盘点| 间充质干细胞在实体器官移植应用的临床研究

实体器官移植是终末期疾病的终极解决方案。

常见的实体器官移植是肾脏、肝脏、心脏、肺和小肠。免疫抑制剂的发展和应用，在移植后早期阶段显著提高了移植物和患者的存活率。但是，免疫抑制剂的临床应用，依然需要面临着有害的副作用，包括诱导心血管疾病和肿瘤，这些副作用会导致显著的发病率和死亡率。因此，迫切需要更好的治疗手段，以使免疫抑制的使用最少化，并提高移植器官的长期存活率。

间充质基质细胞（MSC）对免疫排斥反应具有很强的免疫抑制的潜力，因此MSC在器官移植领域的应用越来越受到重视。 本文简述MSC在实体器官移植应用的临床研究结果。

1，肾移植

（1）自体骨髓MSC治疗

MSC在器官移植领域的应用，始于2011年的意大利Giuseppe Remuzzi教授团队开展的一项1期临床研究，以评估在2名活体供肾移植受者中应用MSC的安全性和可行性。

在这个临床研究里，两名肾移植患者在移植7天后回输自体骨髓MSC，剂量为(1-2)×106/kg；免疫监测显示Treg组分逐渐增加，循环CD8+记忆T细胞百分比显著降低，同时供体特异性T细胞同种异体反应性降低。

随后继续开展MSC治疗2名肾移植患者的临床研究，在肾移植之前给予MSC回输，同样取得良好的效果，即减少排斥反应和增加Treg细胞的数量。

长期随访强调其中一名患者，其体内Treg和CD8+效应T细胞之间的比率持续增加，这名患者逐渐减少免疫抑制，并实现了停止免疫抑制超过两年，证明了单次给药MSC可以诱导长期的免疫耐受。4名患者在肾移植前和移植后30天，分别给予回输自体骨髓MSC，MSC同样发挥了良好的抗排异作用，同时增加Treg细胞的数量。

我国福州总医院的团队在《JAMA》发表文章，首次通过随机对照临床试验来证实自体骨髓MSC在肾移植后发挥免疫抑制作用；在移植后一年的随访时间内，不管患者是否同时接受免疫抑制剂CNIs还是IL-2R抗体，经过MSC治疗后，肾移植患者发生更低的急性排斥反应和感染的风险，同时促进了更好的肾功能的恢复。荷兰莱顿大学医学中心开展自体骨髓MSC治疗肾移植后出现排斥反应的临床研究，6名肾移植患者活检中出现亚临床排斥反应或间质纤维化/肾小管肾炎的患者，移植后4周到6个月接受2次静脉MSC（1x106/kg）注射后，虽然MSC治疗后出现了BK病毒和CMV病毒的感染，但是低水平的排斥反应和肾小管的炎症都得到消除。

（2）异体MSC治疗

异体骨髓MSC联合他克莫司（剂量减半）治疗6名肾移植患者，同样观察到类似的结果，即减少排斥反应和促进肾功能的恢复，而且患者的B细胞在MSC治疗3个月后数量增加明显。

然而，比利时列日大学的临床研究结果发现异体骨髓MSC应用于肾移植后的患者，MSC对B细胞没有产生影响，但是促进了患者体内Treg的比例，只不过单次MSC治疗的疗效不足于维持1年的时间。

荷兰莱顿大学医学中心的团队，10名患者接受了两次1.5× 106/kg异体骨髓MSC（联合他克莫司）治疗后，患者体内的T细胞和B细胞没有显著变化，血浆中的细胞因子也没显著变化。

中大三院领衔的多中心随机对照临床研究，所有的患者都接受标准化治疗；治疗组患者在进行肾移植之前，给予同时静脉回输异体脐带MSC（2x106/kg）和肾动脉介入注射脐带MSC（5x106）；比较遗憾的是，在这个实验方案下，虽然MSC治疗组患者的免疫排斥反应低于对照组，但是没有统计学差异。

异体骨髓MSC还可以直接局部注射入肾移植患者的骨髓腔。七名肾移植患者，在常规应用免疫抑制剂的同时，给予骨髓腔注射异体骨髓MSC（1x106/kg），患者无不适反应，部分患者体内的淋巴细胞依然具有增殖能力和Treg细胞数量增加。

2021年2月份报道了韩国异体骨髓MSC治疗慢性活动性抗体介导的肾脏排斥反应的临床研究，2名肾移植患者对利妥昔单抗和静脉注射免疫球蛋白均无反应，患者接受静脉4次回输MSC（1x106/kg），每两周1次；2名患者没有出现死亡、感染和肿瘤，患者体内的T细胞和B细胞在治疗前后没有明显差异；MSC治疗6个月后，1名患者的血清肌酐处于稳定水平，而另1个名患者的血清肌酐开始上升。

