世界关节炎日丨干细胞治疗类风湿关节炎的临床研究进展

10月12日是世界关节炎日，世界卫生组织数据显示，目前全世界骨关节病患者已超过4亿人。我国骨关节炎患者超过人口总数的10％，且发病率随年龄增加而增高。

关节炎是最常见的慢性病之一，共有100多种类型，其中最常见的有骨关节炎、类风湿关节炎、强直性脊柱炎、痛风性关节炎、反应性性关节炎等。

其中类风湿性关节炎 (RA) 是一种慢性全身性疾病，会对关节、结缔组织、肌肉、肌腱和纤维组织造成损害，从而对社会产生重大影响。该疾病的发作，也称为前RA阶段，在出现临床症状之前持续数月至数年，并且受循环自身抗体的存在、炎性细胞因子和趋化因子水平升高以及细胞代谢改变的影响。这种疾病的晚期形式的特点是严重且使人衰弱的慢性疼痛，会损害患者的生活质量。管理不善进一步导致疾病进展，最终导致关节侵蚀、破坏和畸形。

关于RA的治疗方法，目前传统疗法使用的药物包括糖皮质激素 (GCs) 和合成和生物改善疾病的抗风湿药物 (DMARDs) 。除此之外，非甾体抗炎药 (NSAID) 是最常用的缓解疼痛的药物。然而，它们构成高昂的财务成本并表现出严重的副作用。

考虑到传统类风湿关节炎药物的局限性，间充质干细胞 (MSCs) 的现代细胞疗法可被视为一种替代策略。间充质干细胞因其自我更新、组织和器官再生能力以及强大的免疫抑制特性而引起了科学家和临床医生的关注。这些特征能够抑制先天性和适应性免疫系统的促炎细胞的活性。

研究表明，MSCs能够抑制自然杀伤 (NK) 细胞的活化和树突状细胞 (DC) 的成熟；抑制T细胞和B细胞的增殖和功能；促进巨噬细胞向抗炎表型极化；并诱导T调节细胞 (Tregs) 的产生。

此外，研究表明，MSCs的免疫调节作用是由细胞间接触和可溶性因子的分泌介导的。间充质干细胞产生转化生长因子-β (TGF-β)、肝细胞生长因子 (HGF)、前列腺素E2 (PGE2)、可溶性蛋白HLA-G5、吲哚胺-2,3-双加氧酶 (IDO)、一氧化氮 (NO）和参与调节和抑制炎症反应的白细胞介素10 (IL-10) 。所有这些机制都有助于控制RA中的过度炎症。为了进一步提高MSCs在细胞的治疗中的抗炎特性，可以成功地应用启动或预处理。这种方法允许使用生物活性物质（细胞因子和生长因子）、免疫受体激动剂、缺氧和3D培养。

基于这种广泛的免疫调节特性，MSCs在RA治疗中的治疗潜力已在临床前和临床研究。实验动物模型和人体临床试验表明，间充质干细胞在抑制炎症、骨侵蚀和关节破坏以及通过免疫抑制和免疫调节减少血管翳形成方面具有有益的治疗作用。

近年来，《MDPI》开放获取期刊发表一篇关于间充质干细胞治疗类风湿关节炎的文章，文章表示在最近研究中发现间充质干细胞疗法被认为是治疗类风湿关节炎的一种有前途的方法。

在这篇综述中，我们通过评估间充质干细胞调节免疫系统和促进组织修复的机制，讨论了当前的常规疗法和间充质干细胞在类风湿关节炎治疗中的替代治疗潜力。还审查了增强其治疗活性的各种预处理策略。

RA治疗的主要目标是通过抑制关节炎症来实现临床缓解或减少疾病进展。目前可用的常规治疗方法包括合成和生物DMARDs和GCs。

临床前研究表明，同种异体MSC给药比自体MSC给药更有益。MSCs能够通过与免疫系统细胞的相互作用和旁分泌机制来抑制炎症。示意图表示MSCs及其分泌因子在RA中的免疫调节作用（图1）。

