慢性阻塞性肺病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD)是一種全球性的公共衛(wèi)生問(wèn)題,以持續(xù)的氣流受限為特征,影響著全球數(shù)百萬(wàn)人的生活質(zhì)量。目前,慢性阻塞性肺病的治療手段主要包括藥物治療、氧療、肺康復(fù)等,但這些方法往往只能緩解癥狀,無(wú)法逆轉(zhuǎn)肺部損傷。近年來(lái),干細(xì)胞治療作為一種創(chuàng)新的治療手段,為慢性阻塞性肺病患者帶來(lái)了新的治療希望。
本文旨在綜述近年來(lái)國(guó)內(nèi)各大醫(yī)院運(yùn)用干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺病的研究進(jìn)展,為慢性阻塞性肺病患者臨床治療提供參考。
慢性阻塞性肺?。–OPD),在中國(guó)是導(dǎo)致死亡和疾病負(fù)擔(dān)的第三大原因。具有高患病率、高死亡率和高疾病負(fù)擔(dān)的特點(diǎn)。根據(jù)最新的流行病學(xué)調(diào)查,中國(guó)20歲及以上成人的慢性阻塞性肺病患病率為8.6%,而40歲及以上成人的患病率高達(dá)13.7%。男性患病率顯著高于女性,農(nóng)村患病率高于城市。國(guó)際知名期刊《柳葉刀》發(fā)表的大規(guī)模流行病學(xué)研究顯示,中國(guó)慢阻肺患者人數(shù)約一億,構(gòu)成重大疾病負(fù)擔(dān)。
目前,慢性阻塞性肺病的治療方法包括:括藥物治療、生活方式改變、外科手術(shù)以及新興的干細(xì)胞治療。
盡管傳統(tǒng)藥物治療可以緩解慢性阻塞性肺病癥狀,但通常無(wú)法逆轉(zhuǎn)肺功能的損害或阻止疾病的進(jìn)展。長(zhǎng)期使用吸入性皮質(zhì)激素和支氣管擴(kuò)張劑等藥物可能導(dǎo)致局部和全身性副作用,如口腔念珠菌感染和骨骼密度下降。并且肺康復(fù)是一個(gè)綜合性的治療方法,旨在提高患者的生活質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)能力,但其效果因個(gè)體差異而異,且不能逆轉(zhuǎn)肺功能的喪失。
近年來(lái),隨著再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展,干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺病作為一種新興的治療方法,利用干細(xì)胞的自我更新和分化潛能,為慢性阻塞性肺病患者提供新的修復(fù)策略。本文主要盤(pán)點(diǎn)國(guó)內(nèi)各個(gè)醫(yī)院使用干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺病患者的臨床研究進(jìn)行分析和總結(jié)。為患者提供更多的選擇。
干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺病的原理和機(jī)制
- 抗炎作用:干細(xì)胞,尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs),能夠通過(guò)分泌抗炎細(xì)胞因子(如IL-10、TGF-β)來(lái)減少肺部的炎癥反應(yīng)。這些細(xì)胞因子有助于降低炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)和活性,從而減輕氣道炎癥和肺組織損傷。
- 免疫調(diào)節(jié):干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)功能,能夠抑制T細(xì)胞和B細(xì)胞的增殖,誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性B細(xì)胞和T細(xì)胞,使單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突細(xì)胞更傾向于抗炎和耐受性表型。
- 組織修復(fù)與再生:干細(xì)胞具有分化成多種細(xì)胞類型的潛力,包括肺細(xì)胞。在COPD患者中,干細(xì)胞可以促進(jìn)受損肺組織的修復(fù),通過(guò)替代死亡的肺細(xì)胞和重建肺結(jié)構(gòu)來(lái)改善肺功能。
- 調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì):干細(xì)胞能夠改善細(xì)胞外基質(zhì)的病理性改變,減輕肺氣腫病變,改善肺功能。
- 血管生成:在COPD患者中,肺組織的血管生成可能受到影響,導(dǎo)致氧氣交換效率降低。干細(xì)胞治療可以促進(jìn)新血管的形成,改善肺組織的血供,從而有助于改善氧合和減輕低氧血癥。
- 補(bǔ)充耗竭的干細(xì)胞:衰老過(guò)程中伴隨著干細(xì)胞的衰老和耗竭,干細(xì)胞可作為已耗竭干細(xì)胞的一種補(bǔ)充,通過(guò)抗凋亡的作用,治療肺纖維化、慢性阻塞性肺疾病。
- 減少肺纖維化:COPD患者常常伴有肺纖維化,干細(xì)胞治療通過(guò)減少纖維化組織的形成和促進(jìn)現(xiàn)有纖維化組織的分解,有助于減緩肺功能的惡化。
