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间充质干细胞治疗肝衰(间充质干细胞抗衰老)

充质干细胞 2023年03月15日 04:16 im

本篇文章给大家谈谈间充质干细胞治疗肝衰,以及间充质干细胞抗衰老对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

干细胞可以治疗哪些疾病?

目前研究证明干细胞能够治疗的疾病已经达到200余种,其中大多数属于慢性疾病。

1、糖尿病

治疗机理:利用表型为间充质干细胞的牙髓干细胞 ,在体内可通过其“归巢”特性,促进胰岛功能恢复,减少胰岛β细胞凋亡、促进胰岛β细胞的增殖与转分化,增强胰岛功能及改善胰岛素抵抗,通过此种方式治疗糖尿病。

2、肝硬化

治疗机理:肝部纤维化的原因是由于肝星状细胞(hepatic stellate cell, HSC) 被激活并转换为具有增殖性的α平滑肌动蛋白(αsmooth muscle actin, α-SMA) 阳性的肌成纤维细胞样, 同时可以产生大量细胞外基质来促进纤维化形成,抗肝纤维化的治疗核心靶点是活化的肝星状细胞。间充质干细胞用于肝纤维化及肝硬化治疗也主要是针对其直接或间接的对肝星状细胞的调控作用来实现。在相关机制方面, 基于细胞水平的体外试验发现, 间充质干细胞可以分泌抗凋亡及抗炎症细胞因子, 从而抑制肝星状细胞的激活。

3、脑卒中

治疗机理:干细胞经过定向引导可以分化神经元细胞弥补因卒中而大量凋亡的脑细胞,改善脑血循环、促进脑代谢、修复受损的脑组织、恢复神经功能。

4、阿尔兹海默症(老年痴呆)

治疗机理:老年痴呆的病理特征为大脑皮层萎缩且蛋白沉积、记忆性神经元减少,而干细胞具有多向分化潜能,可以分化为神经元和神经胶质细胞等。干细胞以其极强的增殖能力和归巢性替代受损伤的脑细胞,经过体外增殖培养后,回输到患者脑内干细胞自行迁移并分化为神经元。干细胞可以分泌多种神经营养因子,促进损伤细胞的修复,增强神经突触之间的联系,建立新的神经环路。

5、关节炎

治疗机理:干细胞具有强大的自我更新增殖能力及分化潜能,具有成软骨功能,能在体内微环境作用下主动迁移至受损部位进行软骨修复重建,且可分泌多种生物活性分子,具有调节免疫和抗炎作用,这些特点可减轻和缓解骨关节炎的临床症状,从根本上改善关节炎患者的软骨缺陷,提升疗效的同时也降低患者治疗过程中的痛苦和副作用。(新华社报道)

上述这些疾病是干细胞治疗的冰山一角,研究表明干细胞还可以治疗帕金森、退行性硬化病、白血病及其他血液疾病、银屑病等疑难杂症。

干细胞作为医学研究的重要生物资源,不但在应用上范围越来越广,随着医学研究的发展,干细胞被发现存在于骨髓、脂肪、牙齿中,其中牙齿中的牙髓干细胞细胞活性是其他干细胞的3倍。随着生物医学技术的发展,不但干细胞的来源更加广泛,干细胞也可以进行提前存储,如果你错过了脐带血干细胞存储那不如考虑一下乳牙牙髓干细胞存储。

参考资料:

1、裴雪涛.干细胞生物学:科学出版社,2003:4-15

2、许忆峰. 人乳牙牙髓干细胞联合高压氧治疗2型糖尿病大鼠疗效观察与机制探讨[D].中国人民解放军海军军医大学,2019.

3、郭世民,魏巍.间充质干细胞用于肝纤维化及肝硬化治疗的研究进展[J].肝脏,2017,22(06):551-553.

4、解读:干细胞治疗骨关节炎最新进展 .北科生物搜狐号。

间充质干细胞能治哪些病

间充质干细胞【mesenchymal stem cells,MSC】是干细胞家族的重要成员,它在特定的诱导条件下,可分化为脂肪、骨、肌肉、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞,是理想的种子细胞,可用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复。

间充质干细胞临床应用于解决多种血液系统疾病,心血管疾病,肝硬化,神经系统疾病,膝关节半月板部分切除损伤修复,自身免疫性疾病等方面取得了重大突破,挽救了更多病患的生命。此外,间充质干细胞在神经系统修复及更多方面具有长远的发展前景。

美国FDA已批准了近60项临床试验,主要包括以下几个方面。

1.造血干细胞移植:增强造血功能;促使造血干细胞移植物的植入;治疗移植物抗宿主病。

2.组织损伤的修复:骨、软骨、关节损伤、心脏损伤;肝脏损伤;脊髓损伤和神经系统疾病。

3.自身免疫性疾病:系统性红斑狼疮、硬皮病、炎性肠炎等。

4.作为基因治疗的载体。

其中移植物抗宿主病、克隆氏病的治疗在美国已经进入到三期临床阶段。我国已开始用间充质干细胞治疗临床上一些难治性疾病,如脊髓损伤、脑瘫、肌萎缩侧索硬化症、系统性红斑狼疮、系统性硬化症、克隆氏病、中风、糖尿病、糖尿病足、肝硬化等,根据初步的临床报告,间充质干细胞对这些疾病的治疗都取得明显的疗效。

请问PT-干细胞是怎么回事??

