徐　雋　智發(fā)朝

·綜述·

炎癥性腸病治療新進(jìn)展
——干細(xì)胞治療

徐雋智發(fā)朝

【提要】干細(xì)胞治療是一種新興的炎癥性腸病的治療手段，其通過免疫調(diào)節(jié)和免疫重建等機(jī)制緩解黏膜炎癥。目前用于治療炎癥性腸病的干細(xì)胞主要有造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞，主要方法有干細(xì)胞移植（自體或異體）及局部注射。臨床研究證實(shí)干細(xì)胞移植對(duì)難治性炎癥性腸病有一定效果，并能夠使部分患者長(zhǎng)期維持緩解。但干細(xì)胞療法仍處于研究階段，其安全性和長(zhǎng)期有效性等仍有待進(jìn)一步評(píng)估。

炎癥性腸?。辉煅杉?xì)胞；間充質(zhì)干細(xì)胞

一、干細(xì)胞治療炎癥性腸病概述

炎癥性腸?。↖nflammatory bowel disease，IBD）是一類免疫介導(dǎo)的以消化道炎癥為主要表現(xiàn)的系統(tǒng)性疾病，主要包括潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩?。–rohn′s disease，CD），其治療主要以緩解臨床癥狀和控制炎癥發(fā)展為主，包括藥物治療和必要時(shí)的手術(shù)治療。治療IBD的藥物主要包括氨基水楊酸制劑、類固醇激素、免疫調(diào)節(jié)劑（硫唑嘌呤、6-巰嘌呤、甲氨蝶呤）以及生物制劑（單克隆抗體）等，但以上治療手段均無法達(dá)到根治，且有部分患者對(duì)上述療法均無反應(yīng)。

干細(xì)胞是一類具有不對(duì)稱分裂能力的細(xì)胞，主要分為胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cells，ESCs），多能成體干細(xì)胞及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（induced pluripotnent stem cells，iPSCs）。近十幾年來，不斷有干細(xì)胞移植或局部注射治療難治性IBD（絕大多數(shù)為CD）及其并發(fā)癥的案例被報(bào)道，且有相當(dāng)一部分患者病情得到緩解，因此，干細(xì)胞成為IBD治療的又一重要方向。

干細(xì)胞治療IBD及其并發(fā)癥的主要手段有干細(xì)胞移植及干細(xì)胞局部注射。干細(xì)胞移植是研究最多的治療方式，包括自體干細(xì)胞移植和同種異體干細(xì)胞移植。目前用于治療IBD的干細(xì)胞為成體干細(xì)胞，主要有造血干細(xì)胞（hematopoietic stem cells，HSCs）和間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）兩種類型，其主要機(jī)制是利用干細(xì)胞自我更新、免疫調(diào)節(jié)及營(yíng)養(yǎng)等特性，實(shí)現(xiàn)“腸道免疫的重建”［1］，從根本上避免免疫介導(dǎo)的腸道炎癥的發(fā)生，改變患者的遺傳易感性。胚胎干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有重要地位，但其對(duì)IBD的治療仍處在基礎(chǔ)研究層面。

干細(xì)胞移植主要包括如下步驟。第一步是干細(xì)胞采集。自體造血干細(xì)胞移植時(shí)，需對(duì)患者行外周血造血干細(xì)胞動(dòng)員后進(jìn)行采集；同種異體造血干細(xì)胞移植時(shí)，則需進(jìn)行人白細(xì)胞抗原（HLA）匹配。第二步是干細(xì)胞篩選和體外擴(kuò)增，即通過一定方式對(duì)所采集的細(xì)胞進(jìn)行純化，去除其它類型細(xì)胞（主要是淋巴細(xì)胞），并采用體外培養(yǎng)擴(kuò)增干細(xì)胞。第三步是患者的預(yù)處理，即用化療等方式清除患者體內(nèi)的免疫細(xì)胞，為移植做準(zhǔn)備。最后一步是干細(xì)胞輸注，即將體外培養(yǎng)和篩選的干細(xì)胞輸入到患者體內(nèi)。圖1展示了干細(xì)胞移植的具體步驟。