图1：间充质干细胞及其分泌因子在类风湿性关节炎中的免疫调节作用

由于各种指定变量，现有研究数据彼此不同。这些包括MSCs（人或小鼠）的来源、组织来源、给药途径、治疗时间、重复次数、剂量和小鼠/大鼠品系，这些都是至关重要的，并且对治疗结果有不同的影响。本节描述的与MSCs对先天性和适应性免疫细胞影响相关的体内研究总结于表2。

表2.间充质干细胞治疗类风湿关节炎的临床前研究

总之，荟萃分析数据表明，MSCs在动物模型中对RA治疗有效。这表明在临床前研究中，MSCs一直表现出治疗益处。作者还报告说，人类UC-MSC可显著改善临床和组织学评分。这些数据表明，人类UC-MSCs可以作为最适合RA治疗应用的细胞来源。

在18项临床试验中研究了几种间充质干细胞治疗类风湿关节炎的疗法。目前，其中九项试验仍在进行中，其余临床研究已完成并发表。研究来自不同组织来源的MSCs治疗潜力的临床试验主要集中在评估间充质干细胞在类风湿关节炎中移植的安全性和有效性（表3）。在本节中，我们描述了过去10年中发起的一些主要临床研究。

表3：用间充质干细胞治疗RA的临床试验。

Ra及其同事在2010年开始了第一项临床研究。他们研究了在 RA患者中IV和IA输注自体AT-MSCs的安全性和有效性。将患者分成三剂方案，使用不同数量的AT-MSC。第一组接受两次单独的静脉注射3×108AT-MSCs。第二组接受两次AT-MSCs注射：（1）静脉（IV）注射2×108和IA注射1×108AT-MSCs到手指、腕、肘和膝关节；(2) IV注射3.5×108和IA注射1.5×108AT-MSC。第三组接受四次静脉注射2×108ATMSCs间隔一个月。这项研究的结果表明，自体AT-MSCs是安全的，并且可以改善RA患者的临床症状。

2018年发表的结果表明，MSCs给药不会对RA患者产生任何不良影响。此外，根据西安大略和麦克马斯特大学关节炎指数（WOMAC）、视觉模拟量表（VAS）、时间到胶冻和无痛步行距离长达12个月。基于这些数据，作者建议IA膝关节注射BM-MSC通常是安全的，并且在RA患者中耐受性良好。

最近，Ghoryani及其同事成功完成了一项关于静脉注射自体骨髓间充质干细胞对难治性RA患者RA发病机制相关的各种免疫学、临床和准临床指标影响的临床试验。他们表明，单次静脉注射1×106在MSC治疗后12个月，BM-MSCs/kg导致Th17细胞数、疾病活动评分28红细胞沉降率 (DAS28-ESR) 和VAS显著下降。然而，在难治性RA患者注射自体骨髓间充质干细胞后，血清C反应蛋白（CRP）和抗环瓜氨酸抗体（anti-CCP）水平未观察到显著变化。

总之，这些临床数据表明，自体骨髓间充质干细胞可以显著改善难治性RA的严重程度和活动性。

在一项大型随机多中心临床试验中，招募了53名难治性RA患者来评估不同剂量的异基因AT-MSC的疗效。RA患者被分成三组，接受静脉注射同种异体AT-MSCs。这项研究的结果表明，根据1个月后ACR的标准，无论给予MSCs的剂量如何，静脉注射同种异体AT-MSCs可使20-45%的RA患者临床改善2%。这种治疗效果在 15-25%接受MSCs的RA患者中持续3个月后，但在安慰剂对照组中没有。得出的结论是，MSCs的使用耐受性良好，没有表现出剂量依赖性毒性。