干细胞是一类非特异性的细胞类型,具有自我更新和分化潜能,在一定条件下可以跨系跨胚层分化为多种组织细胞,甚至可以分化成多种组织器官,医学界称其为“万用细胞”。

干细胞可以从常用的四种来源取得:胚胎(主要用于基础研究)、胎盘及其附属物,骨髓,成体组织(包含外周血)。目前用于临床干细胞来源主要有三种:自体外周血、自体骨髓、胎盘及其附属物。

干细胞具有很强的可塑性,能跨系跨胚层分化为多种组织细胞,目前干细胞技术治疗的主要疾病包括:

(1)帕金森病 ;

(2)脑梗塞、脑出血、脑外伤、脊髓损伤后的截瘫;

(3)肌萎缩侧索硬化症、脊髓性肌萎缩、多发性硬化;

(4)老年痴呆症、脑发育不全、脑萎缩、共济失调;

(5)长期昏迷、植物生存状态;

(6)脑瘫、小儿缺血缺氧性脑病、智力低下;

(7)脊髓炎后遗症等神经系统疾病;

(8)糖尿病及其并发症;

(9)股骨头坏死;

(10)视神经发育不全等等。

肝病:成效显著的干细胞疗法

肝脏的功能:

肝(Liver)是人体最大的腺体,其功能极为复杂和重要,具有分泌胆汁、分解糖与储存糖原、解毒及吞噬防御等功能。

肝脏是人体以代谢功能为主,类似加工厂,其主要生物学功能包括以下几点:

解毒功能:人体内大部分毒性物质均在肝脏被分解代谢为无毒或低毒性物质,其方式包括氧化、水解、还原等。如果肝脏严重受损或慢性肝病,如肝硬化、肝炎等,导致肝功能下降,毒性物质会在肝脏累积,进一步加重肝脏损伤并引起其他功能器官代偿性受累。

分泌功能:主要分泌胆汁,肝脏细胞生成胆汁,储存在胆囊中,当小肠内食物需要消化时,胆囊自动收缩,排入肠道以帮助食物消化吸收。肝功能减退或胆管阻塞时,消化功能会受此影响,胆管阻塞致使胆汁回流血压会出现黄疸,表现为皮肤黏膜变黄。除此之外,干细胞还分泌肝细胞生长因子等促进肝细胞分裂增殖。

代谢功能:主要包括分解代谢、合成代谢、能量代谢三方面。人体摄入的碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素等,吸收后输送到肝脏,在肝脏组织被分解为氨基酸、脂肪酸、葡萄糖等小分子化合物,再根据人体需要合成所需蛋白质、碳水化合物和脂肪,从而调节人体代谢与能量平衡,是三大代谢物转化利用的场所,如果肝功能受损,代谢平衡就会失调,引发代谢异常性疾病。

免疫防御功能:除肝脏的解毒功能外,肝脏还有一些具有吞噬功能的吞噬细胞,其主要是吞噬、消化处理血液颗粒物,后经免疫进一步清楚;除此之外肝脏内淋巴细胞也十分丰富,在机体产生炎症反应时,一部分可被运到肝脏。

肝脏具有强大的再生能力,小鼠实验中切除其三分之二肝脏,约在两个月会成长为原来大小,其功能得到恢复。肝脏如此惊人的再生能力与肝脏干细胞有关,目前已证实其涉及肝细胞、肝脏干细胞、骨髓干细胞等。

正常组织更新的肝脏更新是靠肝脏原位干细胞分裂介导,在肝脏受到轻微损伤时便可由自身经多种生长因子和转录调控参与,激活肝细胞再生,使肝脏体积和功能得到恢复。当肝脏损伤十分严重,如肝脏大部分 肝组织切除、严重肝坏死等,其肝脏的再生则需要肝肝细胞及肝外循环的造血干细胞等进入肝脏,后进一步分化为肝细胞。

肝损伤是一种临床上常见的疾病,全球约有17亿人患有不同类型的肝病,因各种理化因素均可导致肝损伤,严重或持续性肝损伤最终可导致肝功能衰竭,甚至危及生命。肝病主要包括机械性肝损伤、病毒性肝炎、酒精性肝病、脂肪性肝病、自身免疫性肝病、肝硬化和肝癌等,尤其是病毒性肝病、肝硬化、肝癌和自身免疫性肝病的治疗,现代医学手段往往治疗效果有限,很难取得理想的治疗效果。

肝硬化(Liver cirrhosis,LC)是临床上常见的慢性进行性肝病,是由一种或多种病因长期或反复作用造成的弥漫性肝脏损害。引起肝硬化的病因很多,主要是由病毒性肝炎所致,如乙型肝炎、丙型肝炎等,另外还有酒精肝、脂肪肝、胆汁淤积、药物、营养等方面的因素长期损害所致。每年死于肝硬化的患者达数十万人。