圖1　干細(xì)胞移植治療IBD步驟

二、造血干細(xì)胞治療IBD

1.造血干細(xì)胞特點(diǎn)及作用機(jī)制

造血干細(xì)胞是一類具有自我更新和向成熟血細(xì)胞分化能力的細(xì)胞，主要用于血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療。在IBD治療中，HSCs可定植于腸黏膜受損處，并分化為腸上皮，修復(fù)損傷；也具有免疫調(diào)節(jié)作用，分裂產(chǎn)生免疫原性低的細(xì)胞，減輕腸道的炎癥反應(yīng)［2］。

造血干細(xì)胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）治療免疫介導(dǎo)性疾病（Immune-mediated disease，IMID）的機(jī)制尚無明確結(jié)論，多認(rèn)為與HSC的免疫調(diào)節(jié)功能有關(guān)，即通過干細(xì)胞移植，使免疫原性低的細(xì)胞代替了患者體內(nèi)反應(yīng)性淋巴細(xì)胞，從而避免腸道異常免疫反應(yīng)導(dǎo)致的黏膜損傷。Clerici M等［3］比較了難治性克羅恩病患者行造血干細(xì)胞移植前后血液中免疫細(xì)胞及細(xì)胞因子水平的變化，并與正常人進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)克羅恩病患者的調(diào)節(jié)T細(xì)胞（Treg）、表達(dá)TLR4的細(xì)胞、腫瘤壞死因子α（TNF-α）、白介素10（IL-10）在移植前均高于正常人，且以上細(xì)胞及細(xì)胞因子在移植后均出現(xiàn)明顯下降，提示造血干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用，能夠降低患者炎癥反應(yīng)。Alexander等［4］則認(rèn)為HSCs的免疫調(diào)節(jié)功能與患者胸腺的改變有關(guān)，即在HSCT后受者胸腺功能被再次激活，并產(chǎn)生原始的免疫耐受性高的T淋巴細(xì)胞，從而減輕免疫介導(dǎo)的機(jī)體損傷。

自體HSCT和同種異體HSCT的機(jī)制既有相似之處也有不同之處。自體HSCT是通過化療（淋巴消融）清除患者體內(nèi)的反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞，取代以免疫耐受性更高的淋巴細(xì)胞，以重建免疫系統(tǒng)，由于移植物為自體細(xì)胞，且多采取非清髓性處理，故無法在基因?qū)用娓淖兓颊叩倪z傳易感性，在一定誘因作用下，IBD仍可復(fù)發(fā)。同種異體HSCT是用供者的免疫細(xì)胞完全替代受者的免疫細(xì)胞，完成免疫系統(tǒng)的替換，從遺傳水平改變患者對(duì)IBD的易感性，但由于其致死率高，目前較少用于非惡性疾病的治療。

2.造血干細(xì)胞移植治療IBD

造血干細(xì)胞是干細(xì)胞治療IBD最先采用的細(xì)胞，該治療手段的出現(xiàn)源于對(duì)同時(shí)患有IBD及惡性血液系統(tǒng)腫瘤患者行HSCT后，IBD出現(xiàn)臨床緩解或內(nèi)鏡下緩解的個(gè)案報(bào)道［5-6］，也有報(bào)道霍奇金淋巴瘤患者接受造血干細(xì)胞移植后出現(xiàn)“獲得性”克羅恩病的案例［7］，以上研究均提示HSCT可能是治療IBD的新靶點(diǎn)。此外，HSCT在治療其它免疫介導(dǎo)的疾病已取得一定成果，這也增加了研究人員對(duì)HSCT治療IBD的信心，已有組織提出對(duì)某些嚴(yán)重且其它治療方法無效的免疫介導(dǎo)的疾病采取造血干細(xì)胞移植治療，其中就包括了難治性克羅恩?。?］。

