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關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)的七點(diǎn)思考
日期：2024-08-29 09:30
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摘要：
MSC的臨床研究始于1995年Caplan教授從惡性血液病患者骨髓抽取并分離培養(yǎng)出這些貼壁的細(xì)胞，然后回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，觀察臨床效果并證明其臨床應(yīng)用的**性[1]。雖然有臨床實(shí)驗(yàn)報(bào)道MSC引起心臟毒性，表現(xiàn)為一過性心律不齊，發(fā)生率為7%（30例患者中有2例出現(xiàn)）[2-4]。有一個(gè)非隨機(jī)對照試驗(yàn)（造血干細(xì)胞移植）中，MSC**組100名患者中的3名患者，及對照組100名患者中的8名患者，由于**后出現(xiàn)感染而導(dǎo)致死亡[5]。但是，多個(gè)隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)MSC**組和對照組的感染率沒有差異，明確提出MSC**不會(huì)增加感染的風(fēng)...
MSC的臨床研究始于1995年Caplan教授從惡性血液病患者骨髓抽取并分離培養(yǎng)出這些貼壁的細(xì)胞，然后回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，觀察臨床效果并證明其臨床應(yīng)用的**性[1]。雖然有臨床實(shí)驗(yàn)報(bào)道MSC引起心臟毒性，表現(xiàn)為一過性心律不齊，發(fā)生率為7%（30例患者中有2例出現(xiàn)）[2-4]。有一個(gè)非隨機(jī)對照試驗(yàn)（造血干細(xì)胞移植）中，MSC**組100名患者中的3名患者，及對照組100名患者中的8名患者，由于**后出現(xiàn)感染而導(dǎo)致死亡[5]。但是，多個(gè)隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)MSC**組和對照組的感染率沒有差異，明確提出MSC**不會(huì)增加感染的風(fēng)險(xiǎn)，而且MSC**組和對照組在惡液質(zhì)和成瘤方面沒有差異[6-9]。長期觀察也沒有發(fā)現(xiàn)病人增加微生物感染和間充質(zhì)干細(xì)胞致瘤的現(xiàn)象[10-12]。
雖然多個(gè)隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)證明MSC在臨床應(yīng)用的**性（無致瘤性），雖然多個(gè)國家已經(jīng)批準(zhǔn)MSC上市（見下圖1）；而美國FDA沒有批準(zhǔn)上市，這可能導(dǎo)致了很多人對MSC的**性依然有顧慮，其實(shí)美國FDA不批準(zhǔn)Osiris公司的Prochymal（骨髓MSC）上市，不是出于**性考慮，而是因?yàn)槠?*GVHD的III期臨床試驗(yàn)結(jié)果達(dá)不到預(yù)期。
圖1
受精卵發(fā)育過了囊胚期后，就不存在胚胎干細(xì)胞；整個(gè)人體自然生命中，不存在誘導(dǎo)的多潛能干細(xì)胞（iPS）；但是人體中卻存在MSC和造血干細(xì)胞（HSC）。這個(gè)現(xiàn)象能告訴我們多少信息？
**，MSC是人體所必需存在的一種細(xì)胞類型。目前尚未發(fā)現(xiàn)或證明腫瘤細(xì)胞來源于MSC，甚至有學(xué)者認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞不是來源于正常的干細(xì)胞[13, 14]，那么可以認(rèn)為自身體內(nèi)的MSC不會(huì)癌變?yōu)槟[瘤細(xì)胞或癌細(xì)胞。至于MSC是否促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長？如果沒有**系統(tǒng)的存在，MSC分泌豐富的營養(yǎng)性細(xì)胞因子，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長的可能性極大。但是機(jī)體存在**系統(tǒng)的情況下，外源的MSC能否有促瘤作用？**系統(tǒng)、間充質(zhì)干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞/癌細(xì)胞，這三者的關(guān)系需要深入研究（見下圖2）。
圖2