近10年國(guó)內(nèi)有哪些醫(yī)院開(kāi)展干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺病的臨床研究
2015年4月1日,中國(guó)云南省昆明市第一人民醫(yī)院聯(lián)合成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院在國(guó)際期刊《Journal of International Medical Research》上發(fā)表了一篇關(guān)于Biological effects and mechanisms of action of mesenchymal stem cell therapy in chronic obstructive pulmonary disease(間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺疾病的生物學(xué)效應(yīng)及作用機(jī)制)的文章。
研究表明:目前,尚無(wú)任何療法可以降低慢性阻塞性肺病的病情進(jìn)展或死亡率。間充質(zhì)干細(xì)胞移植是一種有希望的 COPD治療方法,可能涉及調(diào)節(jié)炎癥、蛋白酶/抗蛋白酶平衡、細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激,或?qū)⒏杉?xì)胞分化為肺實(shí)質(zhì)細(xì)胞。臨床試驗(yàn)表明,在2年的隨訪期內(nèi),接受間充質(zhì)干細(xì)胞治療的患者沒(méi)有出現(xiàn)輸注毒性、嚴(yán)重不良事件或可歸因死亡。總之,盡管存在一些挑戰(zhàn),但干細(xì)胞移植代表著一種有希望的慢性阻塞性肺病治療方法。
2016年6月9日,北京朝陽(yáng)醫(yī)院在期刊《PLOS ONE?》上發(fā)表了一篇關(guān)于Preclinical Studies of Mesenchymal Stem Cell (MSC) Administration in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD): A Systematic Review and Meta-Analysis(間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 治療慢性阻塞性肺病 (COPD) 的臨床前研究:系統(tǒng)評(píng)價(jià)和薈萃分析)的文章。
背景:在過(guò)去的二十年中,間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 已在臨床前用于治療多種疾病,包括慢性阻塞性肺病 (COPD)。
目的:目的是系統(tǒng)地回顧和對(duì)已發(fā)表的關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞治療動(dòng)物模型中COPD的臨床前研究進(jìn)行薈萃分析。
方法:使用綜合薈萃分析軟件(第 3 版)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用合并的Hedges g和95%置信區(qū)間 (95% CIs) 來(lái)評(píng)估效應(yīng)大小。
結(jié)果與結(jié)論:這項(xiàng)系統(tǒng)綜述和薈萃分析表明間充質(zhì)干細(xì)胞在COPD治療中具有良好的作用。盡管COPD模型可能無(wú)法真正模擬COPD患者,但這些臨床前研究表明間充質(zhì)干細(xì)胞在治療包括COPD在內(nèi)的慢性肺部疾病方面具有良好的前景。間充質(zhì)干細(xì)胞在臨床前COPD治療中的作用機(jī)制可能與減輕氣道炎癥以及刺激肺組織修復(fù)有關(guān)。
2018年2月,上海交通大學(xué)附屬第一醫(yī)院在國(guó)際期刊《Journal of Thoracic Disease》上發(fā)表了一篇關(guān)于Stem cell therapies for chronic obstructive pulmonary disease: current status of pre-clinical studies and clinical trials(慢性阻塞性肺病的干細(xì)胞療法:臨床前研究和臨床試驗(yàn)的現(xiàn)狀)的文章。
背景:目前可用的藥物主要側(cè)重于緩解慢性阻塞性肺病患者的癥狀。人們研究了新的再生治療方法,目的是修復(fù)或替換受損的呼吸系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)。
方法:通過(guò)分析臨床前研究和已完成的臨床試驗(yàn)的結(jié)果,總結(jié)了慢性阻塞性肺病再生療法所取得的進(jìn)展。
結(jié)果:研究表明,將外源性人類肺干細(xì)胞應(yīng)用于小鼠冷凍損傷 (CI) 肺部后,它們會(huì)形成類似人類的肺部結(jié)構(gòu),這表明干細(xì)胞具有一種可能治愈慢性阻塞性肺病患者的新特性。
結(jié)論:再生療法已在慢性阻塞性肺病動(dòng)物模型中顯示出積極作用,并在臨床試驗(yàn)中被證明是安全的。
