楊春娟，楊晶涵，張麗麗，張嬌嬌，王菁華，孫家梅，徐棟花

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythe-matosus,SLE)是一種全身多器官、系統(tǒng)受累的自身免疫病，以免疫細(xì)胞激活、大量自身抗體產(chǎn)生為典型特征，與遺傳、環(huán)境和雌激素等潛在相關(guān)[1]。研究表明，SLE中T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷(natural killer，NK)細(xì)胞、樹突細(xì)胞(dendritic cell, DC)和單核-巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞功能失調(diào)，導(dǎo)致機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)失衡，大量自身抗體持續(xù)產(chǎn)生，造成靶組織、臟器損傷[2]。目前，糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑治療是SLE主要治療方案，但大部分患者難以獲得臨床緩解，病死率高。尋找更加優(yōu)化的SLE治療策略仍是目前亟待解決的難題。

間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells，MSCs)是一種分布廣泛，幾乎存在于人體所有組織中的多能干細(xì)胞(圖1)。MSCs免疫原性低、具有免疫調(diào)節(jié)和多向分化潛能，能定向分化為多種組織細(xì)胞，抑制自身免疫反應(yīng)，維持機(jī)體免疫耐受。骨髓MSCs(bone marrow mesenchymal stem cells, BM-MSCs)是最早發(fā)現(xiàn)的一種MSC，具有免疫抑制和抗炎的作用，但其功能取決于機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)?，F(xiàn)有研究證實(shí)，BM-MSCs具有歸巢能力，可以定向遷移到損傷部位，分泌有助于組織修復(fù)、再生的趨化因子、細(xì)胞因子，并能夠分化為新生細(xì)胞[3]。SLE患者體內(nèi)的MSCs增殖、分化與免疫調(diào)節(jié)功能異常。研究發(fā)現(xiàn)，BM-MSCs移植治療能夠明顯改善SLE患者的臨床癥狀[4]。

圖 1 間充質(zhì)干細(xì)胞來源及其對免疫細(xì)胞的調(diào)控作用

MSCs通過細(xì)胞間接觸和旁分泌途徑發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是其發(fā)揮旁分泌作用的主要方式。外泌體(exosome, exo)由脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)包裹，能在體液中穩(wěn)定存在，實(shí)現(xiàn)生物活性物質(zhì)的靶向運(yùn)輸，介導(dǎo)細(xì)胞間通訊，是EVs中最常見的一種。研究發(fā)現(xiàn)，MSC外泌體(mesenchymal stem cells exosome, MSC-exo)作用的發(fā)揮取決于其對蛋白質(zhì)、RNA等物質(zhì)轉(zhuǎn)移的能力[5]。MSC-exo免疫原性更低，能夠調(diào)節(jié)T、B細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞介導(dǎo)的免疫炎性反應(yīng)。因此，基于MSC-exo構(gòu)建納米載體系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生物活性物質(zhì)的靶向遞送，為實(shí)現(xiàn)SLE無細(xì)胞生物療法提供新的思路。

1 MSCs對SLE的免疫調(diào)節(jié)作用

MSCs通過調(diào)控T細(xì)胞、B細(xì)胞等免疫細(xì)胞的自噬能力，抑制其增殖、分化，發(fā)揮抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用，有望成為SLE等自身免疫病的理想治療手段。本文從闡述MSC對T細(xì)胞、B細(xì)胞、DC細(xì)胞、NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用入手，綜述MSC對SLE的調(diào)控作用及機(jī)制(圖1)。

1．1 MSCs對T細(xì)胞的調(diào)控作用

T細(xì)胞免疫功能紊亂是SLE發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。MSCs可以產(chǎn)生大量的可溶性免疫調(diào)節(jié)因子、生長因子，參與調(diào)控T細(xì)胞免疫反應(yīng)。BM-MSCs在某些炎性細(xì)胞因子的刺激下表達(dá)高水平膜抑制分子細(xì)胞間黏附分子-1(Intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)等，抑制T細(xì)胞免疫活性[6]。

