上一期我們談到了間充質(zhì)干細(xì)胞的鑒定、表征和組織來源及臨床應(yīng)用及間充質(zhì)干細(xì)胞治療肌肉骨骼的臨床應(yīng)用、間充質(zhì)干細(xì)胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床研究進(jìn)展、間充質(zhì)干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床研究進(jìn)展。這期主要講講間充質(zhì)干細(xì)胞治療自身免疫性疾病的的臨床應(yīng)用。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療自身免疫性疾病的應(yīng)用
間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)特性可以影響先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)。MSC抑制由有絲分裂和同種異體外周血淋巴細(xì)胞 (PBL) 和樹突狀細(xì)胞 (DC) 誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞增殖。這種T細(xì)胞抑制具有劑量依賴性,T淋巴細(xì)胞增殖達(dá)到峰值時(shí)顯著減少。
MSC還被認(rèn)為可以影響調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的形成,從而有助于抑制同種異體淋巴細(xì)胞增殖。盡管MSC免疫抑制作用的確切機(jī)制仍有待充分探索,但我們從現(xiàn)有文獻(xiàn)中注意到,可溶性因子如前列腺素E2 (PGE2)]、吲哚胺2,3-雙加氧酶 (IDO)、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子 (HGF) 和轉(zhuǎn)化因子生長(zhǎng)因子(TGF)-b1在MSC的免疫抑制作用中起主要作用。已知MSC參與DC的產(chǎn)生和發(fā)育,DC是免疫系統(tǒng)中的抗原呈遞細(xì)胞 (APC)。此外,MSC還能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞從M1向M2表型轉(zhuǎn)化。巨噬細(xì)胞是一種專門的免疫細(xì)胞,參與先天免疫系統(tǒng)中病原體的檢測(cè)、吞噬和清除。組織中巨噬細(xì)胞響應(yīng)微環(huán)境信號(hào)而從單核細(xì)胞分化,從而獲得特定的功能表型。
間充質(zhì)干細(xì)胞介導(dǎo)巨噬細(xì)胞的調(diào)節(jié),這對(duì)于有限的炎癥反應(yīng)和受損組織的愈合至關(guān)重要。已知BM-MSC可以調(diào)節(jié)宿主對(duì)膿毒癥的炎癥反應(yīng),并顯著提高宿主的生存率。間充質(zhì)干細(xì)胞在調(diào)節(jié)各種免疫細(xì)胞類型中的作用使其成為治療免疫相關(guān)疾病的合適候選藥物。間充質(zhì)干細(xì)胞治療的常見免疫相關(guān)疾病包括自身免疫1型糖尿病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和移植物抗宿主病,這些將在下面討論。
1型糖尿病
胰島擁有一組細(xì)胞,例如β細(xì)胞,用于合成胰島素。對(duì)胰腺β細(xì)胞的漸進(jìn)性自身免疫攻擊導(dǎo)致胰島素分泌和產(chǎn)生的喪失,最終影響血糖水平和代謝功能,導(dǎo)致1型糖尿病(T1D)。截至2020年,大約有3420萬不同年齡段的人被診斷為T1D。
盡管胰島素注射可有效控制血糖,但無法解決T1D的其他副作用,如腎病、高血壓和足部疾病。因此,永久治愈T1D必須解決自身免疫反應(yīng),然后強(qiáng)調(diào)胰島再生和替代。因此,間充質(zhì)干細(xì)胞移植被認(rèn)為是治療這種疾病的可能方法,因?yàn)樗鼈兊闹踩刖哂蟹只蜖I養(yǎng)作用。一項(xiàng)試驗(yàn)表明,在大鼠模型中,胰內(nèi)移植 BM-MSC 可以降低血糖并增加 C 肽和胰島素。這表明間充質(zhì)干細(xì)胞可以改善受損的胰腺功能。