中晚期肝病通常累积广泛肝细胞,其再生能力下降,造成肝功能失代偿并最终导致肝功能衰竭,也是肝脏疾病的终末表现。目前对于中晚期肝病的治疗,主要有内科综合保肝治疗,但效果欠佳,病死率很高;生物人工肝系统治疗、但干细胞来源不足、存在免疫排斥反应;原位肝移植是唯一有效办法,但肝源有限,价格昂贵,极少部分可接受移植治疗。与这些治疗方案相比,因此进行干细胞移植能使受损肝脏细胞得以补充,因 其具有很强的自我更新能力、独特的免疫调节作用和跨胚层多向分化潜能,可以使组织功能得以恢复,安全可靠,价格低廉,逐渐成为肝病的又一治疗手段。

疗效与机制

迄今为止,国内外已对间充质干细胞修复肝损伤的作用和机制进行了部分研究,证明其对肝损伤均有疗效并在临床上取得一些显著的进展。其作用机制主要包含以下三个方面:

定向分化为肝细胞: 体外实验已证实间充质干细胞可被诱导分化为肝细胞,并且具有分泌细胞生长因子和抑制肝脏炎症的作用。诱导后的细胞表达肝细胞部分表型标记,且能够合成白蛋白。动物实验已证实通过静脉回输脐带间充质干细胞会归巢到已损伤的肝脏部位,表达肝细胞表型,使肝功能得到改善。

实验证明持续性肝损伤可以显著提高脐带间充质干细胞的归巢性。其归巢性作用机制研究表明,趋化因子家族及其受体是操控脐带间充质干细胞向肝组织迁移的重要因子,基质细胞衍生因子等对于脐带间充质干细胞动员、有效定植于受损组织起到重要作用。

旁分泌作用 :在研究发现移植脐带间充质干细胞在动物模型中的分布情况时,一直以为其直接参与了肝损伤的修复,并且认为这可能是唯一机制。但随着研究的深入,人们发现,在损伤修复方面,脐带间充质干细胞分泌的多种生长因子和外泌体不仅参与促进损伤修复,而且其作用比直接转化为肝细胞更为重要。其作用主要表现在以下方面:促进自体干细胞动员及肝细胞再生,促进胆管、毛细血管生成,抑制肝纤维化,低免疫源性。对移植后的体内跟踪实验显示,移植后的脐带间充质干细胞主要分布于肝脏结缔组织中。通过分泌生物活性因子恢复肝功能并促进肝再生。在肝脏再生通路中会起到促进肝细胞样细胞、胆管细胞、血管内皮样细胞分化、成熟中起到重要作用,有助于胆管的形成和解耦维持、新生血管形成及肝细胞增值。

炎症调节: 无论什么原因导致的肝损伤,其病变发展过程中大概率始终伴随着肝脏的炎症反应,而炎症反应本身也是肝脏的基本病理过程,是导致肝细胞坏死、凋亡及肝功能退化的继发因素。炎症反应是肝脏受到理化和生物因素引起的疾病发展因素,特别是在慢性肝病发展过程中起至关重要的作用,因此抑制其 病变过程中的炎症反应也在治疗肝损伤中有重要作用。脐带间充质干细胞能够分泌细胞因子及细胞间接阻扰抗原呈递细胞的功能,阻止B细胞分化,抑制T细胞和NK细胞炎性反应,上调抗炎因子,分泌拮抗剂从而减轻炎性反应。

治疗方法:

脐带间充质干细胞治疗急性肝炎、自身免疫性肝病的疗效确切,可以有效控制该病的发展和缓解效果,部分发病早期的患者甚至可以治愈,但不同类型的肝病或同种类型肝病处于不同状态的患者疗效差异较大,因此选择合适的适应症和治疗时机尤为重要。对于严重肝硬化患者,脐带间充质干细胞治疗可显著提高生活质量,其内在机制可能是可提高白蛋白的合成,关于是否可以延长患者生存期目前尚无定论。

因此,在实施细胞治疗过程中,确诊和正确评估肝病发展过程,选择合适的治疗方案极为重要,目前主要的方案有以下几种:

肝门动脉介入: 此技术临床上常用语肝癌化疗药靶向注射,技术相对成熟。其方法是在CT、血管造影等引导下,行股动脉穿刺,通过穿刺通道将导管直接插入肝损伤组织附近的动脉血管内,然后将脐带间充质干细胞注射 到肝动脉内。这种方法理论上讲脐带间充质干细胞进入肝脏时间短、作用更快,发挥作用机会更多,疗效更明显,目前临床数据较少,尚不具统计学意义,其疗效差异可能与输注细胞数量、时机和肝损伤程度及进展有一定关系。

皮下静脉注射: 此方法与普通的静脉输液相同,是通过外周静脉穿刺回输脐带间充质干细胞,简单易行,患者容易接受。现已有报道此方法治疗酒精性肝硬化患者,其肝功能得到改善,真实其移植途径是切实可行的。在治疗其他肝损伤报道中,其肝功能改善,炎症坏死减轻,炎症细胞浸润数量减少,证明将外周静脉输注作为治疗肝损伤移植途径是较为简单易行的有效方法。

