同样注射干细胞为何临床效果大不同?细胞质量、注射途径、最佳剂量、治疗时机。

发布时间: 2024-07-30 23:24:10 |   作者: 精彩视频
返回列表

  同样注射干细胞,为何临床效果大不同?细胞质量、注射途径、最佳剂量、治疗时机。

  MSC具有多种功能,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。

  不少临床研究或临床试验的结果为,间充质干细胞(MSC)能治疗多种疾病,尤其是一些疑难杂症,但是疗效各有差异。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疗效差异化较大?对这个问题,不同的研究者有不同的思考和解释。

  影响间充质干细胞(MSC)的疗效,有很多因素,本文主要讨论间充质干细胞(MSC)相关的关键影响因素: 细胞质量、注射途径、最佳剂量、治疗时机 。 其他影响因素还包括患者的 疾病类型和医生的医疗技术和医院的整体实力水平等等。间充质干细胞(MSC)下文简称为MSC。

  不同厂家产出的同一种药物,质量之间有一些差异,尤其是进口药和国产药相比较,同样的情况也存在不同的干细胞公司。

  大概定义一下 “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。

  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。

  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。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。

  供体年龄是一个很主要的因素,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。

  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。

  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。

  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、免疫抑制能力变弱、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。 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。

  注意患者使用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。

  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。

  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,并且此技术亦能应用于大多数儿童(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)×107个MSC,经治疗6个月后运动功能显著改善。另一临床研究显示异体MSC进行静脉和/或鞘内注射,能大大的提升脑瘫患儿的肌张力、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,甚至会出现非常严重的癫痫发作;但所有症状在72小时内自发消退,在6个月的随访期内没再次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。

  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),各种评分得到一定的改善;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。

  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1X107/kg,后6名BPD患儿的MSC剂量为2X107/kg;治疗7天后,支气管分泌液中的炎症因子浓度显而易见地下降,呼吸严重程度评分(Respiratory Severity Score)改善明显。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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细胞数从四千万个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来说还是比较稳定,常常采用每公斤体重数百万级的MSC,即(1-10)x106/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10x106/kg,按照60公斤的体重,那同样是需要6亿个MSC了;还有治疗GVHD的8x106/kg[15,16]。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0.3x105/kg。 虽然有专家觉得5x106/kg和8x106/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。

  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。必须要格外注意的是,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。

  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。

  间充质 干细胞(MSC)的大多数来自有新生儿的脐带、胎盘以及成人的脂肪。由于没有免疫排斥、增殖和分化能力强,成为再生医学的“希望之星”,在疾病治疗和损伤修复上扮演逐渐重要的角色。

  MSC具有多种功能,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。