間充質(zhì)干細(xì)胞起源：在1960年代，F(xiàn)riedenstein等人確定了在體外形成克隆集落的成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞群（CFU-F，集落形成單位-成纖維細(xì)胞）。Friedenstein?的觀察發(fā)現(xiàn)了一種特定類型的細(xì)胞，目前稱為間充質(zhì)干細(xì)胞?(MSC)。MSC是原代的、非特化的、非造血的、可塑性貼壁細(xì)胞，具有巨大的增殖潛力以及自我更新和分化的能力。

2006年，國(guó)際細(xì)胞治療學(xué)會(huì) (ISCT) 提出了定義人類多能間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞的基本標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)其名稱演變?yōu)镸SC。除了它們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)條件下的塑料粘附特性和三系分化成成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的能力外，>95%的MSCs群體對(duì)三種特異性表面標(biāo)記呈陽(yáng)性——CD73 (SH3/4)、CD90 (Thy-1) ), 和CD105 (SH2)——并且不表達(dá)CD45、CD34、CD14、CD11b、CD79a、CD19或主要組織相容性復(fù)合體 (MHC) II類。

目前，正在研究干細(xì)胞在治療許多無(wú)法治愈的疾病中的潛在廣泛用途。如今，現(xiàn)代治療策略愿意使用來(lái)自不同來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)。

研究人員越來(lái)越意識(shí)到間充質(zhì)干細(xì)胞的性質(zhì)及其使用的新可能性。由于它們的特性，尤其是它們自我再生、分化成多個(gè)細(xì)胞譜系和參與免疫調(diào)節(jié)的能力，間充質(zhì)干細(xì)胞已成為開發(fā)現(xiàn)代有效的未來(lái)治療策略的有前途的工具。間充質(zhì)干細(xì)胞的巨大潛力和可用性允許它們?cè)谥委熢S多不治之癥方面的各種臨床應(yīng)用。除了它們的許多優(yōu)點(diǎn)和益處之外，關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞的使用仍然存在一些問(wèn)題。間充質(zhì)干細(xì)胞的作用機(jī)制是什么？他們?nèi)绾蔚竭_(dá)目的地？間充質(zhì)干細(xì)胞臨床使用安全嗎？這些是當(dāng)間充質(zhì)干細(xì)胞被視為治療工具時(shí)出現(xiàn)的主要問(wèn)題。

間充質(zhì)干細(xì)胞的來(lái)源

間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells,MSC）是具有自我更新能力，并具備多種分化潛能的多能干細(xì)胞，它可以分化為多種類型的細(xì)胞。

同時(shí)，其容易從多種組織獲取和分離，如：骨髓、脂肪組織、牙髓及牙周膜、真皮、關(guān)節(jié)滑膜等；在體內(nèi)和體外的特定誘導(dǎo)條件下——分化為：脂肪、骨骼、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經(jīng)、肝臟、心肌、內(nèi)皮、甚至血液等多種組織細(xì)胞。

說(shuō)白了，間充質(zhì)干細(xì)胞就好比“孫悟空身上的毛”般千變?nèi)f化。并且只要有血管的地方就有間充質(zhì)，它附著于毛細(xì)血管保護(hù)皮膚，同時(shí)增加皮膚免疫功能。

間充質(zhì)干細(xì)胞有“隨心而變”的特點(diǎn)——包括易于獲取、體外增殖快、凍存后活性損失小、低免疫原性和無(wú)毒副作用。多年來(lái)，間充質(zhì)干細(xì)胞被廣泛應(yīng)用于多種疾病的治療性研究。

間充質(zhì)干細(xì)胞獨(dú)特優(yōu)勢(shì)——成為細(xì)胞治療的主要參與者

• 1.臍帶中的間充質(zhì)干細(xì)胞更原始，有更強(qiáng)的增殖分化能力。
• 2.間充質(zhì)干細(xì)胞可分化為各種類型的功能細(xì)胞，用于治療多種疾病，不產(chǎn)生腫瘤。
• 3.間充質(zhì)干細(xì)胞潛伏性病毒和病原微生物的感染及傳播率較低。
• 4.采集對(duì)產(chǎn)婦及新生兒無(wú)任何危害損傷。間充質(zhì)干細(xì)胞易于保存和運(yùn)輸，倫理爭(zhēng)議少。
• 5.間充質(zhì)干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用，使用時(shí)無(wú)需嚴(yán)格配型，適用于家族三代以內(nèi)親屬。

目前，許多研究集中在MSCs在細(xì)胞治療中的應(yīng)用。MSC被用作治療關(guān)節(jié)退行性變化以及重建骨骼和軟骨的工具，并用于整形外科、美容醫(yī)學(xué)、心血管疾病、內(nèi)分泌和神經(jīng)系統(tǒng)疾病、細(xì)胞移植以及受損肌肉骨骼組織的修復(fù)。由于這些細(xì)胞的特殊性質(zhì)，例如它們的快速增殖、高分化能力和遷移到損傷部位的能力，正在測(cè)試新的臨床應(yīng)用。