此后，有學(xué)者對(duì)難治性IBD患者采取了造血干細(xì)胞移植（自體或同種異體），并對(duì)其有效性和安全性做出評(píng)估。表1為近年來有關(guān)造血干細(xì)胞治療IBD的臨床試驗(yàn)。綜合回顧以下臨床試驗(yàn)，可以看出造血干細(xì)胞移植的確能夠使某些難治性IBD患者的病情得以緩解，生活質(zhì)量顯著提高，避免激素的大劑量使用，有一定應(yīng)用前景。但也能看出，HSCT治療IBD仍處在研究階段，存在一定缺陷：第一，各研究結(jié)論缺乏說服力，需進(jìn)行樣本量更大、隨訪時(shí)間更長(zhǎng)的臨床試驗(yàn)以得出更為可靠的結(jié)論；第二，從現(xiàn)有數(shù)據(jù)能看出HSCT治療IBD仍存在一定的復(fù)發(fā)率；第三，HSCT尤其是同種異體HSCT的風(fēng)險(xiǎn)大，已有死亡案例的報(bào)道；第四，HSCT治療UC的研究數(shù)據(jù)極少，僅Ditschkowski M［10］及Yu LZ［17］對(duì)此進(jìn)行了報(bào)道，雖然上述UC患者均通過行HSCT使病情獲得緩解，但由于例數(shù)過少（5例），難以證實(shí)HSCT對(duì)UC的有效性。

表1　造血干細(xì)胞移植治療IBD的臨床試驗(yàn)

需要說明的是，雖然同種異體HSCT治療IBD前景堪憂，但仍有一類人群適合采用此療法：即IL-10基因缺陷的低齡IBD患者。Kotlarz D等［18］對(duì)66名發(fā)病年齡＜5歲的IBD進(jìn)行IL-10、IL-10R1及IL-10R2的基因檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)共16名患者存在上述基因缺陷，其中5名患者進(jìn)行了同種異體HSCT，并在此后2年的隨訪時(shí)間內(nèi)未出現(xiàn)復(fù)發(fā)。因此，對(duì)于發(fā)病年齡較早的IBD患者，可進(jìn)行IL-10基因檢測(cè)，若存在此類基因缺陷，則適合采用同種異體HSCT。

3.造血干細(xì)胞移植的安全性

安全性問題是關(guān)乎HSCT治療IBD發(fā)展前景的重要問題。干細(xì)胞的免疫原性、細(xì)胞培養(yǎng)安全性、異位組織形成的可能、細(xì)胞的體外擴(kuò)增時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)化都是能夠影響移植成功率及安全性的重要環(huán)節(jié)。Snowden等［19］回顧了1997～2009年數(shù)據(jù)庫所納入的造血干細(xì)胞移植治療免疫介導(dǎo)的疾病的臨床試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)自體HSCT的一年和五年生存率分別為85%及78%，同種異體HSCT的一年和五年生存率分別為87%和65%，感染是造成患者死亡的最主要原因。通過以上數(shù)據(jù)可看出造血干細(xì)胞移植治療免疫介導(dǎo)疾病的安全性仍是一項(xiàng)亟待解決的問題，但對(duì)于HSCT治療IBD的安全性問題報(bào)道較少。

三、間充質(zhì)干細(xì)胞

1.間充質(zhì)干細(xì)胞的特點(diǎn)及作用機(jī)制

間充質(zhì)干細(xì)胞又稱成人干細(xì)胞，是一種來源于外胚層及中胚層的多能成體干細(xì)胞，主要位于結(jié)締組織和器官間質(zhì)中。此類細(xì)胞大多表達(dá)CD105、CD73及CD90，并可在體外可分化為成骨細(xì)胞、軟骨母細(xì)胞和脂肪細(xì)胞［20］。

與造血干細(xì)胞類似，間充質(zhì)干細(xì)胞也具有增殖分化、免疫調(diào)節(jié)及營(yíng)養(yǎng)的作用，并在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。目前已有報(bào)道采用間充質(zhì)干細(xì)胞治療急性激素抵抗的移植物抗宿主病、兒童成骨不全癥、強(qiáng)直性脊柱炎、椎間盤突出癥及一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病等［21］。