2018年7月16日,南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院發(fā)表了一篇關(guān)于Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞向肺泡上皮細(xì)胞分化及在慢性阻塞性肺病修復(fù)中的作用的文章。
背景:研究發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin信號(hào)通路在間充質(zhì)干細(xì)胞增殖、分化過(guò)程中具有重要調(diào)控效應(yīng)。
目的:對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞向肺泡上皮細(xì)胞分化在慢性阻塞性肺病修復(fù)中的機(jī)制及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
結(jié)果與結(jié)論:Wnt/β-catenin信號(hào)通路有望打破間充質(zhì)干細(xì)胞移植向肺上皮細(xì)胞分化率低的局限。慢性阻塞性肺疾病患者的肺臟環(huán)境復(fù)雜,而Wnt/β-catenin信號(hào)通路極易受誘導(dǎo)條件等外界因素影響,不同誘導(dǎo)條件對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)通路的調(diào)控效應(yīng)是不一樣的。
2020年2月1日,復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院、解放軍總醫(yī)院和湖北省襄陽(yáng)市中醫(yī)醫(yī)院聯(lián)合國(guó)際期刊在《Aging and disease》發(fā)表了一篇關(guān)于Combined Antioxidant, Anti-inflammaging and Mesenchymal Stem Cell Treatment: A Possible Therapeutic Direction in Elderly Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease(抗氧化、抗炎和間充質(zhì)干細(xì)胞聯(lián)合治療:老年慢性阻塞性肺病患者的可能治療方向)的文章。
文章說(shuō)明:慢性阻塞性肺病的研究目前集中于氧化應(yīng)激和炎癥衰老的機(jī)制,以及這些機(jī)制在間充質(zhì)干細(xì)胞衰竭中的作用。采用抗氧化劑、抗炎藥和間充質(zhì)干細(xì)胞治療相結(jié)合,是治療老年慢性阻塞性肺病患者的一種可能的治療策略。
2021年5月7日,上海同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院東方醫(yī)院在國(guó)際期刊《Cell Proliferation》上發(fā)表了一篇關(guān)于Intrapulmonary distal airway stem cell transplantation repairs lung injury in chronic obstructive pulmonary disease(肺內(nèi)遠(yuǎn)端氣道干細(xì)胞移植修復(fù)慢性阻塞性肺病肺損傷)的文章。
目標(biāo):許多研究表明遠(yuǎn)端氣道干細(xì)胞/祖細(xì)胞(DASC)在肺損傷后具有潛在的再生功能。
方法:進(jìn)行單細(xì)胞分析以揭示移植細(xì)胞的分化路徑。最后,將人類DASC移植到通過(guò)豬胰彈性蛋白酶 (PPE) 和脂多糖 (LPS) 給藥誘導(dǎo)的COPD小鼠體內(nèi)。
結(jié)果:將源自慢性阻塞性肺病患者的人類DASC移植到患有COPD損傷的NOD-SCID小鼠的肺部可修復(fù)組織損傷并改善肺功能。
結(jié)論:研究結(jié)果表明,通過(guò)肺內(nèi)移植遠(yuǎn)端氣道干細(xì)胞可以重建功能性肺結(jié)構(gòu),提示遠(yuǎn)端氣道干細(xì)胞移植在治療慢性阻塞性肺病方面具有潛在的治療作用。
2021年6月1日,天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院、天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院、天津泰達(dá)醫(yī)院和天津優(yōu)賽爾生命科學(xué)發(fā)展有限公司聯(lián)合在國(guó)際期刊《International Journal of Medical Sciences》上發(fā)表了一篇Clinical applications of mesenchymal stromal cell-based therapies for pulmonary diseases: An Update and Concise Review(間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞治療肺部疾病的臨床應(yīng)用:最新進(jìn)展及簡(jiǎn)要綜述)的文章。
