深度丨一篇文章告訴你：如何正確使用干細胞效果才會最佳！

很多人都認為干細胞在使用時是越多越好，可事實真的是這樣嗎？ 在這里，可以明確的告訴大家，這個想法其實是完全錯誤的。 以間充質(zhì)干細胞(MSC)為例，如果把間充質(zhì)干細胞看作為“藥品”，那么肯定存在一個范圍，在這個范圍內(nèi)，劑量越高效果越好；然后達到一個飽和劑量后，繼續(xù)提高細胞劑量，并不能帶來更多的療效，還可能引發(fā)“細胞因子風暴”，致人休克而死亡。 當大量間充質(zhì)干細胞細胞涌入機體時，其產(chǎn)生的大量細胞因子，導致血管過度擴張、通透性大大增加而引起組織紅腫、器官受損。當這些細胞因子隨血液流到其它器官時也造成同樣過激的免疫反應。這種失控的免疫反應往往造成多重器官損傷甚至衰竭，進而導致休克而死亡，臨床上稱其為“細胞因子風暴”如圖1所示。 圖片 圖1：細胞因子風暴 例如，心臟肌肉細胞遭受大量細胞因子侵噬，造成爆發(fā)性心肌炎或猝死；若細胞因子風暴發(fā)生在肺部[1]，肺部血管擴張、組織腫脹、大量聚集免疫細胞，不僅會阻塞呼吸道，同時分泌出來的大量黏液也會把呼吸系統(tǒng)的管腔塞滿（整個肺部都淹水了），也就是說，患者會被自己所分泌的黏液淹沒，空氣無法進出肺部，肺泡無法進行氧氣交換，此時需要靠支持性療法支撐，例如，插管或用葉克膜，以便撐過這場“風暴”。如果撐不過，“細胞因子風暴”就是奪命的殺手。 其實影響細胞的療效因素有很多，不應只關注用量，更應該關注細胞質(zhì)量和臨床使用正確與否。 1 影響間充質(zhì)干細胞相關療效的關鍵因素 對于疾病在臨床前的研究中，實驗并沒有充分證明間充質(zhì)干細胞起效的最低劑量和最大飽和劑量，而且不同實驗室的培養(yǎng)系統(tǒng)、間充質(zhì)干細胞的來源屬性等因素，常常導致間充質(zhì)干細胞的質(zhì)量存在差異，直接影響了間充質(zhì)干細胞的動物實驗和臨床研究的結(jié)果。 因此，間充質(zhì)干細胞的臨床前研究的數(shù)據(jù)并不能很好地指導臨床研究的方案確定。 間充質(zhì)干細胞相關療效的關鍵影響因素依次排列為以下四個：細胞質(zhì)量、注射途徑、治療時機、最佳劑量。 細胞質(zhì)量[2] 不同的細胞制備中心生產(chǎn)出來的同一種細胞產(chǎn)品，質(zhì)量之間肯定存在一些差異，尤其是進口產(chǎn)品和國內(nèi)產(chǎn)品。同樣的情況也存在于相同廠家所生產(chǎn)的不同批次之間。我認為細胞質(zhì)量指單位細胞或單個細胞所對應的生物學效力，效力越高，細胞質(zhì)量越好。 圖片 我們應該在一個適應癥范圍內(nèi)談論這個效力如何，比如，間充質(zhì)干細胞同時具有免疫抑制和促進血管再生的功能，分別治療兩大類不同的疾病，那么相對應的就有兩個生物學效力指標。 我們需要明確在討論間充質(zhì)干細胞的細胞質(zhì)量或生物學效力時，一定離不開具體的適應癥。 一些共識參數(shù)可以反映間充質(zhì)干細胞的質(zhì)量，比如細胞活率、供體特性、克隆形成能力、細胞大小、免疫抑制能力和細胞因子分泌量。可以說細胞質(zhì)量是治療成敗最為關鍵的因素。 注射途徑[3] 局部注射途徑：常見局部注射間充質(zhì)干細胞的部位有腦部、四肢肌肉、心臟、肝臟、腰椎（蛛網(wǎng)膜下腔）。 局部微注射人骨髓間充質(zhì)干細胞到大鼠大腦紋狀體，72天后依然能檢測到它的存在，而且間充質(zhì)干細胞能遷移至胼胝體和大腦皮層。大腦右側(cè)尾狀核局部注射間充質(zhì)干細胞，4周后大腦多個部位均可檢測到間充質(zhì)干細胞的存在，而且發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細胞在大腦的遷移偏好于沿著血管的走向。 全身注射途徑：常見全身注射間充質(zhì)干細胞的部位有腹腔、靜脈和動脈注射。 間充質(zhì)干細胞腹腔注射免疫缺陷的小鼠（裸鼠和NOD/SCID小鼠）后，在體內(nèi)多組織器官中存在可達120天，而間充質(zhì)干細胞在免疫系統(tǒng)健全的異品種小鼠只能存在20多天，但是可以在同品種小鼠中存在40多天（見圖2）。靜脈注射間充質(zhì)干細胞后，大部分的間充質(zhì)干細胞滯留在肺部，然后隨著血流達到肝臟、腎臟、脾臟。間充質(zhì)干細胞注射1小時后，50-60%的間充質(zhì)干細胞滯留在肺部，3個小時后將至30%，并維持到96個小時。滯留在肺部的間充質(zhì)干細胞可以被局部微環(huán)境所激活分泌大量的抗炎因子，這些抗炎因子隨血流分布到達全身，有利于減輕全身炎癥、調(diào)節(jié)免疫。 狒實驗證明骨髓間充質(zhì)干細胞經(jīng)外周靜脈注射后，自體間充質(zhì)干細胞和異體間充質(zhì)干細胞在體內(nèi)的分布沒有明顯差異，且年齡越大的供體，其骨髓間充質(zhì)干細胞越容易在肺部滯留（在肺部滯留的間充質(zhì)干細胞數(shù)量與其細胞表面表達的整合素α4和α6密切相關，表達量越高，越不容易在肺部滯留）。動脈注射可以使間充質(zhì)干細胞直接到達并集中于病灶區(qū)，減少損耗。但是頸內(nèi)動脈注射后，間充質(zhì)干細胞在腦部的存活時間一般不超過2天。 不同的注射途徑（局部注射、靜脈注射、動脈注射）均對間充質(zhì)干細胞在體內(nèi)的存留時間產(chǎn)生較大的影響，并與間充質(zhì)干細胞的清除速度密切相關。 