干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的臨床研究進展

關(guān)節(jié)炎的類型

關(guān)節(jié)炎是常見的慢性病之一，共有100多種類型，其中常見的有骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、強直性脊柱炎、痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎、反應(yīng)性性關(guān)節(jié)炎等。

其中類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 (RA) 是一種慢性全身性疾病，會對關(guān)節(jié)、結(jié)締組織、肌肉、肌腱和纖維組織造成損害，從而對社會產(chǎn)生重大影響。該疾病的發(fā)作，也稱為前RA階段，在出現(xiàn)臨床癥狀之前持續(xù)數(shù)月至數(shù)年，并且受循環(huán)自身抗體的存在、炎性細(xì)胞因子和趨化因子水平升高以及細(xì)胞代謝改變的影響。這種疾病的晚期形式的特點是嚴(yán)重且使人衰弱的慢性疼痛，會損害患者的生活質(zhì)量。管理不善進一步導(dǎo)致疾病進展，導(dǎo)致關(guān)節(jié)侵蝕、破壞和畸形。

關(guān)于RA的治療方法，目前傳統(tǒng)療法使用的藥物包括糖皮質(zhì)激素 (GCs) 和合成和生物改善疾病的抗風(fēng)濕藥物 (DMARDs) 。除此之外，非甾體抗炎藥 (NSAID) 是常用的緩解疼痛的藥物。然而，它們構(gòu)成高昂的財務(wù)成本并表現(xiàn)出嚴(yán)重的副作用。

干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的臨床應(yīng)用潛力

考慮到傳統(tǒng)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎藥物的局限性，間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) 的現(xiàn)代細(xì)胞療法可被視為一種替代策略。間充質(zhì)干細(xì)胞因其自我更新、組織和器官再生能力以及強大的免疫抑制特性而引起了科學(xué)家和臨床醫(yī)生的關(guān)注。這些特征能夠抑制先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的促炎細(xì)胞的活性。

研究表明，MSCs能夠抑制自然殺傷 (NK) 細(xì)胞的活化和樹突狀細(xì)胞 (DC) 的成熟；抑制T細(xì)胞和B細(xì)胞的增殖和功能；促進巨噬細(xì)胞向抗炎表型極化；并誘導(dǎo)T調(diào)節(jié)細(xì)胞 (Tregs) 的產(chǎn)生。

此外，研究表明，MSCs的免疫調(diào)節(jié)作用是由細(xì)胞間接觸和可溶性因子的分泌介導(dǎo)的。間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)生轉(zhuǎn)化生長因子-β (TGF-β)、肝細(xì)胞生長因子 (HGF)、前列腺素E2 (PGE2)、可溶性蛋白HLA-G5、吲哚胺-2,3-雙加氧酶 (IDO)、一氧化氮 (NO）和參與調(diào)節(jié)和抑制炎癥反應(yīng)的白細(xì)胞介素10 (IL-10) 。所有這些機制都有助于控制RA中的過度炎癥。為了進一步提高MSCs在細(xì)胞的治療中的抗炎特性，可以成功地應(yīng)用啟動或預(yù)處理。這種方法允許使用生物活性物質(zhì)（細(xì)胞因子和生長因子）、免疫受體激動劑、缺氧和3D培養(yǎng)。

基于這種廣泛的免疫調(diào)節(jié)特性，MSCs在RA治療中的治療潛力已在臨床前和臨床研究。實驗動物模型和人體臨床試驗表明，間充質(zhì)干細(xì)胞在抑制炎癥、骨侵蝕和關(guān)節(jié)破壞以及通過免疫抑制和免疫調(diào)節(jié)減少血管翳形成方面具有有益的治療作用。

在這篇綜述中，我們通過評估間充質(zhì)干細(xì)胞調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和促進組織修復(fù)的機制，討論了當(dāng)前的常規(guī)療法和間充質(zhì)干細(xì)胞在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎治療中的替代治療潛力。還審查了增強其治療活性的各種預(yù)處理策略。

治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的傳統(tǒng)方式

RA治療的主要目標(biāo)是通過抑制關(guān)節(jié)炎癥來實現(xiàn)臨床緩解或減少疾病進展。目前可用的常規(guī)治療方法包括合成和生物DMARDs和GCs。

干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎臨床前研究

臨床前研究表明，同種異體MSC給藥比自體MSC給藥更有益。MSCs能夠通過與免疫系統(tǒng)細(xì)胞的相互作用和旁分泌機制來抑制炎癥。示意圖表示MSCs及其分泌因子在RA中的免疫調(diào)節(jié)作用。