肝门静脉注射: 此方法实在影像学引导下,穿刺注射针直接插入肝门静脉,将脐带间充质注射,学者推测此方法是最理想的治疗手段,因肝门静脉直接与肝窦相连,血流相对缓慢,在肝组织停留时间长,但此种方法技术要求比较高。临床上有研究用此种方法治疗肝切除再生情况,效果显著,是一种新的治疗方法选择。

肝组织内注射:该方法在影像学引导下治疗局部肝损伤,将脐带间充质干细胞直接通过套管针芯直接注射进入肝组织。该方法靶向明确、直达病灶,缺点是操作难度较高,易引起出血,临床报道较少采用。

除此之外,还有基因修饰脐带间充质干细胞或联合肝细胞生长因子治疗肝病,其可以加强疗效并且针对性更强,理论上优于单纯的脐带间充质干细胞治疗。目前针对肝脏主要是导入促肝细胞生长因子基因,这种方法还可用于体外培养,诱导使脐带间充质干细胞转化为肝细胞样细胞之后,再用于肝病治疗。

目前临床上采用较多的 移植方法为肝动脉注射法和肝静脉注射法,主要是因为可操作性强,患者容易接受,可反复多次治疗。通过静脉回输的方式导致到达肝损伤 的数量相对较少,但可随血液循环进入全身受损伤的组织,是一种整体治疗方案。

注意事项

针对脐带间充质干细胞移植治疗肝病应避免患者有细菌、病毒等感染并发症,如患有此类因素 ,应对症治疗后再进行移植治疗。一些免疫抑制药物、化疗药物、抗生素对脐带间充质干细胞活性有明显影响,在治疗过程中应避免或减少此类药物的使用。治疗后应使用易消化的食品,避免 酒精及辛辣食品刺激类食物,以清淡食物为主,尽量减少油腻食物,适当补充维生素及保肝利胆类药物的治疗。避免剧烈运动,注意痛风保暖和静养休息,积极进行心理疏导,缓解患者紧张、忧虑的情绪。注意观察和收集治疗过程中及治疗后患者的临床表现和心理变化,结合相关复查结果分析治疗效果。

如何看待影响间充质干细胞疗效的几大因素

MSC的临床研究风风火火开展了许多年,却无法取得可信服的治疗结果。研究者开始冷静反思:具有治疗功能的间充质干细胞为何会临床治疗无效?

间充质干细胞(MSC)是临床应用的明星之一,已经有很多很多报道间充质干细胞尝试治疗多种疾病。这里说的能“治疗”多种疾病,但不代表MSC就是这些疾病的最佳或唯一选择,也不代表MSC能治好这些疾病,只能说有研究者尝试过MSC治疗这些疾病。有些确实就没有效果,有些效果还挺不错。如果没效,那就探讨是否属于适应症,MSC并非包治百病;如果有效,那就探讨如何优化,做到最佳。

影响MSC的疗效,有很多因素,本文主要几个关键影响因素;其他影响因素还包括疾病类型、疾病进程、实施医生的医疗技术、医院整体实力水平等等。

MSC相关的关键影响因素:细胞质量、注射途经、最佳剂量、治疗时机。大概这四个因素。

1,细胞质量

不同厂家生产出来的同一种药物,质量之间存在一些差异,尤其是进口药和国产药相比较,我相信大家都没什么意见。同样的情况也存在不同的干细胞公司。

先来大概定义一下 “细胞质量” 指的是什么?

我认为细胞质量指单位细胞或单个细胞所对应的生物学效力;效力越高,细胞质量越好。那么,什么是生物学效力(Biological Efficacy,也可以缩写为bio-efficacy)?

先来理解什么是效力,英文单词是efficacy,不是effectiveness,effectiveness是指效果。

效力包括强度(strength)和效果(effectiveness)两个因素,即相同强度(一般指浓度)下所取得的效果。因此,我们谈效力的时候,一定是要明确到做具体的事情。效力这个概念广泛用于生物界,包括杀虫剂、药物。这个概念也引用到干细胞领域。比如《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行)》就提到生物学效力试验用于判断干细胞制剂与治疗相关的生物学有效性。

因此,讨论MSC的细胞质量或生物学效力,就离不开具体的适应症。我们应该在一个适应症范围内谈论这个效力如何如何。比如,MSC同时具有免疫抑制和促进血管再生的功能,分别治疗两大类不同的疾病,那么相对应的就有两个生物学效力指标。

但是,现在的MSC基础和临床研究尚未进入这个细分的领域,这里就笼统的谈一谈细胞质量和哪些因素相关。

有一些参数可以反映间充质干细胞的质量,比如细胞活率、供体特性、克隆形成能力、细胞大小、免疫抑制能力和细胞因子分泌量。这里简要介绍细胞活率和供体特性。

1、细胞活率(cell viability)

这个好理解。就是MSC进入人体之前,MSC针剂里还有多少MSC是活的?在文献中明确提及MSC的细胞活率的情况不多见。不同的临床研究所用的细胞活率有所不同,细胞活率有80%,有85%,有88.2± 6.1%,有90%-97%,有92%,有95%,还有存在70%的情况。不少国外的文章提到的细胞活率低于90%,所以别惯性思维地认为国外的干细胞质量就是好。

活率90%以上的细胞制剂和活率只有70%的细胞制剂,相同的疾病情况下,治疗效果难免会有较大的差异。毕竟,MSC需要活着,而且还要扛过肺部的清除,才能很好地发挥治疗作用。

所以,细胞活率真的很重要!