2023年6月23日,糖尿病領(lǐng)域重磅學(xué)術(shù)會(huì)議——第83屆美國糖尿病協(xié)會(huì)科學(xué)會(huì)議(ADA)——在美國圣地亞哥舉行,福泰制藥(Vertex)?匯報(bào)了干細(xì)胞療法VX-880治療1型糖尿病的1/2期臨床最新數(shù)據(jù)。整體而言,6名接受了VX-880的治療的1型糖尿病患者,均在不同程度上恢復(fù)了胰島素分泌,血糖控制得到改善,
-01-干細(xì)胞制劑相關(guān)信息
干細(xì)胞藥物:VX-880VX-880,是一種來源于同種異體干細(xì)胞的全分化胰島細(xì)胞療法,有可能通過恢復(fù)胰島細(xì)胞功能,包括葡萄糖反應(yīng)性胰島素的產(chǎn)生,來恢復(fù)機(jī)體調(diào)節(jié)葡萄糖水平的能力。VX-880通過肝門靜脈輸注給藥,需要與慢性免疫抑制療法聯(lián)用來保護(hù)胰島細(xì)胞免受免疫排斥。VX-880干細(xì)胞治療1型糖尿病的1/2期臨床試驗(yàn),共包括A、B、C三個(gè)部分,計(jì)劃納入17名1型糖尿病重癥患者,為期五年。具體招募實(shí)施如下:
- A部分:2例患者序貫入組,接受目標(biāo)劑量的一半(研究結(jié)果已公布);
- B部分:5例患者序貫入組,接受目標(biāo)劑量(全劑量);
- C部分:10例患者同時(shí)入組,接受目標(biāo)劑量(全劑量)。
-02-臨床試驗(yàn)研究進(jìn)展
迄今為止,已有6名1型糖尿病患者在1/2期研究中服用了VX-880。在研究的A部分中,兩名患者接受了半劑量治療,但其中一名隨訪9個(gè)月后退出試驗(yàn),試驗(yàn)不完整不能做終點(diǎn)評(píng)估。另外四名患者在研究的B部分接受了全部目標(biāo)劑量,其中一名隨訪超過12個(gè)月。
總體而言:治療效果良好。植入1型糖尿病患者體內(nèi)的干細(xì)胞衍生胰島細(xì)胞顯示出恢復(fù)內(nèi)源性胰島素分泌,并改善血糖控制的能力。
▉?整體情況
6例患者接受了VX-880的治療,均在不同程度上恢復(fù)了胰島素分泌,血糖控制得到改善,血糖在目標(biāo)范圍內(nèi)的時(shí)間(TIR)得到延長(zhǎng),外源性胰島素用量減少或停用,在90天后的評(píng)估期間未發(fā)生嚴(yán)重低血糖事件。
▉?A部分
在A部分中,有一名1型糖尿病患者接受了半劑量VX-880治療,隨訪9個(gè)月,隨后接受第2個(gè)半劑量治療,隨后退出(與不良反應(yīng)無關(guān)),因此沒有評(píng)估終點(diǎn)。另外兩名1型糖尿病患者接受VX-880治療,隨訪超過12個(gè)月的患者(一名接受一半目標(biāo)劑量A1,另一名接受全部目標(biāo)劑量B1)擺脫了胰島素治療。其中患者A1在第21個(gè)月的HbA1c為5.3%,該患者基線為8.6%?;颊連1在第12個(gè)月的HbA1c為6.0%,其基線為7.6%。
▉?B部分
在B部分中,另外3名患者接受全目標(biāo)劑量VX-880單次治療,隨訪29-80天,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)源胰島素表達(dá),減少了外源胰島素使用,葡萄糖目標(biāo)范圍時(shí)間得到改善。與兩名VX-880輸注后隨訪時(shí)間超過一年的患者相似。
▉?安全性分析
安全性:VX-880的副作用主要是輕度至重度,沒有發(fā)生嚴(yán)重副作用。VX-880治療表現(xiàn)出良好的安全性,且耐受性良好。大多數(shù)不良事件為輕度或中度,未發(fā)現(xiàn)與VX-880治療相關(guān)的嚴(yán)重不良事件。
-03-文末小結(jié)
糖尿病的功能性治愈,一直是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的難題。干細(xì)胞移植是治療糖尿病最有前景的方法之一。干細(xì)胞衍生的胰島細(xì)胞有解決胰島供體不足的潛力,而封裝胰島細(xì)胞產(chǎn)品的臨床試驗(yàn)已經(jīng)在路上。Vertex公司將世界最牛的兩家胰島再生企業(yè)收入囊中,穩(wěn)坐糖尿病干細(xì)胞治療的頭把交椅。我們拭目以待!