MSCs可通過分泌CXCL8和TGF-β1促進(jìn)CD4+T細(xì)胞的遷移及分化[7]。在SLE中，異體臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(umbilical cord mesenchymal stem cells, UC-MSCs)可通過IFN/吲哚2，3雙加氧酶(indole 2,3 dioxygenase, IDO)軸抑制T細(xì)胞的增殖[8]。另有研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ通過STAT1刺激MSCs產(chǎn)生IDO，進(jìn)而增強(qiáng)MSCs的免疫抑制能力，抑制SLE患者T細(xì)胞的過度增殖[9]。BM-MSCs能有效抑制輔助性濾泡T細(xì)胞(follicular helper T cell, Tfh)的分化及IL-21的產(chǎn)生，減輕狼瘡性腎炎病理損傷，提高狼瘡小鼠的存活率[10]。人UC-MSCs可以調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞和抗炎因子的產(chǎn)生使其從促炎狀態(tài)轉(zhuǎn)為抗炎狀態(tài)，維持機(jī)體免疫微環(huán)境平衡[11]。BM-MSCs可利用FAS及其配體 FASL偶聯(lián)誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，而巨噬細(xì)胞利用凋亡的T細(xì)胞碎片釋放高水平的TGF-β上調(diào)Tregs，維持機(jī)體免疫耐受，成為治療SLE的潛在有效途徑[12]。SLE患者存在Treg缺陷，MSCs通過釋放TGF-β1促進(jìn)SLE中 Treg生成，影響SLE進(jìn)展[13]。MSCs可依賴可溶性人白細(xì)胞抗原-G(soluble human leukocyte antigen-G, sHLA-G)上調(diào)SLE中Treg細(xì)胞[14](圖1)。在狼瘡小鼠中，MSCs誘導(dǎo)產(chǎn)生的一氧化氮合酶不僅抑制Tfh的增殖，還降低B細(xì)胞產(chǎn)生親和成熟抗體的能力。同時(shí)，MSCs通過IDO、PGE2和IL-10等阻斷或降低APC的免疫激活功能，導(dǎo)致T細(xì)胞缺少第二信號(hào)的刺激而不能激活[6]。此外，SLE患者Th1/Th2、Th17/Treg比例失調(diào)，而MSCs能夠誘導(dǎo)T細(xì)胞趨向Treg和Th2，抑制Th17和Tfh細(xì)胞的免疫反應(yīng)，調(diào)節(jié)T細(xì)胞的分化，維持細(xì)胞亞群平衡，減輕SLE患者的自身免疫炎性反應(yīng)[4](圖1)。研究證實(shí)，UC-MSCs可通過TGF-β和PGE2上調(diào)Treg、下調(diào)Th17，進(jìn)而延緩SLE疾病的的進(jìn)展[15]。UC-MSCs能減輕B6.lpr狼瘡小鼠的癥狀，促進(jìn)， CD4+T細(xì)胞凋亡及Th2極化，維持免疫微環(huán)境平衡[16]。SLE患者BM-MSC中micro-RNA let-7f表達(dá)顯著下降，let-7在Treg/Th17失衡中起關(guān)鍵作用，因此，移植BM-MSCs增加let-7f的水平對SLE的治療具有重要指導(dǎo)意義[17]。

1.2 MSCs對B細(xì)胞的調(diào)控作用

SLE中存在大量異常活化的B細(xì)胞，主要表現(xiàn)為記憶性B細(xì)胞和抗體產(chǎn)生增加。研究表明，SLE患者Toll樣受體7(Toll-like receptor, TLR7)高表達(dá)，TLR7刺激 B細(xì)胞的活化及抗體的生成，參與SLE發(fā)病[18]。MSCs使B細(xì)胞生長周期停滯，使?jié){細(xì)胞生成受損、免疫球蛋白水平降低。

研究發(fā)現(xiàn)，正常的BM-MSCs對SLE來源的B細(xì)胞的具有抑制作用，但SLE病人的血漿抑制正常的MSCs發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[19]。在機(jī)體炎癥微環(huán)境下，MSCs通過耗竭色氨酸抑制B細(xì)胞的增殖和成熟，通過與T細(xì)胞的直接接觸間接抑制B細(xì)胞的分化、成熟及抗體的產(chǎn)生[20]。B細(xì)胞的異?；罨瘜?dǎo)致大量抗體及免疫復(fù)合物生成，激活補(bǔ)體，引起炎癥細(xì)胞浸潤及其介質(zhì)釋放，參與SLE發(fā)病。MSCs免疫抑制活性可通過與B細(xì)胞直接接觸和誘導(dǎo)各種因子的釋放實(shí)現(xiàn)。 MSCs促進(jìn)Breg產(chǎn)生IL-10， 在誘導(dǎo)免疫應(yīng)答和抑制炎癥過度反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。MSCs抑制SLE中B細(xì)胞產(chǎn)生IgG、IgM和IgA、下調(diào)相關(guān)配體的表達(dá)、降低CD27與 CD38的表達(dá)，進(jìn)而影響 B細(xì)胞的趨化和功能。