2，肝移植

与肾移植类似，给予免疫调节特性，MSC同样应用于肝移植患者，从而诱导手术耐受、抑制急性排斥反应和治疗缺血性胆道病变。

比利时列日大学开展一项对照、开放标签、非随机临床试验，10名肝移植受者在移植后早期单次输注异体骨髓(1.9-2.7)x106/kg的MSC，在短期随访的范围内，MSC不会增加感染或恶性肿瘤的风险， 也不会增加移植物排斥率、存活率和死亡率；然而，单次的骨髓MSC治疗，在30天、90天、180天分别给予评估疗效，结果发现MSC治疗组和对照组没有任何差异。出现这样的临床结果，大概率是MSC没培养好，也可能是单次MSC回输还不够。

我国一项临床对照研究发现，在常规免疫抑制剂的基础上加单次1x106/kg的脐带MSC输注（1例患者3次注射）治疗肝移植的急性排斥反应，在12周的随访结束时，与对照组相比，MSC治疗组患者表现出较低的肝转氨酶水平和组织学的改善，尤其是4周时体内循环Treg细胞数量增加以及Treg/Th17的比例升高。

肝移植后出现缺血性胆道病变，12名患者接受6次静脉回输脐带MSC（1.0×106/kg，第1、2、4、8、12、16周）；与基线相比，总胆红素，γ-谷氨酰转移酶和碱性磷酸酶均下降；对照组64.3%（45/70）的患者接受了介入治疗，而MSC治疗组只有33.3%（4/12）的患者接受了介入治疗，MSC治疗显著减少了介入治疗的需要，同时提高了移植肝脏的存活率。

3，肺移植

在肺移植受者中，如果移植后出现慢性肺功能障碍，这将严重影响到移植肺脏的存活。

澳大利亚昆士兰大学昆士兰肺移植服务中心团队领衔开展一项单臂1期试验，评估了10例进行性慢性肺移植功能障碍患者进行四次异体骨髓MSC（2×106/kg，一周2次，连续2周）输注的安全性和可行性；MSC治疗耐受性良好，未发生涉及血流动力学或气体交换的不良事件，有2名患者因未能纠正肺功能障碍而出现死亡，其余患者出现肺功能有所改善。

美国梅奥诊所开展异体骨髓MSC静脉注射质量肺移植后出现的闭塞性细支气管炎综合征，根据MSC的细胞剂量，分为3组：1x106/kg、2x106/kg、4x106/kg，每组3名患者；即使是4x106/kg的高剂量，患者经过MSC治疗后，气体交换变量、肺功能测试结果或抽血检查项目在输注后1天、7天和30天没有显著变化。MSC本身就有强大的抑制免疫和消炎、促进组织器官功能恢复的作用，所以需要怀疑美国梅奥诊所的团队没培养出高品质的MSC注射液。

4，小肠移植

基于MSC具有提供免疫抑制和支持组织再生的双重功能，英国Churchill医院牛津移植中心报道了一例HLA匹配的小肠移植受者出现严重难治性肠功能障碍，该患者接受单次输注异体骨髓MSC（1×106/kg）；在治疗后的两周内，患者的小肠功能和组织学有了明显的改善，并且在2个月内，患者一直保持稳定。

小结

在组织器官的移植治疗中，MSC主要起到3个作用：抑制免疫排斥，诱导同种异体移植器官的免疫耐受；促进组织器官的功能修复和防止恶化；减少诱导和/或维持免疫抑制的总剂量。

目前MSC在组织器官移植领域的应用，还是处于临床1期阶段，尽管在这阶段研究存在固有的设计局限性（包括样本量和治疗方案等），MSC在保护移植物免受慢性排斥和促进免疫耐受方面显示出喜人的疗效，非常值得继续深入开展大规模的临床研究。

另外，不主张自体骨髓MSC的治疗应用，因为供体年龄和病理状态能在很大程度上影响到MSC的细胞质量和质量效果。因为骨髓细胞的CFU-F随着年龄的增长而减少，导致无法补充祖细胞，因此CFU-F实验亦用于评估MSC质量。衰老的MSC有三种变化：质量下降、分化/再生能力降低、迁移能力降低。几个小组已经证明，来自老年捐赠者的MSC在人和大鼠中的增殖速度都较慢。在老年供者的样本中SA-β-Gal阳性（细胞衰老的标记物）的骨髓MSC数量增加。

随着年龄的增长，MSC的强大抗氧化活性逐渐降低。在细胞形态学方面，来自老年供体的MSC在体外培养时，MSC胞体比年轻的MSC大得多，而胞体的变大与细胞衰老密切相关。有趣的是，间充质干细胞分化为脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞的能力是一个基本的生物学特征，不受年龄的影响。此外，MSC的骨形成能力与体外分化能力无关。

当然，MSC在组织器官移植领域的应用，还是需要讲几句正确的废话，比如MSC生产工艺的扩大、标准化方法、临床适应症、时机、剂量以及对保护机制的深入理解等等。