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 (RA) 是一種自身免疫性炎癥性疾病,免疫系統(tǒng)攻擊健康細(xì)胞,導(dǎo)致關(guān)節(jié)腫脹和炎癥。RA 還可以擴(kuò)散到身體的其他部位,并且大多數(shù)在女性中被診斷出來。RA的病因尚不完全清楚。
在最近的臨床試驗(yàn)中,間充質(zhì)干細(xì)胞在RA患者中的應(yīng)用顯示出積極的結(jié)果。對(duì)64名診斷為RA的患者施用UC-MSC(總劑量為4×107個(gè)細(xì)胞),導(dǎo)致治療后1年和3年隨訪期間血球蛋白和血小板水平顯著下降。此外,紅細(xì)胞沉降率(ESR)、C反應(yīng)蛋白水平和類風(fēng)濕因子(RF)也顯著下降。RA和高免疫系統(tǒng)活性患者血清學(xué)和免疫學(xué)標(biāo)志物的減少凸顯了MSC的治療潛力和免疫調(diào)節(jié)。長(zhǎng)期患者緩解和關(guān)節(jié)功能(通過 DAS28 評(píng)分測(cè)量)也顯示出MSC治療后1年和3年這些水平顯著下降。
同樣,一項(xiàng)臨床試驗(yàn)調(diào)查了105名患者,這些患者對(duì)傳統(tǒng)RA藥物(例如緩解病情抗風(fēng)濕藥物 (DMARD) 和非甾體抗炎藥物 (NSAID))幾乎沒有反應(yīng),以研究MSC移植的效果。將患者分為對(duì)照組和間充質(zhì)干細(xì)胞移植組(MSCT)。MSCT組靜脈輸注UC-MSCs(1×106細(xì)胞/公斤在50毫升鹽水溶液中)并在1、2、3、4、12、24和48周進(jìn)行隨訪。在間充質(zhì)干細(xì)胞移植組的52名患者中,觀察到28名患者在12周后對(duì)MSC治療有反應(yīng),并且疾病活動(dòng)評(píng)分28 (DAS28) 顯著下降。此外,對(duì)照組患者和對(duì)MSC治療無反應(yīng)的患者DAS28沒有顯示任何顯著變化,共同表明MSC治療改善了總體臨床癥狀。
RA患者通常表現(xiàn)出低百分比的CD4+CD25+Foxp3+Tregs和高百分比的CD4+IL-17A+Th17細(xì)胞。因此,Treg 細(xì)胞與Th17細(xì)胞之間的低比例表明免疫穩(wěn)態(tài)失衡。這項(xiàng)研究顯示,與對(duì)照組和無反應(yīng)組相比,反應(yīng)組中 Treg與Th17的比例顯著升高,這表明UC-MSC對(duì)解除RA發(fā)展的免疫調(diào)節(jié)作用。此外,在4周檢查中,IL-6 水平顯著下降,IL-10水平顯著上升。通常,RA患者的IL-10水平較低,而IL-6水平較高。
1a期臨床試驗(yàn)測(cè)試了MSC作為人類RA的治療方法。人類UCB-MSC被注入RA患者體內(nèi)。這些專利接受了單次MSC輸注。24小時(shí)后測(cè)量血清細(xì)胞因子以確定治療的有效性。結(jié)果顯示,接受較高細(xì)胞劑量(1*10^8個(gè)細(xì)胞)的組中IL-8、IL-6、IL-1β和TNF-α有所下降。此外,短期內(nèi)沒有觀察到不利或安全威脅。
系統(tǒng)性紅斑狼瘡
系統(tǒng)性紅斑狼瘡 (SLE) 是一種自身免疫性疾病,也是最常見的狼瘡形式。根據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心 (CDC) 的說法,系統(tǒng)性紅斑狼瘡是一種免疫系統(tǒng)攻擊健康組織,導(dǎo)致器官廣泛炎癥和組織損傷的疾病。它會(huì)影響肺部、血管、關(guān)節(jié)、大腦、腎臟和皮膚。與男性相比,更多女性被診斷為SLE:這一比例為每1名男性至少有4名女性。