2、供体特性

供体特性包括 “供体年龄”和“供体的身体状况”。

(1)供体年龄

供体年龄是一个很重要因素,因为来自年轻供体的MSCs似乎具有更大的活力、增殖潜力和抗氧化能力,而年龄较大的成年来源的MSC具有较低的增殖能力。从年龄上来讲,脐带、脐带血和胎盘应该最具优势,乳牙牙髓次之,而骨髓和脂肪就相对年龄大点了。我个人非常不建议45岁以上的人群作为MSC的供体去抽骨髓和吸脂肪来获取MSC。

年龄越大,在骨髓中的干细胞就越少:刚出生时,骨髓1万个单个核细胞中就有1个是MSC;30岁时,MSC的数量减少到骨髓25万个单个核细胞中才有1个MSC;到80岁时,MSC的数量就更少了,骨髓200万个单个核细胞才有1个MSC。

性别可能对MSC的某些功能有影响。比如有研究显示女性来源的MSC表达更高水平的IFN-γR1和IL-6β,从而具有更强的免疫抑制能力。

那么,不同来源之间的MSC有什么功能特性上的差异?

不同组织来源的MSC具有某些差异性,主要体现在MSC的增殖速度、分泌的细胞因子谱和免疫调节能力。

(2)供体的身体状况

有不少研究证明疾病也会影响自体间充质干细胞的功能,尤其是一些自身免疫性疾病患者,其自身骨髓的MSC出现功能异常,包括增殖速度减慢、克隆形成能力降低、免疫抑制能力下降、分泌生长因子的数量减少等等病理变化,使得患者自身骨髓MSC不适合用于自己疾病的治疗。

理论上,有可能存在某种先天性基因变异,导致MSC的功能出现缺陷,那么患者出生时的脐带、脐血和胎盘来源的MSC也不适合自体治疗。但是,目前还没见到这样的文章报道,只是理论上存在这种可能性。

是不是所有的患者骨髓MSC都有病变?估计也不是,可能疾病早期,患者骨髓MSC的功能并未受到损伤。

先有疾病,后导致骨髓的MSC出现功能缺陷?还是先出现MSC的功能缺陷,后导致疾病的发生?这是一个很有意思的课题,有待科学家们的努力。

2,注射途径

临床应用的报道很多很多,本文着重讨论临床研究的人体数据,略带动物研究的数据。

动物实验和临床研究中间充质干细胞经不同的注射途经进入体内的分布动力学内容,并根据大量的体内分布数据,提出非著名的比喻性质的论断:米饭能填饱肚子,但是一粒米饭能填饱肚子吗?

期待干细胞临床研究工作者,认真思考这个非著名的论断,好好设计间充质干细胞的临床研究方案。

MSC在人体内分布的研究数据极少,估计是考虑到标记物的安全性问题。

1、静脉注射(全身性输入)

静脉注射是最常用和最简单的途径,并且允许输入大量的MSC。

静脉注射最大的弊端就是肺部能清除超过60%的MSC,造成趋化到损伤部位发挥治疗作用的MSC数量减少。这是为何?肺血管系统的特性,允许直径小于5μm的微粒或细胞完全通过,而阻挡大部分直径超过20μm的微粒或细胞。人脐带来源的MSC细胞直径大部分集中在14-20μm的范围。

人脐血来源的MSC比人骨髓MSC容易通过肺脏,而且年龄越大的供体,其骨髓MSC越容易在小鼠肺部滞留;在肺部滞留的MSC细胞数量,与MSC细胞表面表达的整合素α4和α6密切相关,表达量越高,越不容易在小鼠肺部滞留。但是,如果MSC联合整合素抗体给患者使用,那么需要评估整合素抗体静脉注射所带来的风险。

在两项小型人体临床研究中,使用铟标记的MSC外周静脉输入患者体内,尽管早期在肺部发现了大部分信号,但48小时后大部分信号转移到脾脏和肝脏。MSC静脉输入体内10天后,至少尚有约50%的MSC存留在体内发挥作用,而肺部只有不到5%的滞留量。

因此,我们不能单独依靠动物研究,需要结合临床研究来优化MSC的最佳治疗方案。

有意思的是,给大鼠静脉注射MSC后,96小时后给与检测,低氧环境增加MSC在肺部的滞留,而减少MSC在肝脏、脾脏和肾脏的数量。

以此看来,患者使用MSC时,最好是提高肺部的血氧分压,至少是正常氧气含量的环境里。

2、局部介入注射

局部介入注射,包括联合生物材料的应用(例如用于矫形障碍的骨支架)、用于神经系统疾病的脊髓鞘内注射、用于呼吸系统疾病的气管内注射,都有利于MSC避开肺部的清除。

(1)脊髓鞘内注射

MSC应用的另一个常见输入途经是脊髓鞘内注射。

MSC的脊髓鞘内注射常见于治疗神经病变类疾病,包括中风、脑瘫、自闭症等,并且此技术亦可以应用于大多数儿童(包括早产儿)。

据报道,脐带来源的MSC鞘内注射到8对伴有脑瘫的双胞胎患儿,所有患者间隔3-5天接受4次鞘内注射,每次(1.0-1.5)×10*7个MSC,经治疗6个月后运动功能明显改善。另一临床研究显示异体MSC进行静脉和/或鞘内注射,可以提高脑瘫患儿的肌张力、力量、语言、记忆、认知能力等。