1.3 MSCs對DCs的調(diào)控作用

大多數(shù)SLE患者外周血中高度表達(dá)Ⅰ型IFN基因，Ⅰ型IFN水平與腎臟、造血系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。然而，漿細(xì)胞樣DCs被認(rèn)為是Ⅰ型IFN的主要產(chǎn)生者，同時(shí)T細(xì)胞、B細(xì)胞也參與介導(dǎo)IFN的產(chǎn)生[21]。在UC-MSC存在的情況下，單核細(xì)胞來源的DCs能促使異體na?ve CD4+T細(xì)胞極化為Th2細(xì)胞[22]。MSCs可以抑制DCs成熟標(biāo)志的上調(diào)，導(dǎo)致它們激活同種反應(yīng)性T細(xì)胞的能力下降。同種異體BM-MSCs可通過上調(diào)耐受性DCs抑制SLE炎癥反應(yīng)；同種異體UC-MSCs移植后可顯著上調(diào)外周血CD1c+DCs和血清FLT3L，并使其與FLT3結(jié)合，促進(jìn)耐受性CD1c+DCs的分化[23]，為SLE患者的治療提供新的思路(圖1)。

1.4 MSCs對NK細(xì)胞的調(diào)控作用

SLE患者NK細(xì)胞的細(xì)胞毒功能和細(xì)胞因子譜受損，細(xì)胞數(shù)量減少，其中CD56dimNK細(xì)胞所占比下降，但其IFN-γ產(chǎn)生增加，呈激活狀態(tài)，與疾病活動(dòng)性相關(guān)[24]?；顒?dòng)性SLE患者NK中顆粒酶B表達(dá)升高，并通過產(chǎn)生IL-15進(jìn)一步增強(qiáng)其表達(dá)，從而參與SLE炎癥狀態(tài)的維持[25]。SLE患者NK細(xì)胞中CD3zeta表達(dá)減少，使NK細(xì)胞轉(zhuǎn)化為促炎表型，發(fā)生功能改變。MSCs能夠抑制NK細(xì)胞的增殖、分化和成熟，調(diào)控NK細(xì)胞毒性、活性。胎肝來源的MSCs-exo通過TGF-β抑制NK細(xì)胞的增殖、激活和細(xì)胞毒性，進(jìn)而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能[25]。然而，MSCs及MSCs-exo是否調(diào)控SLE中NK細(xì)胞的比例與功能罕見報(bào)道(圖1)。

1.5 MSCs對巨噬細(xì)胞的調(diào)控作用

巨噬細(xì)胞極化失衡參與SLE的發(fā)生、發(fā)展。在SLE中，巨噬細(xì)胞凋亡異常，抗原提呈能力缺陷，激活自身反應(yīng)性B細(xì)胞，導(dǎo)致自身抗體生成和免疫復(fù)合物沉積，進(jìn)而導(dǎo)致靶器官損傷[26]。在體內(nèi)外炎癥因子刺激下，BM-MSCs能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞分化為抗炎表型(M2)，同時(shí)抑制促炎表型(M1)的分化，且能夠增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對微生物的清除、殺傷能力。此外，MSCs-exo 可通過miR-223靶向pknox促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2分化，發(fā)揮其抗炎特性[27]。巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)能夠增強(qiáng)MSCs免疫調(diào)節(jié)功能。MSCs通過TGF-β/Akt/Foxo1通路促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2極化，改善炎癥狀態(tài)，提高吞噬能力[28]。MSCs對巨噬細(xì)胞的表型及功能的調(diào)控作用為治療SLE提供了新的思路。另外，MSC-exo通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)化，增強(qiáng) M2抗炎表型，調(diào)節(jié)SLE體內(nèi)免疫微環(huán)境的平衡。MSC-exo可顯著抑制濕疹創(chuàng)面愈合模型小鼠外周血單個(gè)核細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)Treg分化，減輕炎癥反應(yīng)和促進(jìn)血管再生[29]。研究表明，在局部和全身應(yīng)用MSC-exo能有效抑制組織炎癥反應(yīng)，促進(jìn)受損實(shí)質(zhì)細(xì)胞的存活和再生[30],被認(rèn)為是緩解SLE患者炎性反應(yīng)的一種潛在治療方法。