盡管系統(tǒng)性紅斑狼瘡無法治愈,但在最近的臨床試驗(yàn)中,間充質(zhì)干細(xì)胞移植作為一種新型細(xì)胞療法顯示出了良好的效果。39名活動(dòng)性系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者靜脈注射兩次異體UC-間充質(zhì)干細(xì)胞,間隔1周,結(jié)果顯示,在1、3、6、9和12個(gè)月的隨訪中,系統(tǒng)性紅斑狼瘡疾病活動(dòng)指數(shù)(SLEDAI)評(píng)分顯著下降。此外,血清白蛋白水平在1個(gè)月隨訪時(shí)有所改善,并維持到12個(gè)月,之后有所下降。這表明疾病可能復(fù)發(fā),因此應(yīng)考慮在6個(gè)月后重復(fù)輸注UC-間充質(zhì)干細(xì)胞。
在另一項(xiàng)研究中,15名平均年齡28歲、SLEDAI評(píng)分大于或等于8分的患者(14名女性和1名男性)靜脈注射了3至5個(gè)傳代的BM-MSCs(1×106 cells BM-MSCs/kg體重)。然后在移植后1周、1、3、6、12和18個(gè)月進(jìn)行調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)、尿蛋白排泄、腎小球?yàn)V過率(GFR)評(píng)估和血清學(xué)檢測(cè),之后每半年檢測(cè)一次。觀察到系統(tǒng)性紅斑狼瘡的總體改善:SLEDAI評(píng)分在12個(gè)月的隨訪中明顯改善,血清學(xué)檢測(cè)(ANA和抗dsDNA抗體)顯示出實(shí)質(zhì)性的改善,抗dsDNA抗體在1個(gè)月和3個(gè)月的隨訪中比基線明顯降低,蛋白尿在1周、1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月和12個(gè)月的檢查中明顯減少,GFR在2例基線GFR較低的患者中明顯改善。
同樣,在1周、3個(gè)月和6個(gè)月的檢查中,CD4+Foxp3+Treg細(xì)胞的比例也明顯增加。CD4+Foxp3+ Treg細(xì)胞百分比的增加表明,BM-間充質(zhì)干細(xì)胞可能導(dǎo)致Treg擴(kuò)增,從而有助于維持免疫耐受。移植UC-間充質(zhì)干細(xì)胞后,每?jī)芍莒o脈注射一定劑量的潑尼松(5-10毫克),第一個(gè)月顯示Treg細(xì)胞增加,Th1和Th2細(xì)胞因子平衡,最終導(dǎo)致體內(nèi)系統(tǒng)性紅斑狼瘡活性降低,隨訪1個(gè)月和3個(gè)月無任何可能復(fù)發(fā)的跡象。
另一項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了基線血清可能與更有效的間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)。
在這項(xiàng)研究中,56名活動(dòng)性系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者和40名健康患者被納入研究。在這96名患者中,26名患者靜脈注射了UC-間充質(zhì)干細(xì)胞。移植1年后,17名患者對(duì)UC-間充質(zhì)干細(xì)胞有臨床反應(yīng),9名患者沒有。移植后對(duì)基線血清細(xì)胞因子進(jìn)行了分析,結(jié)果與臨床反應(yīng)相關(guān)。這項(xiàng)研究表明,IFN-γ水平的升高和IL-6水平的降低可作為間充質(zhì)干細(xì)胞治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡有效的血清學(xué)標(biāo)志,因?yàn)檫@些血清學(xué)結(jié)果與靜脈注射UC-間充質(zhì)干細(xì)胞患者的臨床反應(yīng)相關(guān)。然而,還需要進(jìn)一步的研究來驗(yàn)證這種聯(lián)系。