間充質(zhì)干細(xì)胞主要通過釋放多種可溶性因子（細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子等），誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞的細(xì)胞周期停滯及細(xì)胞凋亡，以實(shí)現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)和炎癥控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)組織再生［22］。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMMSCs）及脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞（ASCs）能夠增強(qiáng)免疫抑制分子的活性，如肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）、前列腺素E2（PGE-2）、吲哚胺2，3-雙加氧酶（IDO）、IL-6、IL-10、一氧化氮、血紅素加氧酶-1、HLA-G5等［23］。值得注意的是，MSC的免疫調(diào)節(jié)作用在炎癥環(huán)境中更為突出，體現(xiàn)在某些促炎因子（TNF-α、IFN-γ等）的存在是干細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的前提［24］。

2.間充質(zhì)干細(xì)胞治療IBD

作為多能干細(xì)胞的一員，間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)IBD的療效也被許多學(xué)者所研究。多個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí)MSC能夠緩解藥物所致結(jié)腸炎，表現(xiàn)在臨床癥狀緩解、黏膜炎癥及炎癥因子水平降低［25-27］。

表2　間充質(zhì)干細(xì)胞治療IBD的臨床試驗(yàn)

MSC治療IBD的相關(guān)臨床試驗(yàn)也取得了一定進(jìn)展。目前用于治療IBD的間充質(zhì)干細(xì)胞主要有骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMMSCs）和脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞（ASCs）兩種類型。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是研究最多的MSCs，但由于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的含量較少，提取有一定難度，且隨著年齡增長(zhǎng)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞數(shù)目逐漸減少，其臨床應(yīng)用存在一定局限性。此后，隨著脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞的出現(xiàn)，克服了BMMSC的缺陷，具有良好的應(yīng)用前景。MSC治療IBD主要有兩種手段：干細(xì)胞移植治療腸腔IBD（luminal IBD）以及干細(xì)胞局部注射治療IBD（主要是CD）所致瘺管（fistula IBD）。表2為MSC治療IBD的主要臨床試驗(yàn)。

MSC治療腸腔IBD的報(bào)道較少，Liang J等［35］回顧分析了7例難治性IBD（UC 3例、CD 4例）患者經(jīng)同種異體BMMSCs移植后癥狀減輕，炎癥活動(dòng)度降低。對(duì)于IBD所致瘺管的治療，García-Olmo D團(tuán)隊(duì)提供了一系列的研究報(bào)道。García-Olmo D等在2003年報(bào)道了1例ASCs成功治療克羅恩病引起的直腸陰道瘺的案例［36］，認(rèn)為干細(xì)胞治療有可能應(yīng)用與此類情況。此后，該團(tuán)隊(duì)于2009年報(bào)道了一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)，通過比較局部注射ASCs聯(lián)合纖維膠與單獨(dú)使用纖維膠治療復(fù)雜性瘺管，發(fā)現(xiàn)ASCs聯(lián)合纖維膠組的瘺管閉合率明顯高于單獨(dú)使用纖維膠組［30］，但經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)3年隨訪發(fā)現(xiàn)在聯(lián)合治療組中僅有少部分人（7/24）沒有復(fù)發(fā)［37］，因此ASCs的長(zhǎng)期效果仍不確切?；谝陨涎芯?，該團(tuán)隊(duì)于2012年報(bào)道了一項(xiàng)ASCs治療肛周瘺管的Ⅲ期臨床試驗(yàn)［38］，比較ASCs、ASCs聯(lián)合纖維膠以及纖維膠3種方法的療效，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過24～26周時(shí)3組的瘺管閉合率分別為39.1%，43.3%，37.3%（P =0.79），而1年后三組的瘺管閉合率為57.1%，52.4%，37.3%（P=0.13），3種治療手段均未出現(xiàn)嚴(yán)重的副反應(yīng)。