**，MSC不等同于**抑制劑。MSC一直廣泛存在于人體中，而且隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)證明MSC的應(yīng)用沒有增加感染率，這說明人體里的MSC并沒有發(fā)揮抑制**反應(yīng)的作用，**抑制功能只是MSC對**系統(tǒng)發(fā)揮作用的其中一個(gè)功能。我們現(xiàn)在對MSC**功能的認(rèn)知需要進(jìn)一步的加深。雖然國際細(xì)胞**協(xié)會(huì)提出**調(diào)節(jié)功能分析作為MSC臨床研究的細(xì)胞產(chǎn)品放行標(biāo)準(zhǔn)（或者評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)）[15]，但是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)無法量化，不具有可操作性。
第三，經(jīng)過體外擴(kuò)增后的MSC的**性是否等同于體內(nèi)的MSC？未經(jīng)體外擴(kuò)增的MSC，細(xì)胞本身是**無害的，除非本身有某種基因缺陷。體外擴(kuò)增*大的風(fēng)險(xiǎn)在于基因突變。有一研究小組發(fā)現(xiàn)骨髓MSC體外培養(yǎng)至18代時(shí)，出現(xiàn)基因突變、染色體異常[16]。另一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)臍帶MSC體外培養(yǎng)至30代才出現(xiàn)染色體異常[17]。我們不能從這兩個(gè)研究結(jié)論得出體外培養(yǎng)的骨髓MSC比臍帶MSC更容易出現(xiàn)染色體異常，因?yàn)榕囵B(yǎng)體系可能不一樣；但也能說明MSC在體外培養(yǎng)代數(shù)過高（超過10代）的情況下才會(huì)引起染色體異常。
第四，MSC制劑產(chǎn)品（注射液）的**性不同于MSC細(xì)胞本身的**性。MSC制劑產(chǎn)品，除了MSC外，還含有其他的輔料（緩沖液），比如生理鹽水等；還需要考慮培養(yǎng)生產(chǎn)工藝帶來的**隱患。有研究發(fā)現(xiàn)利用胎牛血清（FBS）培養(yǎng)MSC，可能會(huì)增加MSC的**原性[18, 19]。胎牛血清廣泛應(yīng)用于MSC的體外擴(kuò)增培養(yǎng)，考慮到胎牛血清中存在大量的異種蛋白，我們也應(yīng)該盡可能地降低MSC細(xì)胞制劑中的胎牛血清殘留量。無血清培養(yǎng)基是否能滿足MSC產(chǎn)業(yè)化的需求，值得深入研究。更值得注意的是，MSC細(xì)胞制劑中含有二甲基亞砜（DMSO，細(xì)胞凍存必須要用的試劑）能明顯增加毒副作用，引起超敏反應(yīng)[20-22]。如果MSC制劑中的內(nèi)**含量超標(biāo)，則很容易引起發(fā)燒。有學(xué)者對目前大量的臨床試驗(yàn)的文獻(xiàn)進(jìn)行分析（Meta-Analysis），發(fā)現(xiàn)MSC輸入**僅僅與發(fā)燒存在一定的關(guān)聯(lián)性，而與其他文獻(xiàn)所報(bào)道的**反應(yīng)沒有必要的聯(lián)系，認(rèn)為MSC**是**的[23]。MSC**引起的發(fā)燒，與MSC制劑產(chǎn)品的“胎牛血清、二甲基亞砜和內(nèi)**”這三者的殘留量密切相關(guān)。胎牛血清殘留量、二甲基亞砜和內(nèi)**均與生產(chǎn)工藝密切相關(guān)。MSC制劑產(chǎn)品的細(xì)胞活率過低、死細(xì)胞過多，這些死細(xì)胞及細(xì)胞碎片均可以引起發(fā)燒。另外，需要注意MSC采集時(shí)是否有微生物污染，以及在培養(yǎng)過程中引進(jìn)的外源性微生物污染。微生物污染也是MSC制劑產(chǎn)品的高風(fēng)險(xiǎn)因素。