2 MSCs對SLE治療進(jìn)展

SLE病情的反復(fù)發(fā)作，易造成組織損傷加劇。長期應(yīng)用腎上腺皮質(zhì)激素和免疫抑制劑引起的藥物不良反應(yīng)，也可導(dǎo)致不可逆的臟器功能改變[31]。生物制劑Belimumb已被批準(zhǔn)應(yīng)用于SLE的臨床治療，但治療效果個(gè)體差異大。尋找改善甚至逆轉(zhuǎn)SLE疾病狀態(tài)的有效治療方案亟待解決。

MSC移植(mesenchymal stem cell transplanta-tion, MSCT)治療為重癥SLE患者帶來了新的希望。在接受MSCT的狼瘡動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，骨髓MSCT能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞生態(tài)位重建，改善骨髓微環(huán)境，骨質(zhì)疏松緩解[32]。BM-MSCs可通過旁分泌、定向分化實(shí)現(xiàn)對SLE損傷組織的修復(fù)[33]。BM-MSCs可在肺內(nèi)大量聚集，保護(hù)肺泡上皮細(xì)胞，改善肺微環(huán)境，預(yù)防肺纖維化[34]，有望成為治療SLE患者肺部病變的理想治療手段。然而，骨髓作為MSCs的取材來源尚存在局限性，且隨著年齡的增長，BM-MSCs的增殖分化特性也限制了其應(yīng)用[35]。UC-MSCs細(xì)胞更原始、來源更廣泛，采集不具備倫理爭議，能夠從臍帶襯里，血管周圍組織和華通氏膠中獲得大量的MSCs，成為目前MSCT治療中主要細(xì)胞來源。HUC-MSCs主要通過旁分泌、細(xì)胞替代和細(xì)胞-細(xì)胞接觸三種途徑參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)[36]。應(yīng)用UC-MSCs治療難治性、重癥SLE患者，臨床癥狀明顯好轉(zhuǎn)，病情活動(dòng)指數(shù)明顯下降[37]。牙髓MSCs能夠減輕炎癥反應(yīng)，促進(jìn)血管生成及器官組織的修復(fù)再生[38]，被認(rèn)為是再生治療的一個(gè)重要研究方向。相較于MSCs，MSC-exo被認(rèn)為是一種更有前途的治療手段，它在機(jī)體內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，免疫原性更低，在冷凍條件下可長期保存，穿透能力強(qiáng)，能夠穿透MSCs不能逾越的血腦屏障，這對治療SLE患者的神經(jīng)系統(tǒng)病變具有重要意義，有望成為比MSCs更具優(yōu)勢的一種全新治療手段。

3 MSCs治療SLE應(yīng)用前景

MSCs可以抑制SLE患者的自身免疫反應(yīng)，調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫狀態(tài)，從而減輕患者自身免疫應(yīng)答和繼發(fā)性組織、臟器損傷，有望成為一種理想可靠的非藥物治療手段，尤其是對激素和免疫抑制劑抵抗、療效差的難治性和重癥SLE患者。MSC-exo作為一種無細(xì)胞制劑，具有同MSC相似的生物學(xué)功能，既避免了干細(xì)胞治療的免疫排斥反應(yīng)，也不存在倫理爭議。MSCs已在動(dòng)物模型和人類免疫相關(guān)疾病臨床試驗(yàn)中初有成效，顯示出良好的治療潛能。然而，MSCs 本身存在基因突變和遺傳不穩(wěn)定、過度增殖及分化、致瘤性等，其免疫抑制作用可受到供體變異和體外擴(kuò)增等免疫微環(huán)境的顯著影響。詳盡的治療機(jī)制還需要進(jìn)一步的探討研究。除此之外，MSCs、MSC-exo移植存活率低、歸巢和植入損傷組織能力差，長期應(yīng)用的安全性等阻礙了其臨床應(yīng)用，還需要進(jìn)一步的臨床評估。進(jìn)一步明確MSC及MSC-exo的調(diào)控作用及機(jī)制，能夠?yàn)镸SCs和MSC-exo臨床治療及應(yīng)用提供更充分、更有力的證據(jù)，為 SLE 的治療提供更安全、有效的MSCT治療方案。