BM-MSC是臨床環(huán)境中最常用的。

BM-MSC也首先被美國(guó)食品和藥物管理局注冊(cè)為一種名為“Prochymal”的抗移植物抗宿主病藥物。

最新盤點(diǎn)｜那些全球已上市的干細(xì)胞藥物，你知道幾個(gè)？

成人間充質(zhì)干細(xì)胞 (Prochymal?) 在治療患有嚴(yán)重難治性急性移植物抗宿主病的兒科患者中的療效和安全性

2017年，“Alofisel”被歐洲藥品管理局注冊(cè)用于治療復(fù)雜性肛周瘺管。該藥物基于擴(kuò)增的脂肪干細(xì)胞。

在這兩種情況下，藥物都是同種異體的，這提供了其他自體產(chǎn)品的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榭梢栽诎l(fā)布前對(duì)安全性和效力進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試。如今，其他來(lái)源的MSC也用于臨床治療。

波蘭克拉科夫雅蓋隆大學(xué)醫(yī)學(xué)院心臟血管疾病系使用沃頓果凍分離的間充質(zhì)干細(xì)胞治療急性心肌梗死患者，顯示了該療法的安全性和可行性。

目前，我們正在進(jìn)行以WJ-MSCs為基礎(chǔ)的產(chǎn)品“CardioCell”在三個(gè)適應(yīng)癥中的II/III期隨機(jī)、雙盲臨床試驗(yàn)：急性心肌梗死（AMI-Study，EudraCT?Number：2016-004662）?-25）、慢性缺血性心力衰竭（CIHF-Study，EudraCT編號(hào)：2016-004683-19）和非選擇性嚴(yán)重肢體缺血（NO?CLI-Study，EudraCT編號(hào)：2016-004684-40）。

然而，應(yīng)該指出的是，盡管我們對(duì)它們的體外特性有很多了解，但我們對(duì)MSCs的體內(nèi)行為知之甚少。由于它們具有區(qū)分能力，它們可以直接起作用，也可以通過(guò)產(chǎn)生和分泌許多增強(qiáng)受損組織內(nèi)源性再生潛力的因子間接起作用。

干細(xì)胞治療的新方法是使用細(xì)胞外囊泡 (EV)，它可以用作MSC的替代品。EV作為治療載體具有旁分泌作用，無(wú)需細(xì)胞直接參與。它們從干細(xì)胞中釋放出來(lái)，并向目標(biāo)位點(diǎn)提供許多成分，例如 mRNA、DNA和蛋白質(zhì)。

間充質(zhì)干細(xì)胞的遷移和歸巢

間充質(zhì)干細(xì)胞的治療效果取決于它們到達(dá)受傷部位的能力，這是由于它們能夠遷移、粘附和移植到目標(biāo)組織中。有幾個(gè)因素會(huì)影響?MSCs歸巢的治療效果。其中，培養(yǎng)條件、傳代數(shù)、供體年齡、分娩方式和宿主接受性起著重要作用。已經(jīng)表明，與體外培養(yǎng)的細(xì)胞相比，新鮮分離的細(xì)胞具有更高的植入效率，這可能是細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件中經(jīng)歷的老化/分化過(guò)程的結(jié)果。培養(yǎng)條件對(duì)歸巢能力也有重大影響，因?yàn)樗鼈兛梢孕薷膮⑴c此過(guò)程的表面標(biāo)記的表達(dá)。例如，趨化因子受體CXCR4參與MSC的遷移。

細(xì)胞療法的功效在很大程度上取決于遞送方法。

最常用的間充質(zhì)干細(xì)胞給藥方法是靜脈輸注。然而，在細(xì)胞到達(dá)它們的目標(biāo)之前，大多數(shù)細(xì)胞被困在各種器官的毛細(xì)血管中，尤其是在肺部。這種磨損可以解釋為MSC是相對(duì)較大的細(xì)胞并表達(dá)各種粘附分子。盡管MSCs可以被困在肺部，但大量證據(jù)表明它們能夠歸巢到受傷的組織。有趣的是，最近的數(shù)據(jù)還表明，盡管存在與靜脈內(nèi)輸注相關(guān)的問(wèn)題，但這種途徑的療效與其他MSC遞送方式相似。

在某些情況下，動(dòng)脈內(nèi)注射似乎是一種更有效的途徑。已經(jīng)表明，與通過(guò)股靜脈給藥相比，通過(guò)頸內(nèi)動(dòng)脈遞送MSCs更有效地促進(jìn)了它們的遷移和歸巢到受傷的大腦中。與這種遞送途徑相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)包括可能在微血管中出現(xiàn)的閉塞。當(dāng)MSC被直接輸送到受損區(qū)域附近的心臟時(shí)，到達(dá)梗塞周圍區(qū)域的細(xì)胞數(shù)量要高得多。