由于各種指定變量，現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)彼此不同。這些包括MSCs（人或小鼠）的來源、組織來源、給藥途徑、治療時間、重復(fù)次數(shù)、劑量和小鼠/大鼠品系，這些都是至關(guān)重要的，并且對治療結(jié)果有不同的影響。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的臨床前研究案例

總之，薈萃分析數(shù)據(jù)表明，MSCs在動物模型中對RA治療有效。這表明在臨床前研究中，MSCs一直表現(xiàn)出治療益處。作者還報告說，人類UC-MSC可顯改善臨床和組織學(xué)評分。這些數(shù)據(jù)表明，人類UC-MSCs可以作為適合RA治療應(yīng)用的細(xì)胞來源。

干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎臨床研究案例

在18項臨床試驗中研究了幾種間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的療法。目前，其中九項試驗仍在進行中，其余臨床研究已完成并發(fā)表。研究來自不同組織來源的MSCs治療潛力的臨床試驗主要集中在評估間充質(zhì)干細(xì)胞在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中移植的安全性和有效性。在本節(jié)中，我們描述了過去10年中發(fā)起的一些主要臨床研究。

自體間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的臨床案例

Ra及其同事在2010年開始了第一項臨床研究。他們研究了在 RA患者中IV和IA輸注自體AT-MSCs的安全性和有效性。將患者分成三劑方案，使用不同數(shù)量的AT-MSC。第一組接受兩次單獨的靜脈注射3×108AT-MSCs。第二組接受兩次AT-MSCs注射：（1）靜脈（IV）注射2×108和IA注射1×108AT-MSCs到手指、腕、肘和膝關(guān)節(jié)；(2) IV注射3.5×108和IA注射1.5×108AT-MSC。第三組接受四次靜脈注射2×108ATMSCs間隔一個月。這項研究的結(jié)果表明，自體AT-MSCs是安全的，并且可以改善RA患者的臨床癥狀。

MSCs給藥不會對RA患者產(chǎn)生任何不良影響。此外，根據(jù)西安大略和麥克馬斯特大學(xué)關(guān)節(jié)炎指數(shù)（WOMAC）、視覺模擬量表（VAS）、時間到膠凍和無痛步行距離長達12個月。基于這些數(shù)據(jù)，作者建議IA膝關(guān)節(jié)注射BM-MSC通常是安全的，并且在RA患者中耐受性良好。

Ghoryani及其同事成功完成了一項關(guān)于靜脈注射自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對難治性RA患者RA發(fā)病機制相關(guān)的各種免疫學(xué)、臨床和準(zhǔn)臨床指標(biāo)影響的臨床試驗。他們表明，單次靜脈注射1×106在MSC治療后12個月，BM-MSCs/kg導(dǎo)致Th17細(xì)胞數(shù)、疾病活動評分28紅細(xì)胞沉降率 (DAS28-ESR) 和VAS下降。然而，在難治性RA患者注射自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞后，血清C反應(yīng)蛋白（CRP）和抗環(huán)瓜氨酸抗體（anti-CCP）水平未觀察到變化。

總之，這些臨床數(shù)據(jù)表明，自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以改善難治性RA的嚴(yán)重程度和活動性。

異體間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的臨床案例

在一項大型隨機多中心臨床試驗中，招募了53名難治性RA患者來評估不同劑量的異基因AT-MSC的療效。RA患者被分成三組，接受靜脈注射同種異體AT-MSCs。這項研究的結(jié)果表明，根據(jù)1個月后ACR的標(biāo)準(zhǔn)，無論給予MSCs的劑量如何，靜脈注射同種異體AT-MSCs可使20-45%的RA患者臨床改善2%。這種治療效果在 15-25%接受MSCs的RA患者中持續(xù)3個月后，但在安慰劑對照組中沒有。得出的結(jié)論是，MSCs的使用耐受性良好，沒有表現(xiàn)出劑量依賴性毒性。