背景:基于間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞 (MSC) 的治療是當(dāng)今醫(yī)學(xué)研究的前沿課題之一。
方法:共計(jì)110個(gè)基于MSC的臨床應(yīng)用,包括已完成并報(bào)告安全性和早期療效結(jié)果的臨床試驗(yàn),以及正在進(jìn)行的全球肺部疾病臨床試驗(yàn),均按照系統(tǒng)評(píng)價(jià)和薈萃分析。包括急性/病毒性肺部疾病、社區(qū)獲得性肺炎(CAP)、慢性阻塞性肺?。–OPD)、支氣管肺發(fā)育不良(BPD)、間質(zhì)性肺病(ILD)、慢性肺纖維化、閉塞性細(xì)支氣管炎綜合征(BOS)和肺癌。
結(jié)果:全身給藥多劑量間充質(zhì)干細(xì)胞是安全的,并且可以減少因中度至重度慢性阻塞性肺病導(dǎo)致肺功能受損的老年合并癥患者的炎癥。
結(jié)論:基于間充質(zhì)干細(xì)胞的肺部疾病和危重疾病治療方法正在快速發(fā)展,為治療這些毀滅性且目前無(wú)法治愈的疾病帶來(lái)了希望。
2021年8月16日,上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院聯(lián)合華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院在《中華醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇關(guān)于慢性阻塞性肺病的干細(xì)胞治療的文章。
背景:目前的COPD醫(yī)療治療僅僅側(cè)重于緩解癥狀,對(duì)逆轉(zhuǎn)肺功能惡化和改善患者生活質(zhì)量的療效非常有限
目的:干細(xì)胞可以分化成多種細(xì)胞類型并用于再生肺實(shí)質(zhì)和氣道結(jié)構(gòu)。干細(xì)胞治療是一種很有前途的治療策略,有可能恢復(fù) COPD 患者的肺功能并改善其生活質(zhì)量。
方法:納入8項(xiàng)臨床試驗(yàn)(ATAR的試驗(yàn)未納入討論)。
結(jié)果與結(jié)論:無(wú)論將何種類型的MSCs、以何種給藥方式移植到COPD患者肺內(nèi),均已被證明是安全的,未見(jiàn)與干細(xì)胞移植相關(guān)的不良事件。在8項(xiàng)臨床試驗(yàn)中,6項(xiàng)研究提示MSCs移植可改善患者生活質(zhì)量,另2項(xiàng)關(guān)于BM-MSCs的研究則顯示其無(wú)影響。我們認(rèn)為干細(xì)胞移植可能具有改善患者生活質(zhì)量的能力。
2022年2月25日,中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院在國(guó)際期刊《Frontiers in?Bioengineering and Biotechnology》上發(fā)表了一篇關(guān)于Emerging Therapeutic Potential of Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles in Chronic Respiratory Diseases: An Overview of Recent Progress(間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的細(xì)胞外囊泡在慢性呼吸系統(tǒng)疾病中的新興治療潛力:最新進(jìn)展概述)的文章。
慢性呼吸系統(tǒng)疾病是指呼吸道和肺部其他結(jié)構(gòu)的疾病,主要包括慢性阻塞性肺病 (COPD)、哮喘、職業(yè)性肺病和肺動(dòng)脈高壓。
研究表明:間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞外囊泡(MSC-EVs)可作為慢性阻塞性肺病、哮喘、肺纖維化和肺動(dòng)脈高壓等慢性呼吸系統(tǒng)疾病的一種新型無(wú)細(xì)胞療法。在目前的慢性呼吸系統(tǒng)疾病研究中,臍帶和骨髓是 MSC-EVs的主要來(lái)源,而脂肪組織、肺和誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞也被應(yīng)用。間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞外囊泡能夠?qū)icroRNA和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到靶細(xì)胞,進(jìn)一步放大治療效果。
2023年1月31日,廣東藥科大學(xué)第一附屬醫(yī)院在國(guó)際期刊《Apoptosis》上發(fā)表了一篇關(guān)于CXCR4 enhances the inhibitory effects of bone mesenchymal stem cells on lung cell apoptosis in a rat model of smoking-induced COPD(CXCR4 增強(qiáng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)吸煙誘發(fā)的 COPD 大鼠肺細(xì)胞凋亡的抑制作用)的文章。
