類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 (RA) 是一種慢性滑膜炎,其特征是關(guān)節(jié)發(fā)炎、滑膜關(guān)節(jié)損傷和隨時(shí)間惡化的殘疾。引發(fā)和促進(jìn)RA進(jìn)展的基本致病機(jī)制可能是由于免疫穩(wěn)態(tài)失衡導(dǎo)致的全身和滑膜炎癥,可能涉及遺傳和環(huán)境因素。
在BeSt研究中,508名RA患者接受了激素、疾病緩解抗風(fēng)濕藥 (DMARD) 或生物制劑的治療,并接受了長達(dá)5年的隨訪;根據(jù)研究結(jié)果,超過50%的RA患者在治療后未達(dá)到臨床緩解。因此,盡管醫(yī)學(xué)取得了巨大進(jìn)步,但仍存在以下問題:
1、一些患者不能耐受DMARD或生物制劑;
2、 生物制劑價(jià)格昂貴,會(huì)削弱免疫系統(tǒng),從而可能增加感染的風(fēng)險(xiǎn)。因此,迫切需要RA患者的新治療選擇。
間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 是源自骨髓或其他結(jié)締組織(例如臍帶)的多能細(xì)胞;MSC具有自我更新和分化為間充質(zhì)組織的能力。除了它們的分化能力外,MSC還對許多疾病具有免疫調(diào)節(jié)作用。MSCs可以抑制活化的外周血單核細(xì)胞 (PBMC) 和T淋巴細(xì)胞的增殖,從而誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 (Treg) 分化并抑制T輔助細(xì)胞17 (Th17) 細(xì)胞功能;?正是通過這些機(jī)制,MSCs對RA發(fā)揮了免疫調(diào)節(jié)作用。MSC的免疫調(diào)節(jié)能力被認(rèn)為取決于干擾素-γ (IFN-γ) 誘導(dǎo)的吲哚胺2,3-雙加氧酶 (IDO)。
間充質(zhì)干細(xì)胞獨(dú)特的免疫調(diào)節(jié)特性使其成為組織修復(fù)的有前途的候選細(xì)胞療法,有可能用于治療免疫疾病,如移植物抗宿主病 (GVHD) 和自身免疫性疾病,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡 (系統(tǒng)性紅斑狼瘡);?然而,使用間充質(zhì)干細(xì)胞移植 (MSCT) 治療RA的結(jié)果相互矛盾,間充質(zhì)干細(xì)胞移植對同一疾病的臨床療效存在巨大的個(gè)體差異,但其原因尚不清楚。為了間充質(zhì)干細(xì)胞移植的廣泛臨床應(yīng)用,需要更好地了解MSC的生物學(xué)特性。該信息將有助于闡明間充質(zhì)干細(xì)胞的移植免疫調(diào)節(jié)機(jī)制并提高臨床療效。
間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療活動(dòng)性類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的療效研究
在這項(xiàng)研究中,我們旨在確定間充質(zhì)干細(xì)胞移植在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者中的不同臨床療效,并確定一種可能的血清生物標(biāo)志物來預(yù)測間充質(zhì)干細(xì)胞移植的治療效果。
治療方案:患者被隨機(jī)分為MSCT組和對照組?;颊呓邮?×106個(gè)細(xì)胞/kg體重的50mL含1%白蛋白的生理鹽水作為治療,或接受50mL不含UCMSCs的含1%白蛋白的生理鹽水作為對照,通過靜脈輸注。如果患者的狀況繼續(xù)改善,則使用停藥時(shí)間表按以下順序逐漸減少常規(guī)藥物治療:醋酸潑尼松,然后是NSAID和DMARD。所有治療修改均由負(fù)責(zé)的風(fēng)濕病學(xué)家同意。
疾病狀態(tài)評估:所有患者在第1、2、3、4、12、24和48周時(shí)返回進(jìn)行預(yù)定的隨訪。在這些時(shí)間點(diǎn)檢查并記錄患者的不良事件、一般身體狀況、血清學(xué)指標(biāo)和Treg/Th17細(xì)胞比值。在基線和每位患者的每次隨訪時(shí)評估28關(guān)節(jié)疾病活動(dòng)評分 (DAS28) 和健康評估問卷 (HAQ)。
結(jié)果
安全評價(jià)
間充質(zhì)干細(xì)胞移植期間或之后未發(fā)生嚴(yán)重的急性不良事件。沒有患者發(fā)生移植物抗宿主?。℅VHD),也沒有發(fā)生嚴(yán)重感染。血常規(guī)、肝腎功能分析、胸片、尿液分析或心電圖均未發(fā)現(xiàn)明顯異常。
48周后,反應(yīng)組 (n=28) 顯示血紅蛋白和白蛋白水平顯著升高,血小板水平降低;這些發(fā)現(xiàn)表明免疫功能得到改善(表1)。
疾病活動(dòng)評估
間充質(zhì)干細(xì)胞移植后隨訪12周,MSCT組28例患者臨床癥狀迅速改善,疾病活動(dòng)度下降,藥物用量下降。 同時(shí)C反應(yīng)蛋白 (CRP) 水平和紅細(xì)胞沉降率 (ESR) 的降低一致,反應(yīng)組的HAQ和DAS28值在MSCT后12周顯著降低(圖 2)。這些發(fā)現(xiàn)表明疾病狀況有所改善。此外,反應(yīng)組中的大多數(shù)患者無需連續(xù)給藥即可維持這些治療效果長達(dá)48周。然而,2名 (8%) 患者出現(xiàn)復(fù)發(fā),表現(xiàn)為24周時(shí)ESR和CRP水平升高以及關(guān)節(jié)腫脹和疼痛。此外,在MSCT后反應(yīng)組的23名患者成功逐步減少醋酸潑尼松劑量(圖2e) 。