3.MSC治療IBD的安全性問題

MSC治療IBD的安全性問題目前存在著兩種截然相反的研究結(jié)果，至今仍無確切結(jié)論?；贛SC的增殖及多向分化潛能，有學(xué)者提出此類療法能夠增加腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。并有相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)將ASCs與腫瘤細(xì)胞同時(shí)輸注到小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組（輸入腫瘤細(xì)胞）相比，該組小鼠的腫瘤出現(xiàn)時(shí)間更早，體積更大［39］。但也有研究發(fā)現(xiàn)MSC能夠抑制腫瘤發(fā)生。Nasuno M等［40］發(fā)現(xiàn)MSC通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡及控制細(xì)胞分裂等機(jī)制實(shí)現(xiàn)抑瘤作用。Chen Z［41］等發(fā)現(xiàn)BMMSCs能夠降低結(jié)腸炎導(dǎo)致的腫瘤形成風(fēng)險(xiǎn)，MSC能夠在大體水平減輕炎癥，降低促炎因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）的表達(dá)，下調(diào)STAT3磷酸化表達(dá)，減少腫瘤數(shù)目，降低瘤負(fù)荷。除致癌性外，MSC的其它不良反應(yīng)也得到系統(tǒng)性的評(píng)估。Lalu MM等［4 2］對(duì)2011年前系統(tǒng)性使用間充質(zhì)干細(xì)胞（動(dòng)脈、靜脈注射）的前瞻性臨床試驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)回顧，發(fā)現(xiàn)除一過性發(fā)熱外，MSC的使用并未出現(xiàn)明顯副作用，是一種相對(duì)安全的治療手段。

四、總結(jié)及展望

總體來說，干細(xì)胞治療IBD有較好的應(yīng)用前景。目前已有一定數(shù)目的臨床試驗(yàn)證實(shí)造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)難治性克羅恩病有較好療效，使部分患者達(dá)到治愈。然而，現(xiàn)有治療手段均有待改進(jìn)：造血干細(xì)胞移植需對(duì)病人進(jìn)行嚴(yán)格篩選，且需在技術(shù)條件成熟、有能力處理原發(fā)病及移植并發(fā)癥的機(jī)構(gòu)進(jìn)行；間充質(zhì)干細(xì)胞移植的成功與否取則決于多種因素［43］，如MSC類型、自身特點(diǎn)、移植策略（途徑、時(shí)間間隔、劑量、細(xì)胞因子及趨化因子的預(yù)處理）等，以上條件的選擇和優(yōu)化均有待進(jìn)一步研究。因此，IBD的干細(xì)胞療法仍處于起步階段，某些研究結(jié)果相互矛盾，缺乏定論，因而有許多需要進(jìn)行深入研究的問題，主要包括移植的安全性、長(zhǎng)期有效性及對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎的治療效果等。

胚胎干細(xì)胞（ESCs）同樣具有免疫調(diào)節(jié)和緩解炎癥等特性，且較成體干細(xì)胞而言生長(zhǎng)速度更快、分化能力更強(qiáng)，有可能成為繼成體干細(xì)胞后又一種用于治療IBD的干細(xì)胞［44］。對(duì)于ESCs治療IBD仍缺乏相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，只有Srivastava AS等［45］報(bào)道了經(jīng)誘導(dǎo)后的分化前胚胎干細(xì)胞（pre-differentiated ESCs）能夠定植于小腸、結(jié)腸、肝臟，并通過修復(fù)受損上皮和重建免疫體統(tǒng)等機(jī)制緩解炎癥。目前ESCs應(yīng)用最大的挑戰(zhàn)是控制分化，即通特定的外部環(huán)境誘導(dǎo)細(xì)胞沿著所需的路徑生長(zhǎng)分化，此外關(guān)于該細(xì)胞的安全性、分離純化技術(shù)以及免疫排斥等問題［46］仍需進(jìn)一步研究。

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2015-03-27）

（本文編輯：王新穎）

10.3969/j.issn.1672-2159.2015.04.055

510515南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院消化內(nèi)科