全身麻醉下鞘内注射MSC时,会出现与输注相关的不良反应,发烧和呕吐最常见,甚至出现比较严重的癫痫发作;但所有症状在72小时内自发消退,在6个月的随访期内没有出现进一步的并发症。有推测发烧和呕吐可能与全身麻醉有关。

(2)脑实质内微注射

在MSC治疗脑瘫的临床研究中,研究者评价了鞘内注射联合脑实质微注射MSC治疗脑瘫的可行性和有效性。在这个临床研究中,自体骨髓MSC在体外培养至4-5代,每次注射使用2X107的MSC剂量;所有患者均接受鞘内MSC,但年龄较大或头颅较大的患者(5岁或头围50 cm或更大),先接受2次鞘内注射,再进行立体定向手术接受了脑实质内MSC微注射治疗;所有患者的总运动功能评分均有不同程度的提高,但脑实质内微注射并未带来额外的益处。研究者只是观察到短暂的低温和伤口疼痛,但没有更严重的不良事件。

骨髓MSC在大脑缺血区域周边局部注射治疗中风(发病超过6个月)的临床研究,共18名患者,所有患者不开展康复治疗,经过1年的观察和评价(ESS、NIHSS、mRS和F-M总评分和运动功能评分),各种评分得到改善;但是,所有的患者都出现了不同程度的由于局部注射导致的副作用(经分析和MSC无关),包括头疼、恶心呕吐、抑郁、肌张力增高、疲劳、血糖升高、C反应蛋白升高。

所以,谨慎考虑脑局部微注射MSC这种治疗方式!

(3)气管内注射

早产儿常伴随着支气管肺发育不良(BPD)的风险。一个小规模的临床实验验证MSC干预早产儿BPD的可行性。这9名平均妊娠25.3周的早产儿的平均体重为793克;前3名BPD患儿的MSC剂量为1X10*7/kg,后6名BPD患儿的MSC剂量为2X10*7/kg;治疗7天后,支气管分泌液中的炎症因子浓度明显下降,呼吸严重程度评分(Respiratory Severity Score)改善明显。

发生BPD风险的婴儿通常需要在出生时或出生后不久进行气管插管以进行机械通气和表面活性剂替代治疗,为MSC治疗提供了简便的输入途径。然而,目前的临床实践是在婴儿的医院疗程(通常是几天)中比在历史上(数周至数月)更早地移除气管导管。在这种情况下,MSC的静脉注射可能是气管内输入的可接受的替代方案,因为即使静脉输入MSC,MSC也可能被“捕获”在肺血管系统中。

(4)结合生物支架

干细胞结合生物支架治疗难治性疾病,尤其是神经损伤性疾病,是一个新的治疗手段。关于这方面的详细内容可参考本公众号的文章《盘点:再生医学中干细胞和新材料的研究和应用》和《生物材料:让干细胞再生疗法离现实更近》。

有报道使用自体骨髓MSC联合脱矿骨基质支架,3个月后能实现约50%的骨缺损填充,不适合普遍临床应用。另外,也有研究显示在没有骨支架的情况下实现了79.1%的填充,但使用的MSC在体外经过成骨诱导的培养处理,表明细胞比其支持结构更重要。使用供体骨作为生长刺激因素可能有助于MSC用于颅骨重建。

南京鼓楼医院开展临床研究,MSC结合胶原支架进行子宫内移植,治疗子宫腔黏连,30个月后,26名患者中的10名成功受孕,8名孕妇顺利产下宝宝,1名孕妇怀孕3个月,1名孕妇出现自然流产。

MSC结合生物支架,是一个很好的应用方向,有待更好的研究进展!

3,最佳剂量

MSC的最佳剂量取决于不同的疾病和严重程度以及输入途径。

在MSC的临床研究和应用中,细胞剂量可能属于最无厘头的和最体现不出科学性的一个环节了,即使有一些临床研究涉及剂量爬坡实验,但也不是基于动物实验的基础。

由于MSC和传统药物的特性差异巨大,具体表现至少有2点。①在MSC进入体内后,不符合传统药物典型的分布和代谢模型;传统药物属于被动分布,而MSC具有主动趋化到损伤部位的功能,MSC在健康机体和疾病机体的体内分布也不一样。②传统药物的动物实验需要多次给药维持稳定的血药浓度,而MSC的动物实验常常是单次注射,以至于MSC的临床研究也常常采取1次注射的方案。实际上,MSC的单次注射并不能取得良好的稳定的长期的治疗效果,即使短期内有明显改善。

