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間充質(zhì)干細胞–類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎的新治療策略

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎(RA)是一種全身性自身免疫性疾病,其特征是關(guān)節慢性炎癥和骨質(zhì)破壞。傳統抗風(fēng)濕藥物由于全身給藥、靶向性差等原因,治療效果不理想,且副作用較大,包括骨髓抑制、肝腎功能損害、惡性腫瘤等。因此,間充質(zhì)干細胞(MSC)參與的治療被提議用于類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎的治療,因為它們具有免疫抑制和組織修復作用。該綜述總結了間充質(zhì)干細胞參與通過(guò)抑制炎癥和促進(jìn)組織再生治療RA的進(jìn)展,并預測了其潛在的臨床應用。

間充質(zhì)干細胞–類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎的新治療策略

間充質(zhì)干細胞--類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎的新治療策略

簡(jiǎn)介:類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎(RA)是一種自身免疫性疾病,全球患病率超過(guò)1%?;颊叨酁橹欣夏耆?,女性患病率高于男性?;ず完P(guān)節炎癥導致RA骨質(zhì)破壞和畸形。RA的發(fā)病機制涉及促炎細胞因子和免疫系統的激活。各種免疫細胞產(chǎn)生許多促炎細胞因子,導致關(guān)節和滑膜炎癥。

目前,治療RA常用的藥物有糖皮質(zhì)激素(GC)、非甾體類(lèi)抗炎藥(NSAID)、緩解病情抗風(fēng)濕藥(DMARD)以及腫瘤壞死因子(TNF)抑制劑等生物制劑。然而,傳統的類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎藥物通常只是通過(guò)減輕疼痛和炎癥來(lái)緩解癥狀,并不能消除病因,因此效果并不理想。不到一半的RA患者處于緩解期,10%–15%發(fā)展為難治性RA。此外,傳統藥物治療RA缺乏特異性且需要高劑量,會(huì )導致一系列副作用。例如,高劑量的GC可能導致庫欣綜合征、高血壓和糖尿病。

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎(RA)是一種自身免疫性疾病,全球患病率超過(guò)1%,患者多為中老年人。

鑒于傳統治療藥物的缺點(diǎn),間充質(zhì)干細胞(MSC)因其免疫調節特性和組織再生能力而受到越來(lái)越多的關(guān)注。間充質(zhì)干細胞具有低免疫原性和歸巢特性,可定向遷移至受損組織或炎癥部位。

作為一種多組織來(lái)源的細胞,間充質(zhì)干細胞可以很容易地從許多組織中分離出來(lái)。MSC的多能分化特性使其在再生醫學(xué)中得到廣泛應用。此外,間充質(zhì)干細胞通過(guò)直接接觸、分泌可溶性因子或細胞外囊泡來(lái)調節免疫、抑制炎癥。因此,當用于RA治療時(shí),MSCs可調節免疫、抑制炎癥,并分化為成骨細胞和軟骨細胞以修復受損的關(guān)節組織(方案1)。

本文討論了間充質(zhì)干細胞通過(guò)抑制炎癥和促進(jìn)組織修復在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎治療中的應用,如表1所示,并對其潛在的臨床應用前景進(jìn)行了展望。

本文討論了間充質(zhì)干細胞通過(guò)抑制炎癥和促進(jìn)組織修復在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎治療中的應用
本文討論了間充質(zhì)干細胞通過(guò)抑制炎癥和促進(jìn)組織修復在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎治療中的應用
本文討論了間充質(zhì)干細胞通過(guò)抑制炎癥和促進(jìn)組織修復在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎治療中的應用
表1:涉及間充質(zhì)干細胞治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎的治療策略總結。
表1:涉及間充質(zhì)干細胞治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎的治療策略總結。

干細胞治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎的關(guān)鍵機制之一-抑制炎癥

RA是一種自身免疫性疾病,其發(fā)病機制涉及先天免疫、獲得性免疫、細胞因子和細胞內信號傳導。MSC的抗炎作用是通過(guò)與免疫細胞相互作用來(lái)實(shí)現的。細胞間接觸、旁分泌作用和細胞外囊泡介導免疫調節過(guò)程。MSCs產(chǎn)生一系列參與免疫調節軸的可溶性因子,如轉化生長(cháng)因子-β1(TGF-β1)、前列腺素E-2(PGE-2)、肝細胞生長(cháng)因子(HGF)、吲哚胺吡咯2 、3-雙加氧酶 (IDO)、一氧化氮 (NO) 和白細胞介素 10 (IL-10)。

盡管一般認為MSCs的免疫調節功能主要由可溶性因子實(shí)現,但MSCs衍生的細胞外囊泡(MSC-EVs)也介導免疫調節反應。EV是涂有磷脂雙層的納米囊泡,可將生物活性分子從親代細胞轉移到受體細胞,例如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核苷酸。MSC-EV是內體衍生的囊泡,大小為100-200nm。MSC-EV既不表達主要組織相容性復合體分子,也不表達共刺激分子。此外,MSC-EVs抑制活化T細胞的發(fā)育,同時(shí)促進(jìn)調節性 T細胞 (Treg) 的產(chǎn)生。此外,MSC-EVs抑制B細胞增殖、分化和免疫球蛋白產(chǎn)生。在先天免疫中,MSC-EV促進(jìn)M2巨噬細胞極化,減少促炎細胞因子,增強抗炎細胞因子。

