(zhì)幹細胞給藥對新(xīn)冠肺炎患者肺部病變和症狀的恢複具(jù)有(yǒu)長(cháng)期益處,且患者症狀更輕和生活質(zhì)量更好,睡眠困難、日常活動和數字評定量表評分(fēn)均得到顯著改善。
本次研究共有(yǒu)100名(míng)患者接受了随訪。王福生院士及其團隊每隔3個月随訪患者1次,為(wèi)期1年,以評估人臍帶間充質(zhì)幹細胞治療新(xīn)冠肺炎重症患者的長(cháng)期安(ān)全性和有(yǒu)效性。
與安(ān)慰劑組相比,人臍帶間充質(zhì)幹細胞治療組全肺病變體(tǐ)積改善了10.8%,并且人臍帶間充質(zhì)幹細胞治療組在每一個随訪節點都顯示出固體(tǐ)組分(fēn)病變體(tǐ)積比例減少。此外,人臍帶間充質(zhì)幹細胞組有(yǒu)17.9%的患者在12個月時CT圖像變為(wèi)正常,而安(ān)慰劑組沒有(yǒu)。
在每次随訪時,人臍帶間充質(zhì)幹細胞組的相關症狀發生率均低于安(ān)慰劑組,中(zhōng)和抗體(tǐ)均為(wèi)陽性,中(zhōng)位抑制率分(fēn)别為(wèi)61.6%和67.6%。兩組術後1年随訪不良事件及12個月腫瘤标志(zhì)物(wù)比較無顯著性差異。
2 研究案例二
2021年10月26日,中(zhōng)國(guó)醫(yī)學(xué)科(kē)學(xué)院/北京協和醫(yī)學(xué)院趙春華團隊聯合首都醫(yī)科(kē)大學(xué)附屬佑安(ān)醫(yī)院金榮華團隊及美國(guó)Versiti血液研究所 Yan-Qing Ma 等,在 Cell Research 期刊發表了題為(wèi):Mesenchymal stem cell treatment improves outcome of COVID-19 patients via multiple immunomodulatory mechanisms 的研究論文(wén)。
這項2期臨床試驗結果進一步證實了間充質(zhì)幹細胞治療有(yǒu)助于新(xīn)冠肺炎患者預後,研究團隊還通過單細胞RNA測序進一步揭示了間充質(zhì)幹細胞治療新(xīn)冠的潛在機制,間充質(zhì)幹細胞通過調節免疫微環境和促進組織修複,來提高新(xīn)冠肺炎患者的臨床治療療效
3 研究案例三
2020年3月,趙春華團隊在 Aging and Disease 期刊發表論文(wén),在7名(míng)新(xīn)冠肺炎患者中(zhōng)進行臨床試驗,發現間充質(zhì)幹細胞移植療法能(néng)迅速、顯著改善重症及危重症患者的預後,有(yǒu)效規避細胞因子風暴,且無明顯副作(zuò)用(yòng),為(wèi)新(xīn)冠肺炎患者的臨床治療提出新(xīn)思路。
總結
新(xīn)冠肺炎疫情爆發至今,科(kē)學(xué)家們衆志(zhì)成城,共同探尋有(yǒu)效的治療方法,間充質(zhì)幹細胞已經成為(wèi)了全球抗疫的“新(xīn)武器”。間充質(zhì)幹細胞憑借着其免疫調節機制、抗炎作(zuò)用(yòng)、修複受損組織以及低免疫原性等,在新(xīn)冠肺炎重症患者的救治中(zhōng)起到了很(hěn)好的作(zuò)用(yòng),成為(wèi)了提高治愈率、降低死亡率的新(xīn)希望。
相信在不久的将來,幹細胞能(néng)為(wèi)新(xīn)冠肺炎的臨床治療提供更好的方案,從而能(néng)進一步幫助全球疫情的穩定控制。
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