对于某种疾病,在临床前的研究中,动物实验并没有充分证明MSC起效的最低剂量和最大饱和剂量,而且不同实验室的细胞剂量存在差异。不同实验室的培养系统、MSC的来源属性等因素,常常导致MSC的质量存在差异,直接影响了MSC的动物实验和临床研究的结果(见下图)。因此,MSC的临床前研究的数据并不能很好地指导临床研究的方案确定。

在目前的临床研究中,MSC的使用剂量范围非常大,每名患者使用的MSC细胞数从四千多个MSC到上亿个MSC不等。

局部介入的治疗方式,最低的剂量出现在MSC治疗股骨头坏死的临床案例中,韩国和法国各一项临床研究用量为4500多个MSC。介入治疗最高的剂量出现在中国的一项临床研究,为MSC治疗糖尿病肢体大疱病,细胞用量为8.6亿;第二高剂量为2亿个MSC心肌注射。局部注射的MSC用量超过1亿的临床研究还有:1.2亿MSC治疗克隆氏病肠瘘、1亿MSC关节腔注射治疗膝骨关节炎的、1亿MSC治疗缺血性心肌病。

静脉输入的细胞剂量相对比较稳定,常常采用每公斤体重数百万级的MSC,即(1-10)x10*6/kg。静脉输入最高的剂量为与造血干细胞造血干细胞共移植的10x10*6/kg,按照60公斤的体重,那也是需要6亿个MSC了;还有治疗GVHD的8x10*6/kg。静脉输入最低的剂量出现在MSC和造血干细胞共移植的临床实验中,为0.3x10*5/kg。

2009年Prochymal(骨髓MSC)治疗难治性GVHD的3期临床试验的失败,是MSC临床应用的一个灾难性事件,几乎否定了MSC的临床疗效。Prochymal来源于健康人的骨髓,而MSC本身具有很强的免疫抑制能力,然而,为何Prochymal却在3期临床试验中因疗效不能明显优于对照组?

当时Prochymal的适应症为激素抵抗性难治性GVHD,本身这个适应症就是非常棘手,如果Prochymal不优化治疗方案,尤其是剂量方面突破常规思维,那么失败在所难免。

后来提高MSC细胞剂量到5x10*6/kg和8x10*6/kg,治疗激素抵抗性难治性GVHD的效果优于2009年之前的疗效,使得英国和欧盟的治疗指南推荐MSC作为治疗2-4级急性GVHD的三线治疗药物。但是Prochymal依然未得到美国FDA的认可。有意思的是,2016年有一篇Meta分析的文章提出 “剂量”这个因素并未影响MSC治疗急性GvHD患者的生存率。

虽然有专家认为5x10*6/kg和8x10*6/kg为高剂量,但是目前尚未对何种剂量定义为“高剂量”进行讨论和证明。如果把MSC看作为“药品”,那么肯定存在一个范围,在这个范围内,剂量越高效果越好;然后达到一个饱和剂量后,继续提高细胞剂量,并不能带来更多的疗效,反而可能带来一些不良反应。

文献分析标准:①临床研究文章来源于pubmed和clinicaltrials;②只分析临床研究中是用“间充质干细胞(MSC)”的文章,不采用骨髓或脐带“单个核细胞(MNC)”的文章。

4,治疗的时机

MSC输入的时间也很重要:MSC应该是预防还是治疗?

疑难重症的治疗中,MSC被寄予厚望;但这些疑难重症的疾病模型难于模拟临床实际情况。动物实验中,经常是刚刚注射完诱导疾病建立模型的药物后,就立即给与MSC治疗。比如MSC治疗急性肝衰竭的猪实验,在注射诱导疾病的药物2小时内给与MSC经肝门静脉介入治疗,效果非常显著;还有小鼠实验,用四氯化碳诱导急性肝衰竭,24小时内即刻给与MSC脾内注射治疗。

在临床研究中,也存在疾病尚未出现时给与MSC治疗的情况。MSC和造血干细胞共移植最为常见,MSC能减少造血干细胞移植后出现排异反应(GVHD)和增加造血干细胞移植的存活率,非常适合异体造血干细胞移植(骨髓移植)中配型达不到6个位点配对的情况。这时候,MSC起到辅助治疗的角色,为造血干细胞移植治疗保驾护航。

MSC促进糖尿病足的愈合,而且溃疡面的愈合并不伴随着疤痕组织的增生,这提示MSC能抑制疤痕组织增生,不仅适用于皮肤创伤的治疗(包括整形外科),还适用于开创性手术预防术后疤痕增生,比如最常见的腹腔术后肠粘连。需要注意的是,MSC的应用时机,因为MSC并不能消除疤痕组织,只是预防疤痕组织的出现。

细胞类药物和传统化学药物非常不同的一点,那就是细胞是活的,而化学药物是死的。MSC作为活的细胞,进入到机体,必定会与机体内的微环境相互作用。微环境有利于MSC更好地发挥治疗作用,还是限制了MSC的治疗功能?本公众号的《如何看待微环境对间充质干细胞治疗的影响?》一文对这些问题进行了深入探讨和分析。