干細胞治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎的關(guān)鍵機制之一-促進(jìn)組織再生

RA是一種全身性多關(guān)節炎,可能對骨骼和關(guān)節軟骨造成進(jìn)行性損傷。RA的一個(gè)主要特征是骨侵蝕。骨侵蝕主要以三種形式發(fā)生:關(guān)節邊緣和軟骨下骨的局部骨侵蝕、發(fā)炎關(guān)節周?chē)墓乔治g和骨質(zhì)疏松。骨侵蝕發(fā)生在RA發(fā)病早期,有時(shí)發(fā)生在診斷后幾周。超過(guò)10%的患者在發(fā)病8周后出現骨侵蝕,60%在發(fā)病1年后出現骨侵蝕。

RA患者的骨侵蝕隨著(zhù)疾病的進(jìn)展而發(fā)展,導致關(guān)節損傷和功能障礙。組織修復機制主要包括兩個(gè)方面。首先,間充質(zhì)干細胞通過(guò)旁分泌作用下調破骨細胞生成和促炎細胞因子,并抑制RA中的骨和軟骨侵蝕。其次,間充質(zhì)干細胞直接分化成成骨細胞和軟骨細胞以替代受損的關(guān)節組織。

干細胞治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎的臨床試驗

RA治療仍然是一個(gè)重大挑戰。盡管有幾種常規藥物可供使用,但它們的治療效果有限,并且常常伴有一系列副作用,如肝腎功能損害和感染風(fēng)險。過(guò)去幾年間間充質(zhì)干細胞在RA臨床前和小規模臨床試驗中顯示出有希望的結果。以下是過(guò)去十年間間充質(zhì)干細胞治療RA的代表性臨床試驗(表2)。

間充質(zhì)干細胞的來(lái)源注冊治療階段參考
間充質(zhì)干細胞172名患者DMARDs,含/不含4.0×107個(gè)細胞/患者,靜脈注射一期/二期154 ]
間充質(zhì)干細胞64名患者2.0×107個(gè)細胞/患者,靜脈注射一期/二期155 ]
間充質(zhì)干細胞9名患者2.5×107、5.0×107或 1.0×108細胞/患者通過(guò)靜脈輸注第一階段156 ]
間充質(zhì)干細胞105名患者1.0×106細胞/公斤體重 (BW) 通過(guò)靜脈輸注一期/二期157 ]
間充質(zhì)干細胞63名患者1.0×106個(gè)細胞/(kgBW),通過(guò)靜脈輸注,有/無(wú)肌內輸注IFN-γ一期/二期39 ]
骨髓間充質(zhì)干細胞9名患者1.0×106個(gè)細胞/(kgBW) 通過(guò)靜脈輸注第一階段158 ]
骨髓間充質(zhì)干細胞30名患者42±4.0×106細胞膝內注射一期/二期159 ]
間充質(zhì)干細胞53名患者1、2或4.0×106個(gè)細胞/(kgBW)靜脈輸注3次一期/二期160 ]
間充質(zhì)干細胞15名患者2.0×108細胞/患者,靜脈輸注一期/二期161 ]
表2:間充質(zhì)干細胞治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎的臨床研究總結。

這些試驗探索了MSC的不同來(lái)源、劑量和患者群體。許多試驗主要集中于評估間充質(zhì)干細胞治療RA的安全性和可行性。在這些臨床試驗中,UC-MSCs是最常用的。

2013年,王等人進(jìn)行了兩項研究。一項研究納入了172名RA患者?;颊呓邮蹹MARD聯(lián)合同種異體UC-MSC(2.0×107/患者),并單獨使用DMARD作為對照。治療后8個(gè)月內未觀(guān)察到嚴重不良反應。聯(lián)合治療組臨床評分及血清炎癥因子水平優(yōu)于對照組。另一項研究納入了64名RA患者,在接受相同治療后觀(guān)察了三年。同樣,患者的病情也明顯好轉,并且沒(méi)有出現嚴重的不良反應。

人臍帶間充質(zhì)干細胞治療活動(dòng)性類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎患者:安全性和有效性

2018年,Park等人將9名RA患者分為三組,接受不同濃度的UC-MSC靜脈輸注。三組患者分別接受2.5×107、5.0×107或1.0×108UC-MSCs靜脈輸注。治療后未見(jiàn)明顯毒性反應。此外,受試者的血清炎癥因子和關(guān)節疾病活動(dòng)評分均下降。需要注意的是,MSCs濃度越高,治療效果越好。

臍帶血間充質(zhì)干細胞靜脈輸注治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎:一項 1a 期臨床試驗