2013年，一组研究人员进行了一项1/2期临床试验，以评估IV注射同种异体hUC-MSCs在活动性RA患者中的安全性和有效性。在这项研究中，172名对常规治疗无效的RA患者被纳入研究。对照组患者接受不含UC-MSCs的培养基。实验组患者接受单剂量UC-MSC。所有组患者均接受DMARD治疗。临床研究结果表明，UC-MSCs治疗不会引起任何不良反应，并导致以下临床改善：炎性细胞因子和趋化因子适度减少，外周血中Tregs百分比增加和IL-4-上调产生Th2细胞。此外，通过ACR改善标准、DAS28评分和健康评估问卷 (HAQ) 观察到显著的疾病缓解，在没有重复静脉注射UC-MSCs的情况下维持3-6个月。此外，一项额外的临床研究表明，UC-MSCs治疗可以对RA患者产生长达3年的长期有益效果。

与上述临床研究相比，KangStem Biotech的韩国科学家对以前未接受任何生物药物的RA患者进行了单次静脉输注同种异体UCB-MSCs。一项Ia期临床试验表明，在治疗期间和治疗后，没有患者出现任何严重的不良事件和血液学特征异常。结果表明，静脉输注UCB-MSCs (1×108每个患者的细胞数）在24小时显著降低了RA患者外周血中炎性细胞因子的水平，并且平均DAS28-ESR、HAQ和VAS评分在第4周下降。尽管有一些限制，例如招募的患者数量相对较少以及UCB-MSCs治疗后随访时间短，获得的临床证据表明，单次大剂量异体UCB-MSCs治疗难治性RA患者绝对安全有效。

已完成的临床研究表明，输注间充质干细胞是治疗类风湿关节炎患者安全有效的方法，不会引起严重的不良反应。在这方面，间充质干细胞可能构成对DMARD耐药的RA患者的治疗载体。此外，使用细胞预处理策略增强MSCs的免疫调节和抗炎特性可能不会提高治疗效果，但它可能会降低制造MSCs以有效治疗RA患者的成本。因此，未来使用创新细胞技术的研究可能是增加间充质干细胞的治疗效果的科学数据的关键。

由于MSCs的治疗效果已经得到证实，研究人员和临床医生对开发新策略以增加MSCs在RA治疗临床应用中的潜力感兴趣。迄今为止，已经提出了几种策略来增强RA中MSCs的免疫调节和抗炎特性。其中包括共培养方法、生长因子和细胞因子、受体激动剂、缺氧、自噬和培养方法的修改，例如3D培养。一种完全不同的方法是对MSCs进行基因改造（图2）。参与提高细胞存活率、免疫调节和再生的基因受到基因工程构建体的调节，例如病毒载体或质粒。

图2：增强RA中MSCs免疫调节和抗炎特性的不同方法

间充质干细胞已广泛用于治疗炎症和免疫疾病的实验动物模型。然而，由于它们发挥免疫调节作用的强大能力，它们在治疗自身免疫性疾病（如移植物抗宿主病、红斑狼疮、多发性硬化和RA）方面具有最高的治疗效率。间充质干细胞减少T细胞增殖和抑制炎症浸润和细胞因子的能力已得到充分证明。此外，已经确定调节机制是由多种相互作用介导的，包括细胞-细胞接触和旁分泌效应。目前，间充质干细胞的疗法广泛应用于临床治疗各种疾病。

据NIH称，目前正在进行350多项基于间充质干细胞治疗的临床研究，其中只有大约10个与类风湿关节炎治疗有关。在RA的背景下，各种免疫细胞，如巨噬细胞、DC、NK、B细胞和T细胞，及其众多亚型，都参与诱导复杂的免疫反应。基于疾病发病机制的复杂性，间充质干细胞可以被认为是一种有前途的替代方法，能够为类风湿关节炎治疗提供强大的免疫调节特性。

参考资料：Sarsenova, M.; Issabekova, A.; Abisheva, S.; Rutskaya-Moroshan, K.; Ogay, V.; Saparov, A. Mesenchymal Stem Cell-Based Therapy for Rheumatoid Arthritis. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 11592. https://doi.org/10.3390/ijms222111592.

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