间充质干细胞的临床应用

MSC具有多分化潜能、免疫调控、抗纤维化、促进组织再生等功能，因此被广泛应用于临床治疗，如：糖尿病、克罗恩病、多发性硬化、自身免疫性疾病等。与血液学相关的应用，目前研究最多的是MSC在造血干细胞移植过程中促进造血干细胞植入以及移植物抗宿主病(GVHD)的预防和治疗。

造血干细胞移植是治疗血液系统恶性疾病的关键手段，但造血干细胞移植后植入失败、以及GVHD的发生均会影响最终的治疗效果。MSC一方面通过形成造血干细胞niche，促进造血干细胞植入，同时通过其免疫调控作用在GVHD的预防和治疗方面表现出极大的潜力。

（一）间充质干细胞促进移植造血干细胞植入

研究表明MSC在骨髓微环境调控、造血支持方面具有重要的作用。早在1982年，Friedenstein在MSC的研究中就发现将MSC移植到肾包膜后可以形成造血干细胞微环境中的关键成分，包括脂肪细胞、成骨细胞、网状成纤维细胞(reticular fibroblasts)。2010年，Mendez-Ferrer等发现骨髓中有一群nestin阳性的MSC，这些MSC产生多种造血干细胞促进因子，包括jagged1、stem cell factor(SCF)、CXCL12、血管生长素1(angiopoietin 1)，血管细胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule 1,VCAM1)、细胞间黏附1(intercellular adhesion molecule 1,ICAM1)以及N-cadherin等。Nestin阳性MSC的缺失将促进HSC动员至外周血，同时抑制HSC的归巢。交感神经调控nestin阳性MSC细胞的增殖以及趋化因子配体CXCL12的表达，进一步保持HSC在骨髓中的稳定。通过这一机制，肾上腺素信号间接调控造血干细胞在骨髓中的稳定以及周期性的释放造血干细胞进入血液循环。CD169+巨噬细胞直接促进nestin阳性MSC表达与HSC维持相关的各种因子。

造血干细胞移植患者由于化疗、放疗以及恶性血液疾病，其造血微环境往往受到破坏。MSC可以重建骨髓中受到破坏的基质，分泌各种造血细胞因子，如IL-6、IL-7、IL-8、IL-11、Flt-3配体以及SCF，促进造血干细胞的自我更新和分化。MSC还可能通过调节免疫微环境减少移植排斥，促进造血生成。

临床上，2000年，KOC等报道了在乳腺癌患者经过大剂量化疗后，MSC和HSC联合输注后可以促进造血恢复。后续，又有多篇临床研究报道了MSC在造血干细胞移植中的作用。总体来说，大部分已有的报道表明MSC促进HSC植入方面安全、有效。不过也存在一些争议，例如，Bernardo等报道MSC联合UCB输注对于造血系统的恢复没有帮助作用。

（二）间充质干细胞在移植物抗宿主病中的作用

GVHD是异体造血干细胞移植(allo-HSCT)引起的常见并发症，它严重影响造血干细胞移植患者的存活率。30%～50%的患者在接受异体HSCT后会引发急性GVHD，部分急性GVHD患者会进一步发展为慢性GVHD。临床上，治疗GVHD通常采用糖皮质激素以及一些免疫抑制剂，但50%～60%的患者对糖皮质激素的治疗产生耐药，这些患者往往预后很差，5年生存率只有5%～30%。由于现有的GVHD治疗方法效果不佳，针对难治性GVHD急需开发更多新的治疗方法。考虑到MSC的免疫抑制以及造血支持功能，MSC有希望成为有效的替代疗法。

2004年，Le Blanc等首先报道了一例MSC治疗严重耐药GVHD患儿的病例。这名9岁的ALL患儿在接受造血干细胞移植后引起了严重的急性GVHD，经过激素以及各种免疫抑制剂治疗无效后，于移植后73天输注取自母亲的骨髓MSC，输注14天后，其急性GVHD症状得到明显控制。自此以后，随着干细胞相关技术的进步，利用MSC治疗急性或慢性GVHD成为干细胞应用研究的一个新热点。至2020年5月，以GVHD和Mesenchymal stromal cell或Mesenchymal stem cell为关键词在Clinicaltrial.gov上检索分别可以搜到16项和47项临床研究，其中国内正在开展的临床研究有11项。目前大部分研究报道MSC治疗GVHD安全有效。但也有报道相比于对照组，MSC治疗对GVHD没有明显的效果。有文献报道，只有GVHD患者形成对MSC的细胞毒效应，才能在MSC治疗中获得较好的疗效。另外，总体来说急性GVHD对MSC治疗的反应率高于慢性GVHD。

考虑到目前MSC对于GVHD治疗的效果还存在一定的争议，更多的研究开始考虑MSC在治疗GVHD时引起个体间差异的原因，例如患者免疫和炎症状态以及寻找与预后相关的MSC的检测指标。目前关于MSC治疗GVHD需要考虑的问题还包括：

1.MSC的来源

目前治疗GVHD主要采用异体来源的MSC,HLA配型是否配对没有太大的差异。但对于不同组织来源的MSC，如骨髓、脐带和脂肪，在临床治疗方面是否存在差异还有待更多的比较分析。有文献报道，在制备细胞过程中对MSC用IFN-γ或者缺氧环境等进行适当的预处理，增强MSC的免疫抑制活性可以获得更好的治疗GVHD的效果。不同的预处理对MSC产生不同的效果，在临床上针对不同需求进行适当的预处理可能对MSC最终的治疗效果产生深远的影响。

2.MSC的安全性问题

虽然大部分研究证明MSC临床治疗的安全性，但也有报道MSC抑制免疫反应有可能引起感染以及肿瘤复发的问题。另一个安全性问题是输注的MSC在毛细血管丰富的器官可能引起栓塞，这些问题在临床上需要更多的观察和预防。

3.MSC的剂量问题和治疗方案

临床上，MSC在输注时采用静脉注射1～10×10^6/kg体重。由于目前临床应用MSC的各种鉴定标准指标还没有确定，不同组织来源的MSC在不同条件下培养后细胞功能特性存在一定的差异，针对不同患者选择合适的给药剂量、给药时机、给药途径等问题需要更多的探索。

4.MSC细胞的GMP制备问题

MSC是异质性的细胞群体，有研究表明MSC中掺杂的其他细胞有可能严重影响最终治疗的疗效。另外，MSC的各项功能检测指标还有待研究明确，从而更好地制备符合GMP规范的MSC以备临床使用。

间充质干细胞作为干细胞中的重要成员，其所具备的多分化潜能、造血支持、免疫调节等作用使其具备广泛的应用前景。同时间充质干细胞的安全性也较高，可以说是继HSC之后最接近大规模临床应用的成体干细胞。目前，已有用于治疗GVHD的间充质干细胞产品在美国、加拿大、日本等国获批临床应用。但近年来关于间充质干细胞特性也有一些新的理论提出，如何利用间充质干细胞在血液学相关的疾病治疗中发挥更好的作用还有待进一步研究。