血清學(xué)自身抗體譜發(fā)現(xiàn)
為了進(jìn)一步研究MSCT的治療效果,在MSCT前后檢測自身抗體,包括抗CCP和RF水平。反應(yīng)組移植后抗 CCP和RF水平降低(圖3a和圖3b),但是,這些變化在統(tǒng)計(jì)上并不顯著。
免疫功能
RA是一種病因不明的嚴(yán)重、進(jìn)行性、全身性炎癥性疾病。RA的發(fā)展與免疫系統(tǒng)疾病密切相關(guān),免疫系統(tǒng)疾病主要?dú)w類為免疫穩(wěn)態(tài)失衡。
進(jìn)一步的測試表明,與無反應(yīng)組和對照組相比,反應(yīng)組中 CD4+CD25+Foxp3+Tregs的百分比增加,CD4+IL-17A+Th17細(xì)胞的百分比降低(圖3C)。這些發(fā)現(xiàn)支持MSCs在調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。特別是,CD4+CD25+Foxp3+Treg與CD4+IL-17A+ Th17 細(xì)胞 (Treg/Th17) 的低比例表明免疫狀態(tài)不平衡和炎癥微環(huán)境過度。在MSCT前的所有患者中都觀察到這種低比率,但在MSCT后反應(yīng)組中逐漸逆轉(zhuǎn)(圖3d)。
炎癥微環(huán)境
由于免疫狀態(tài)不平衡,RA患者的特征通常是促炎微環(huán)境,包括高水平的白細(xì)胞介素 (IL)-6和腫瘤壞死因子-α (TNF-α)(圖4a, b) 和低水平的IL-10(圖4C)。MSCT后,反應(yīng)組患者的免疫平衡得到改善,表現(xiàn)為IL-6和 TNF-α 水平降低(圖4a, b) 和IL-10水平增加(圖4C)。IL-6和TNF-α水平逐漸降低,而IL-10水平在4周時(shí)顯著升高,然后在MSCT后逐漸降低至正常水平。然而,未觀察到IL-1β、IL-2R 和IL-8水平的顯著變化(圖4d-f)。
IFN-γ預(yù)測間充質(zhì)干細(xì)胞移植對類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的臨床反應(yīng)
在我們的單一臨床研究中,同種異體間充質(zhì)干細(xì)胞移植的臨床反應(yīng)率為54% (28/52)。
討論
在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中可以發(fā)現(xiàn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞數(shù)量的減少,并且這種減少隨著疾病進(jìn)展變得更加嚴(yán)重。最近的研究表明,間充質(zhì)干細(xì)胞可以改善類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者和動(dòng)物模型的關(guān)節(jié)炎,并且間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫抑制作用可能會(huì)被關(guān)閉甚至轉(zhuǎn)換為刺激作用。我們目前的研究證實(shí)了間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的臨床安全性和有效性。然而,與研究設(shè)計(jì)一致,j的臨床療效差異很大。間充質(zhì)干細(xì)胞移植后12周,間充質(zhì)干細(xì)胞移植組中54%的患者獲得了良好或中等反應(yīng),而間充質(zhì)干細(xì)胞移植組中另外46%的患者沒有臨床反應(yīng)。
靜脈輸注臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞是一種安全有效的做法,可以提高免疫功能和血清學(xué)指標(biāo)。除了通過DAS28值和HAQ評分評估的疾病活動(dòng)顯著降低外,MSC輸注還逆轉(zhuǎn)了炎癥微環(huán)境并重新平衡了免疫系統(tǒng)。
在MSCT反應(yīng)組中,獲得了臨床獲益的證據(jù),臨床表現(xiàn)的改善可能與Treg/Th17比率增加有關(guān),這導(dǎo)致炎癥細(xì)胞因子表達(dá)、ESR 和CRP水平降低。這些結(jié)果表明,抗炎以及改善的免疫調(diào)節(jié)和誘導(dǎo)的免疫耐受可能是MSCT的主要機(jī)制。然而,MSCs在體內(nèi)的作用不是永久性的。在目前的研究中,8%的患者在先前的良好或中度反應(yīng)后24周時(shí)疾病復(fù)發(fā)。疾病活動(dòng)指數(shù),如ESR和CRP水平,略微恢復(fù)到基線水平,同時(shí)伴有復(fù)發(fā)性關(guān)節(jié)腫脹和疼痛。由于 MSC輸注在臨床應(yīng)用中的安全性,部分復(fù)發(fā)的RA患者可能需要在6個(gè)月后再次輸注MSC。
結(jié)論
在本研究中,我們證明(1)同種異體間充質(zhì)干細(xì)胞移植是安全的,因?yàn)樵陂g充質(zhì)干細(xì)胞移植期間或之后沒有觀察到嚴(yán)重的不良事件;
(2) 間充質(zhì)干細(xì)胞移植對部分類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者有效,DAS28值、HAQ評分、CRP水平和ESR的降低表明
(3) 間充質(zhì)干細(xì)胞移植改善了對治療有反應(yīng)的患者的自身抗體譜;
(4)間充質(zhì)干細(xì)胞移植的潛在機(jī)制很可能是MSCs的抗炎或免疫調(diào)節(jié)作用,以及恢復(fù)免疫平衡和耐受性;
(5)血清IFN-γ水平可能是預(yù)測間充質(zhì)干細(xì)胞對RA患者治療效果的關(guān)鍵因素。