正如已經(jīng)提到的，有效的間充質(zhì)干細(xì)胞的治療的必要條件是細(xì)胞到達(dá)損傷部位并回到受影響的組織。毫無(wú)疑問(wèn)，特定受體和粘附分子以及與內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用在這種遷移和歸巢中起著至關(guān)重要的作用。細(xì)胞粘附蛋白在質(zhì)膜中表達(dá)，例如整合素，其參與細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)蛋白?(EMC)?的粘附，例如膠原蛋白、纖連蛋白和層粘連蛋白。體內(nèi)研究表明，MSC表現(xiàn)出趨化特性，并且在靜脈注射后能夠附著于內(nèi)皮細(xì)胞并在內(nèi)皮細(xì)胞之間向受損組織遷移，以響應(yīng)在炎癥條件下上調(diào)的因子。然而，它們的跨內(nèi)皮遷移?(TEM)、滲出以及歸巢到損傷和炎癥部位的詳細(xì)機(jī)制尚未得到詳細(xì)解釋。據(jù)推測(cè)，這種機(jī)制可能類似于白細(xì)胞的機(jī)制（圖2)?但在不同粘附分子的參與下進(jìn)行。

間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫學(xué)特性

人們普遍認(rèn)為間充質(zhì)干細(xì)胞不顯示免疫原性，因此可以將它們移植到同種異體宿主而不需要免疫抑制。它們的作用機(jī)制基于它們的免疫調(diào)節(jié)特性和免疫抑制活性。它們能夠抑制免疫系統(tǒng)不同細(xì)胞的增殖和激活。

動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)結(jié)果表明間充質(zhì)干細(xì)胞能有效治療多種免疫疾病。間充質(zhì)干細(xì)胞的體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)均表明，間充質(zhì)干細(xì)胞能抑制T細(xì)胞、B細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞的過(guò)度免疫反應(yīng)。

間充質(zhì)干細(xì)胞療法的安全性

迄今為止，已經(jīng)進(jìn)行了許多研究來(lái)調(diào)查間充質(zhì)干細(xì)胞的療法的安全性。臨床試驗(yàn)表明，體外培養(yǎng)的人類間充質(zhì)干細(xì)胞不易受到不良變化的影響。

2012年，加拿大渥太華大學(xué)麻醉學(xué)系使用BM-MSC的臨床試驗(yàn)。在對(duì)36項(xiàng)研究進(jìn)行全面分析后，他們發(fā)現(xiàn)MSCs的使用與致瘤潛力之間沒(méi)有關(guān)系，并且沒(méi)有報(bào)告該療法的嚴(yán)重副作用。

Karussis等人還研究了MSCs治療的安全性和影響。多發(fā)性硬化癥和肌萎縮側(cè)索硬化癥患者。在34名接受檢查的患者中，在一項(xiàng)持續(xù)25個(gè)月的研究中，沒(méi)有觀察到治療引起的嚴(yán)重不良反應(yīng)。

此外，移植后1年對(duì)20名患者進(jìn)行了檢查，MRI結(jié)果未顯示任何令人不安的變化。然而，將需要更多關(guān)于使用MSCs療法的安全性的長(zhǎng)期研究和觀察。

間充質(zhì)干細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)

目前，有關(guān)間充質(zhì)干細(xì)胞的治療方法已經(jīng)研究了數(shù)十年，許多臨床研究已經(jīng)完成或正在進(jìn)行中。與其他干細(xì)胞相比，MSC在具有多項(xiàng)分化潛能的同時(shí)，幾乎沒(méi)有成瘤性和致瘤性；也不存在倫理問(wèn)題，因?yàn)樗菀讖亩喾N組織獲取分離，如：骨髓、脂肪組織，臍帶等。

結(jié)束語(yǔ)：間充質(zhì)干細(xì)胞無(wú)疑是治療許多疾病的巨大希望。由于它們的獨(dú)特特性，例如易于分離和培養(yǎng)、在許多組織中的可用性、它們的免疫調(diào)節(jié)特性以及它們的使用不會(huì)引起倫理問(wèn)題，因此它們比胚胎干細(xì)胞具有很大的優(yōu)勢(shì)。我們相信它們可以用于自體和同種異體移植。盡管有大量的體外和體內(nèi)研究表明，間充質(zhì)干細(xì)胞遷移和歸巢的機(jī)制需要進(jìn)一步詳細(xì)研究。毫無(wú)疑問(wèn)，這些細(xì)胞可以遷移并回到受損組織。

未來(lái)需要長(zhǎng)期研究和觀察來(lái)研究間充質(zhì)干細(xì)胞療法的長(zhǎng)期影響，包括負(fù)面影響。根據(jù)我們的數(shù)據(jù)，間充質(zhì)干細(xì)胞的同種異體臨床應(yīng)用似乎是再生醫(yī)學(xué)中有前途的工具。

參考資料：Karussis D, Karageorgiou C, Vaknin-Dembinsky A, Gowda-Kurkalli B, Gomori JM, Kassis I, Bulte JW, Petrou P, Ben-Hur T, Abramsky O, Slavin S. Safety and immunological effects of mesenchymal stem cell transplantation in patients with multiple sclerosis and amyotrophic lateral sclerosis. Arch Neurol. 2010 Oct;67(10):1187-94. doi: 10.1001/archneurol.2010.248. PMID: 20937945; PMCID: PMC3036569.