最后,對(duì)24名系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者和28名健康患者進(jìn)行了體外研究,目的是觀察UC-間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者T淋巴細(xì)胞炎癥因子的影響。用Miltenyi磁珠提取和分選的T淋巴細(xì)胞與IL-2和CD3CD28 T細(xì)胞激活劑一起與UC-間充質(zhì)干細(xì)胞共同培養(yǎng)。結(jié)果顯示,UC-間充質(zhì)干細(xì)胞可以上調(diào)T細(xì)胞基因表達(dá)的miR-181a,同時(shí)下調(diào)炎癥基因,因此有望用于系統(tǒng)性紅斑狼瘡的治療。
移植物抗宿主病
移植物抗宿主?。℅VHD)是一種自身免疫性疾病,發(fā)生在同種異體移植后,可危及生命。當(dāng)移植物將身體視為異物并開始攻擊它并導(dǎo)致患者出現(xiàn)并發(fā)癥時(shí),就會(huì)發(fā)生 GVHD。如果供體和患者的組織和細(xì)胞相近,則這種情況發(fā)生的可能性較小。
目前還沒有治療GVHD的有效方法,但使用間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行的臨床試驗(yàn)顯示了良好的效果。一項(xiàng)研究為9名異體骨髓移植后出現(xiàn)GVHD的患者注射了BM-間充質(zhì)干細(xì)胞。其中5名患者接受了單劑量的間充質(zhì)干細(xì)胞治療,另一名患者接受了2-6劑量的間充質(zhì)干細(xì)胞治療。這種療法的效果在14天和28天時(shí)進(jìn)行了測(cè)定,56%的患者在接受第一劑治療后GVHD得到緩解(部分或完全緩解),44%的患者在接受所有劑量治療后GVHD得到緩解。間充質(zhì)干細(xì)胞治療長(zhǎng)期(4-8年隨訪)無明顯副作用。
此外,急性GVHD患者的Th1細(xì)胞數(shù)量在使用BM-間充質(zhì)干細(xì)胞治療后有所減少。同樣,人類白細(xì)胞抗原同種異體(HLA-haploidentical)造血干細(xì)胞移植治療慢性GVHD(cGVHD),在移植后100天完全治愈cGVHD。
來自不同移植中心的124名患者參與了這項(xiàng)研究,其中62名患者被隨機(jī)分配到生理鹽水輸注(對(duì)照組),另外62名患者被分配到HLA-同種異體造血干細(xì)胞輸注。HLA-同種異體造血干細(xì)胞劑量為每月3×107個(gè)細(xì)胞/100毫升,持續(xù)4個(gè)月。治療組有17名患者出現(xiàn)cGVHD,而對(duì)照組有30名患者出現(xiàn)cGVHD。此外,對(duì)照組有7名患者發(fā)生了嚴(yán)重的肺部cGVHD,而治療組沒有一名患者發(fā)生肺部cGVHD。此外,流式細(xì)胞術(shù)分析顯示,與對(duì)照組相比,治療組的CD4+CD25+CD127-調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)更高。Treg細(xì)胞的增加可能抑制了治療組cGVHD的發(fā)生。此外,HLA-同種異體造血干細(xì)胞注射后,自然殺傷(NK)細(xì)胞減少,顯示NK細(xì)胞數(shù)量與cGVHD發(fā)生有直接關(guān)系。
同樣,46名類固醇難治性急性GvHD(aGvHD)III/IV級(jí)患者接受BM-間充質(zhì)干細(xì)胞輸注治療,中位累積劑量為6.81×106細(xì)胞/公斤,間隔7天。在46例患者中,23例對(duì)間葉干細(xì)胞治療有反應(yīng)。這些患者的總生存(OS)時(shí)間比無應(yīng)答者更長(zhǎng)。此外,7名患者在間充質(zhì)干細(xì)胞輸注后48.07個(gè)月仍存活。有反應(yīng)的患者在1年和2年后的OS率分別為19.56%和17.4%。與無反應(yīng)者相比,1年和2年的OS率約為0%。沒有患者出現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞輸注的嚴(yán)重副作用,這表明間充質(zhì)干細(xì)胞輸注對(duì)GvHD III/IV患者是安全的。