2013年，一組研究人員進行了一項1/2期臨床試驗，以評估IV注射同種異體hUC-MSCs在活動性RA患者中的安全性和有效性。在這項研究中，172名對常規(guī)治療無效的RA患者被納入研究。對照組患者接受不含UC-MSCs的培養(yǎng)基。實驗組患者接受單劑量UC-MSC。所有組患者均接受DMARD治療。臨床研究結(jié)果表明，UC-MSCs治療不會引起任何不良反應(yīng)，并導(dǎo)致以下臨床改善：炎性細(xì)胞因子和趨化因子適度減少，外周血中Tregs百分比增加和IL-4-上調(diào)產(chǎn)生Th2細(xì)胞。此外，通過ACR改善標(biāo)準(zhǔn)、DAS28評分和健康評估問卷 (HAQ) 觀察到的疾病緩解，在沒有重復(fù)靜脈注射UC-MSCs的情況下維持3-6個月。此外，一項額外的臨床研究表明，UC-MSCs治療可以對RA患者產(chǎn)生長達3年的長期有益效果。

與上述臨床研究相比，KangStem Biotech的韓國科學(xué)家對以前未接受任何生物藥物的RA患者進行了單次靜脈輸注同種異體UCB-MSCs。一項Ia期臨床試驗表明，在治療期間和治療后，沒有患者出現(xiàn)任何嚴(yán)重的不良事件和血液學(xué)特征異常。結(jié)果表明，靜脈輸注UCB-MSCs (1×108每個患者的細(xì)胞數(shù)）在24小時降低了RA患者外周血中炎性細(xì)胞因子的水平，并且平均DAS28-ESR、HAQ和VAS評分在第4周下降。盡管有一些限制，例如招募的患者數(shù)量相對較少以及UCB-MSCs治療后隨訪時間短，獲得的臨床證據(jù)表明，單次大劑量異體UCB-MSCs治療難治性RA患者安全有效。

已完成的臨床研究表明，輸注間充質(zhì)干細(xì)胞是治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者安全有效的方法，不會引起嚴(yán)重的不良反應(yīng)。在這方面，間充質(zhì)干細(xì)胞可能構(gòu)成對DMARD耐藥的RA患者的治療載體。此外，使用細(xì)胞預(yù)處理策略增強MSCs的免疫調(diào)節(jié)和抗炎特性可能不會提高治療效果，但它可能會降低制造MSCs以有效治療RA患者的成本。因此，未來使用創(chuàng)新細(xì)胞技術(shù)的研究可能是增加間充質(zhì)干細(xì)胞的治療效果的科學(xué)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。

提高間充質(zhì)干細(xì)胞治療效果的策略

由于MSCs的治療效果已經(jīng)得到證實，研究人員和臨床醫(yī)生對開發(fā)新策略以增加MSCs在RA治療臨床應(yīng)用中的潛力感興趣。迄今為止，已經(jīng)提出了幾種策略來增強RA中MSCs的免疫調(diào)節(jié)和抗炎特性。其中包括共培養(yǎng)方法、生長因子和細(xì)胞因子、受體激動劑、缺氧、自噬和培養(yǎng)方法的修改，例如3D培養(yǎng)。一種完全不同的方法是對MSCs進行基因改造。參與提高細(xì)胞存活率、免疫調(diào)節(jié)和再生的基因受到基因工程構(gòu)建體的調(diào)節(jié)，例如病毒載體或質(zhì)粒。

結(jié)論

間充質(zhì)干細(xì)胞已廣泛用于治療炎癥和免疫疾病的實驗動物模型。然而，由于它們發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的強大能力，它們在治療自身免疫性疾?。ㄈ缫浦参锟顾拗鞑?、紅斑狼瘡、多發(fā)性硬化和RA）方面具有高的治療效率。間充質(zhì)干細(xì)胞減少T細(xì)胞增殖和抑制炎癥浸潤和細(xì)胞因子的能力已得到充分證明。此外，已經(jīng)確定調(diào)節(jié)機制是由多種相互作用介導(dǎo)的，包括細(xì)胞-細(xì)胞接觸和旁分泌效應(yīng)。目前，間充質(zhì)干細(xì)胞的療法廣泛應(yīng)用于臨床治療各種疾病。

據(jù)NIH稱，目前正在進行350多項基于間充質(zhì)干細(xì)胞治療的臨床研究，其中只有大約10個與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎治療有關(guān)。在RA的背景下，各種免疫細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞、DC、NK、B細(xì)胞和T細(xì)胞，及其眾多亞型，都參與誘導(dǎo)復(fù)雜的免疫反應(yīng)?；诩膊“l(fā)病機制的復(fù)雜性，間充質(zhì)干細(xì)胞可以被認(rèn)為是一種有前途的替代方法，能夠為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎治療提供強大的免疫調(diào)節(jié)特性。