圖片 圖2：間充質(zhì)干細胞腹腔注射免疫缺陷的小鼠裸鼠和NOD/SCID小鼠后分布 治療時機[4-6] 急性肝功能衰竭的豬實驗發(fā)現(xiàn)，嚴重的炎癥環(huán)境限制了間充質(zhì)干細胞的效果，因為間充質(zhì)干細胞在嚴重炎癥的肝臟環(huán)境中存活率低。間充質(zhì)干細胞未能提高伴有全身性炎癥的急性和慢性肝功能衰竭患者的存活率，但是減輕炎癥明顯有利于提高間充質(zhì)干細胞的治療效果。 在另一項間充質(zhì)干細胞治療兒童激素難治性GVHD的多中心臨床研究中，間充質(zhì)干細胞在疾病早期介入治療比晚期治療更有效。這些數(shù)據(jù)清楚地表明，嚴重的炎癥環(huán)境可能會減弱間充質(zhì)干細胞的治療效果。 目前細胞治療有三個充滿希望的預期：（1）亞臨床患者在病程早期或確定為高?；颊邥r，可進行預防性治療；（2）臨床患者可接受預防治療，以減輕疾病進展；（3）進展期患者應在災難性器官實質(zhì)丟失前接受治療。 且所有治療策略的制定都需要充分權衡臨床獲益與副作用的大小。為確保預期的治療效果，在開始治療時，要根據(jù)初始危險分層(極高危、高?；虻臀?，充分評估機體所處炎癥狀態(tài)，再選擇間充質(zhì)干細胞的治療策略和時機才是審慎的做法。 最佳劑量[7] 目前的臨床研究中，在間充質(zhì)干細胞的使用劑量差別非常大，每名患者使用的間充質(zhì)干細胞細胞數(shù)從四千多~上億個間充質(zhì)干細胞不等。2020年10月Gaetano等發(fā)表于medicina上的《Mesenchymal Stromal Cell Therapy in the Management of Perianal Fistulas in Crohn's Disease》一文，對2013-2020年間針對克羅恩病（CD）的試驗進行總結(jié)（如圖3）中發(fā)現(xiàn)：骨髓間充質(zhì)用量在3*107的試驗劑量組，其收獲的療效高于低劑量給藥組（1*107）及低劑量給藥組（9*107）；在park et等所應用脂肪來源的間充質(zhì)觀察中同樣看到低劑量給藥組（4.33*107）的療效大于高劑量給藥組（17*107）。 圖片 圖3：2013-2020年間針對克羅恩?。–D）的試驗 這一現(xiàn)象絕非偶然，進一步研究表明在提取和擴增后，間充質(zhì)干細胞最佳劑量組在遺傳和形態(tài)上更加穩(wěn)定，并顯示出更大的增殖能力和血管生成特性[8-10]。 此外，最大的優(yōu)勢在于組織生長因子的高表達，降低了血液相容性[11]。其研究的結(jié)論是：間充質(zhì)干細胞的最佳劑量取決于不同的疾病、疾病當下所處的嚴重程度以及輸入途徑。 02 未來展望 目前，確保合理用藥，保障患者用藥安全、有效、經(jīng)濟，已成為醫(yī)療機構不容回避的問題。 為避免間充質(zhì)干細胞引起的不良反應，細胞產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家確保細胞質(zhì)量固然重要，而臨床正確使用則更為關鍵。 俗話說“病來如山倒，病去如抽絲”，間充質(zhì)干細胞的臨床應用就似春雨一般，勿需驚雷，但需恰到好處。正是這一句“好雨知時節(jié)，潤物細無聲。” 參考文獻： ［1］2019-novel coronavirus (2019-nCoV) infections trigger an exaggerated cytokine response aggravating lung injury ［2］Analysis of Oct4‐Dependent Transcriptional Networks Regulating Self‐Renewal and Pluripotency in Human Embryonic Stem Cells ［3］Cell Delivery Routes for Stem Cell Therapy to the Heart: Current and Future Approaches ［4］Impact of Timing on Efficacy and Safetyof Intracoronary Autologous Bone Marrow Stem Cells Transplantation in Acute Myocardial Infarction: A Pooled Subgroup Analysis of Randomized Controlled Trials ［5］Timing and cell dose determine therapeutic effects of bone marrow stromal cell transplantation in rat model of cerebral infarct ［6］Into the Eye of the Cytokine Storm ［7］Mesenchymal Stromal Cell Therapy in the Management of Perianal Fistulas in Crohn's Disease An Up-To-Date Review ［8］Kim, Y.; Kim, H.; Cho, H.; Bae, Y.; Suh, K.; Jung, J. 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