背景:慢性阻塞性肺病是全球第三大死亡原因,現(xiàn)有的治療方法并不令人滿意,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
方法:從SD大鼠中提取并純化了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 (BMSC)。通過(guò)香煙煙霧暴露建立COPD細(xì)胞凋亡模型。在模型建立期間每月兩次將 BMSC(每注射1 × 10 6 個(gè)細(xì)胞)移植到體內(nèi)。
結(jié)果:模型組凋亡蛋白cleaved caspase-8、cleaved caspase-3和cleaved PARP-1含量高于對(duì)照組(p ?< 0.05),而CXCR4-BMSC組顯著低于模型組(p ?< 0.05)。
結(jié)論:在COPD模型建立過(guò)程中移植過(guò)表達(dá)CXCR4蛋白的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 可通過(guò)外在途徑抑制細(xì)胞凋亡,從而延緩COPD的進(jìn)展。
干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺病的臨床研究進(jìn)展
截止2024年8月14日,在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的最大臨床試驗(yàn)注冊(cè)庫(kù)clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊(cè)的有關(guān)干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺病臨床研究項(xiàng)目有15項(xiàng)。其中國(guó)內(nèi)項(xiàng)目占據(jù)2項(xiàng)。
干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺病的安全性
干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺疾?。–OPD)在臨床研究中顯示出較好的安全性和耐受性,但也可能存在一些潛在的副作用和風(fēng)險(xiǎn):
- 輕微不適反應(yīng):部分患者在接受干細(xì)胞治療后可能會(huì)出現(xiàn)輕微的不適反應(yīng),如注射部位的疼痛、紅腫等。
- 免疫排斥反應(yīng):干細(xì)胞在體內(nèi)遷移和分化過(guò)程中,可能引起免疫排斥反應(yīng)。盡管間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)具有較低的免疫原性,但仍需注意免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn)。
- 免疫調(diào)節(jié)功能:干細(xì)胞治療自閉癥的免疫調(diào)節(jié)功能可能會(huì)影響患者的免疫系統(tǒng),但目前的研究顯示,這種影響通常是積極的,有助于減輕炎癥和改善癥狀。
干細(xì)胞治療慢性阻塞性肺疾病的副作用相對(duì)較少,且在研究中被認(rèn)為是安全的。但患者在接受干細(xì)胞治療前應(yīng)與醫(yī)生詳細(xì)討論,并進(jìn)行全面評(píng)估。
結(jié)論
干細(xì)胞治療為慢性阻塞性肺病患者提供了一種新的治療選擇,有望改善患者的肺功能和生活質(zhì)量。隨著研究的深入和技術(shù)的成熟,我們期待干細(xì)胞治療能夠在慢性阻塞性肺病治療中發(fā)揮更大的作用,為患者帶來(lái)更加有效的治療手段。
本綜述認(rèn)為,目前干細(xì)胞移植治療慢性阻塞性肺病的技術(shù)遲遲未上市的原因有:
- 許多干細(xì)胞治療產(chǎn)品仍處于臨床前研究或臨床試驗(yàn)階段,需要完成一系列臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其安全性和有效性。
- 干細(xì)胞治療受到嚴(yán)格的法規(guī)和政策監(jiān)管。例如,中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布了《人源性干細(xì)胞及其衍生細(xì)胞治療產(chǎn)品臨床試驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)》,為干細(xì)胞相關(guān)產(chǎn)品臨床試驗(yàn)提供技術(shù)指導(dǎo)。
- 干細(xì)胞制劑的質(zhì)量控制要求非常嚴(yán)格,包括細(xì)胞采集、分離、培養(yǎng)基的選擇、細(xì)胞庫(kù)的建立、細(xì)胞特性的檢測(cè)等。
- 即使干細(xì)胞治療在臨床試驗(yàn)中顯示出潛力,也需要獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)的審批才能上市。
因此,未來(lái)的研究需要集中在提高干細(xì)胞治療的安全性、有效性和可及性,以實(shí)現(xiàn)其在臨床上的廣泛應(yīng)用。
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