在这里简而述之,那就是在病理状态下,缺血缺氧微环境有利于MSC分泌更多的生长因子,而且炎症因子(TNF-α和IL-1β)能促进MSC分泌细胞因子(IL-1A、RANTES、G-CSF),但是总体来讲,炎症环境对MSC的影响是弊大于利。因为炎症因子同样能导致MSC死亡,炎症环境还能提高MSC的HLA-DR(MHC II类抗原)抗原的表达,增强了MSC的免疫原性,被免疫细胞所识别,加速了MSC的清除。

国内的一项MSC治疗肝衰竭的临床研究中发现,肝衰竭体内过激炎症反应的环境抑制了MSC的活性,限制其治疗肝衰竭的疗效;相反,较低的体内炎症环境有益于MSC定植、存活和肝细胞再生。国内的另一项MSC治疗类风湿性关节炎的临床研究,研究者先给患者注射剂鹿瓜多肽、丹参酮Ⅱa前期干预治疗7天,再给与MSC治疗;和单独的MSC治疗组相比,鹿瓜多肽和丹参酮Ⅱa前期干预后再联合MSC治疗,具有更显著的治疗效果,包括降低炎性细胞因子、调节免疫、改善微循环和病损组织的修复[4]。

又比如,国外的多中心临床研究,在用骨髓MSC治疗类固醇无效的儿童GvHD的临床试验中,在疾病病程早期(开始类固醇治疗后5-12天)使用MSC治疗比较晚期治疗(开始类固醇治疗后13-85天)的疗效更好(完全有效率78%对52%)。

MSC也被应用于肾脏器官移植的临床研究中,发现在移植前给与MSC输入治疗,有利于减少器官移植后出现的排异反应,促进器官移植的成活率和恢复器官的功能。当然,在肝脏移植后出现免疫排异反应,MSC也是可以发挥免疫抑制作用。

这些临床研究的结果给我们一个很明显的提示,那就是MSC的治疗时机非常重要,甚至会影响到治疗效果,虽然研究治疗时机对疗效影响的临床研究极少。

随着疾病从发病到急性发展到慢性阶段,临床过程中可能存在一个时间窗,适合MSC发挥最佳的治疗功能。

更重要的是,不应该期待MSC单独治疗就能发挥良好的治疗效果,疑难重症都需要综合治疗。那么,MSC是主力发挥治疗作用还是辅助治疗?这很可能取决于具体的疾病。比如造血干细胞治疗血液肿瘤,造血干细胞是主角,MSC是辅助治疗;器官移植,MSC也是辅助治疗。免疫排异反应(包括GVHD和器官移植的排异反应)的治疗中,MSC就是主角,发挥主力治疗作用。

5,小结

MSC具有多重功能,比如有免疫抑制功能、促进机体组织器官的修复功能、促进血管新生/再生、支持造血干细胞的增殖和分化等,因而MSC的临床适应症比较广。

甚至有大鼠实验发现MSC能增强机体抵抗细菌的感染和促进细菌的清除。一项MSC治疗难治性艾滋病的临床研究显示MSC能增强抗HIV病毒药的效果。因此,MSC治疗难治性细菌和病毒感染方面,也是一个有意思的研究领域。

MSC还能给我们带来什么样的惊喜?

因此,MSC治疗的核心问题不是“MSCs治疗有效吗?”而是:“我们如何优化MSC疗法的疗效,同时避免不良反应?

干细胞治疗肝硬化有帮助吗?

不只是有帮助,干细胞已经逐渐成为肝硬化治疗方法中的最优选项了。

为什么?

肝硬化是各种原因所致的肝脏慢性、进行性的弥漫性改变。其特点是一种病因或数种病因反复、长期损伤肝细胞,导致肝细胞变性和坏死。我国最常见的病因是病毒性肝炎,主要是乙型病毒性肝炎,其次为丙型肝炎。肝硬化病死率非常高,仅靠内科保守治疗患者的病死率达70%。重症肝病的替代治疗是临床治疗的重点和关键手段,主要是肝脏移植、人工肝、干细胞移植治疗。然而,尽管肝脏移植为肝衰竭患者提供了近期有效的治疗方法,但由于费用高,供肝源有限,以及术后的免疫排斥使得肝移植的广泛使用受到限制。人工肝是一种靠血浆置换或分子吸附,暂时“功能替代”的治疗手段。相比而言,干细胞是具有自我更新和分化能力的多功能细胞。

干细胞作为一类具有自我更新扩增和多向分化潜能的细胞,在一定的条件下可分化为多种功能细胞。干细胞移植治疗肝硬化的临床应用虽刚刚起步,但有取得良好疗效的多篇报告。多数患者接受治疗后临床症状好转,肝功能改善,并且此方法操作简单易行,价格低廉,避免了免疫排斥又不涉及伦理道德等问题。干细胞治疗肝硬化的方法是:首先用专用的分离器采集、分离干细胞,然后在无菌细胞实验室进行纯化、分离、鉴定和培养,最后通过静滴或介入的方法,将干细胞经肝动脉或门静脉输入到肝脏内,当干细胞被移植到患者肝脏组织后,就像种入肝脏的“种子”,在肝脏这块“田地”里“入乡随俗”地分化为肝脏细胞,以替代因炎症损伤、病毒损伤,而退变、坏死的肝细胞,恢复肝脏功能,达到治疗的目的。

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标签: 间充质干细胞治疗肝衰

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