在另一項(xiàng)試驗(yàn)中,cGVHD患者反復(fù)輸注BM-間充質(zhì)干細(xì)胞,結(jié)果根據(jù)美國國立衛(wèi)生研究院的標(biāo)準(zhǔn),11例患者中有6例對(duì)治療有反應(yīng)。間充質(zhì)干細(xì)胞治療顯示,每次輸注后7天,B細(xì)胞和Tregs增加。這項(xiàng)研究證實(shí),間充質(zhì)干細(xì)胞治療GVHD是安全的,且具有持久的療效。
總結(jié)
2019年3月,國家科學(xué)技術(shù)部發(fā)布了2019年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)受理項(xiàng)目。其中,“異體間充質(zhì)干細(xì)胞治療難治性紅斑狼瘡的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與臨床應(yīng)用”項(xiàng)目入圍2019年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。由此可見,干細(xì)胞療法對(duì)系統(tǒng)性紅斑狼瘡疾病的臨床應(yīng)用可期!
在嚴(yán)重的難治性類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中,有兩項(xiàng)關(guān)于靜脈回輸干細(xì)胞的案例。結(jié)果表明,該方法是安全的,沒有發(fā)生不良反應(yīng),并且觀察到臨床癥狀緩解,干預(yù)后3至6個(gè)月,外周血中炎性細(xì)胞因子水平降低,Treg細(xì)胞數(shù)量增加。
除了系統(tǒng)性紅斑狼瘡和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎,1型糖尿病、多發(fā)性硬化癥等其他的自身免疫性疾病也均在臨床治療中,其療效良好。
有學(xué)者對(duì)多個(gè)已公開發(fā)表的自身免疫性疾病相關(guān)的國內(nèi)外臨床治療項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)。13項(xiàng)多發(fā)性硬化中的6項(xiàng)、12項(xiàng)Crohns病中的7項(xiàng)均使用了間充質(zhì)干細(xì)胞,國內(nèi)的11個(gè)臨床治療項(xiàng)目全部使用了間充質(zhì)干細(xì)胞,且取得了良好的治療效果。以上數(shù)據(jù)顯示間充質(zhì)干細(xì)胞在治療自身免疫疾病方面有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
隨著干細(xì)胞技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,干細(xì)胞——尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞,對(duì)于自身免疫性疾病的治療方法和良好的治療效果逐漸凸顯。隨著治療和應(yīng)用的進(jìn)展,干細(xì)胞勢(shì)必成為一種能夠助力自身免疫性疾病康復(fù)且無副作用的全新治療方法。
參考資料:
Maldonado, V.V., Patel, N.H., Smith, E.E.?et al.?Clinical utility of mesenchymal stem/stromal cells in regenerative medicine and cellular therapy.?J Biol Eng?17, 44 (2023). https://doi.org/10.1186/s13036-023-00361-9
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