第五，異體MSC進(jìn)入體內(nèi)的代謝。目前關(guān)于MSC在機(jī)體里的代謝動(dòng)力學(xué)認(rèn)知均來源于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。由于MSC具有趨化到損傷的組織器官部位的特性，那么MSC在健康機(jī)體和**機(jī)體兩種狀態(tài)下的代謝動(dòng)力學(xué)是不大一樣的。MSC來源也是一個(gè)影響因素，比如骨髓MSC的細(xì)胞體積大于臍帶血MSC，導(dǎo)致骨髓MSC在肺部的滯留多于臍帶血MSC[24]。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的物種也會(huì)影響MSC的代謝動(dòng)力學(xué)，比如沒有肺部損傷的狗，MSC在肺部停留的時(shí)間約1天[25]，但是MSC可在健康的大鼠肺部停留3天[26]；給予大鼠肺部放射性損傷后，MSC在肺部停留時(shí)間延長只7天[26]。有研究顯示MSC在肺部的滯留，肺部環(huán)境能激活MSC表達(dá)TSG-6，有利于MSC發(fā)揮**作用[27]。MSC經(jīng)過肺部后，會(huì)隨時(shí)血液循環(huán)到達(dá)其他器官，比如肝、腎、脾[25]等。異體MSC在**系統(tǒng)健全的小鼠體內(nèi)的存活時(shí)間大約是22天，MSC在小鼠體內(nèi)的存活時(shí)間和小鼠的**細(xì)胞的缺陷程度成反比，即MSC在NOD/SCID小鼠的存活時(shí)間*長，Nude裸鼠次之，正常健康小鼠*短[28]。
第六，適應(yīng)癥的選擇。由于MSC廣泛存在于人體，那么人體出現(xiàn)的所有**，是否都可以應(yīng)用MSC來**？在clinicaltrials網(wǎng)站登記注冊的MSC臨床試驗(yàn)（I-III期）的病種或適應(yīng)癥有數(shù)十種（見下圖3），其中不少已經(jīng)發(fā)表了臨床研究的結(jié)果。那么MSC**的適應(yīng)癥的選擇依據(jù)是什么？MSC的干細(xì)胞生物學(xué)功能決定了MSC的療效（**方案也很重要），因此，深入研究MSC的功能顯得非常重要。早期認(rèn)為MSC的分化功能適合用來**某種**，但是MSC的**機(jī)理更可能在于分泌細(xì)胞因子[29-34]。但是目前還沒有數(shù)據(jù)或文章支持生物活性分子組合可以取代MSC來****；而且MSC的一些優(yōu)點(diǎn)是生物活性分子所不具有的，比如低**原性、趨化聚集到損傷的局部位置、與組織器官的細(xì)胞與細(xì)胞間的交流（cell-cell crosstalk）等。
圖3
第七，何種情況適合自體MSC**。MSC存在于機(jī)體多個(gè)組織器官，包括骨髓、脂肪、胸腺、外周血等。人體有年齡，組織器官有年齡，干細(xì)胞同樣有年齡。年齡大的MSC的增長速度明顯下降[35, 36]。年齡大的MSC在體外培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞的胞體比年青的要大很多[36, 37]。而細(xì)胞胞體的增大與細(xì)胞衰老密切相關(guān)[38]。有證明表面衰老的MSC有三個(gè)方面的改變：品質(zhì)下降、分化/再生能力衰減、遷移能力減弱[39]。這部分內(nèi)容的詳細(xì)論述可參考本公眾號(hào)《病人自體干細(xì)胞有功能缺陷，不適合自體移植**》。某種**的患者自身MSC會(huì)出現(xiàn)某種功能的缺陷（見下圖4），這些功能的缺陷是否嚴(yán)重到影響療效，這依然需要進(jìn)一步的深入研究。
圖4
總結(jié)：
雖然MSC已經(jīng)被一些國家批準(zhǔn)上市，**性和有效性得到官方和市場的認(rèn)可；但是，上市并不意味著對MSC研究的終止。MSC的迷人在于她總能給我們一些驚喜，我們要做的就是研究這些驚喜背后的謎團(tuán)。