2020年,中國重慶陸軍軍醫大學(xué)大坪醫院干細胞與再生醫學(xué)科發(fā)表了一項研究論文,文獻綜述表明63名難治性RA患者接受了聯(lián)合或不聯(lián)合IFN-γ的UC-MSC治療。有趣的是,間充質(zhì)干細胞加干擾素γ治療組的患者比非聯(lián)合治療組的患者有更高的反應率。綜上所述,這些研究再次提示MSCs的治療效果與某些炎癥因子之間可能存在“許可”關(guān)系。此外,間充質(zhì)干細胞表現出的不同治療效果可能與患者之間的差異有關(guān)。

人臍帶間充質(zhì)干細胞移植聯(lián)合IFN-v治療可協(xié)同改善類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎患者的臨床結局

除臍帶外,間充質(zhì)干細胞也來(lái)自骨髓。

在一項研究中,9名難治性RA患者接受了1.0×106BM-MSCs/kg靜脈輸注。12個(gè)月隨訪(fǎng)后,患者臨床評分明顯下降,Treg/Th17比例上升。

2018年,伊朗馬什哈德醫科大學(xué)風(fēng)濕病研究中心在一項研究中,30名RA患者被隨機分配到治療組或安慰劑組。將 BM-MSC注射到15名RA患者的膝蓋中。經(jīng)12個(gè)月隨訪(fǎng),未發(fā)現不良反應。此外,患者的臨床表現也得到改善??傊?,MSCs靜脈注射和局部注射均取得了良好的臨床效果。然而,RA是一種累及多個(gè)關(guān)節的全身性疾病,全身注射更有利于MSC到達受影響的關(guān)節。因此,臨床試驗中靜脈注射比局部注射更常見(jiàn)。

自體骨髓間充質(zhì)干細胞治療后難治性類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎患者的臨床癥狀改善:伊朗一項成功的臨床試驗

總體而言,這些研究報告表明,間充質(zhì)干細胞療法治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎似乎是安全的,幾乎沒(méi)有明顯的不良反應?;颊咄ǔD芎芎玫啬褪荛g充質(zhì)干細胞輸注。雖然出現了令人鼓舞的療效跡象,但在顯著(zhù)改善RA臨床癥狀方面,結果通常不盡相同。使用間充質(zhì)干細胞治療后,疾病活動(dòng)度評分得到改善,炎癥指標下降,關(guān)節功能增強。然而,這些效果在不同的試驗和患者身上各不相同。

挑戰及展望

此外,確定間充質(zhì)干細胞治療風(fēng)濕性關(guān)節炎的最佳劑量和給藥途徑仍是一項持續的挑戰。人們使用了不同的劑量和途徑來(lái)輸送間充質(zhì)干細胞,但最有效的方法尚未確定。該研究使用了不同來(lái)源的間充質(zhì)干細胞,如骨髓、脂肪組織和臍帶。

不同來(lái)源的間充質(zhì)干細胞的特性和療效可能各不相同,選擇何種間充質(zhì)干細胞來(lái)源可能會(huì )影響治療效果。不同來(lái)源的間充質(zhì)干細胞可使治療策略具有靈活性,但優(yōu)化方案并了解每種來(lái)源的具體益處和局限性對于推進(jìn)基于間充質(zhì)干細胞的RA治療仍然至關(guān)重要。

研究人員還探索了間充質(zhì)干細胞療法與其他療法(如DMARDs)的結合,以評估協(xié)同作用并改善治療效果。雖然間充質(zhì)干細胞與現有的RA治療方法相結合在理論上很有前景,但要驗證這些組合療法的有效性、安全性和長(cháng)期療效,還需要更可靠的臨床證據。需要進(jìn)行更多高質(zhì)量的研究,以確定最有效、最安全的組合方案。此外,患者的特異性因素(如病程、嚴重程度和個(gè)體免疫反應)可能會(huì )影響對間充質(zhì)干細胞療法的反應。了解這些因素對于確定RA治療的最佳候選者至關(guān)重要。

總的來(lái)說(shuō),在臨床前研究中,應該探索更多的方法來(lái)提高間充質(zhì)干細胞在RA治療中的抗炎和組織修復潛力。間充質(zhì)干細胞在RA治療中的臨床應用和推廣需要通過(guò)標準化的治療方案、大規模的臨床研究和安全性監測來(lái)解決其困難和挑戰。

結論

總之,間充質(zhì)干細胞參與的策略因其優(yōu)異的抗炎和組織修復能力而成為治療RA的一種有前途的治療方式。通過(guò)探索間充質(zhì)干細胞與類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎炎癥微環(huán)境之間的相互作用機制,研究人員將開(kāi)發(fā)更多的策略來(lái)改善間充質(zhì)干細胞的功能。盡管間充質(zhì)干細胞的大規模臨床應用和推廣還存在許多問(wèn)題有待解決,但在可預見(jiàn)的未來(lái),間充質(zhì)干細胞將在RA的臨床治療中發(fā)揮更重要的作用。

參考資料:C. Li, Y. Sun, W. Xu, F. Chang, Y. Wang, J. Ding, Mesenchymal Stem Cells-Involved Strategies for Rheumatoid Arthritis Therapy. Adv. Sci. 2024, 2305116. https://doi.org/10.1002/advs.202305116

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