類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 (RA) 是一種高度流行的慢性進行性自身免疫性疾病，主要影響關(guān)節(jié)和肌肉。相關(guān)的炎癥、疼痛和運動受限會對患者的生活質(zhì)量 (QOL) 產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至可能導(dǎo)致過早死亡。此外，諸如抗炎藥物之類的常規(guī)治療僅是對癥治療。

近日，琉球大學(xué)醫(yī)學(xué)研究生院整形與重建外科在國際醫(yī)學(xué)期刊《細(xì)胞》上發(fā)表了一篇《間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的可能性和挑戰(zhàn)》的綜述，這篇綜述描述了間充質(zhì)干細(xì)胞療法在治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的現(xiàn)狀以及更廣泛的臨床應(yīng)用的機遇和挑戰(zhàn)。

什么是類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病原因

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）是一種慢性全身性自身免疫性疾病，其典型特征是滑膜炎癥、軟骨和骨破壞以及進行性關(guān)節(jié)畸形。它與骨關(guān)節(jié)炎在病因、病程、癥狀特征、典型的身體部位和臨床治療等方面都有所不同。進行性RA患者更容易過早死亡（75歲之前），主要死于心血管和肺部疾病。疾病早期主要影響滑膜關(guān)節(jié)，但最終會擴散到肺部、血管和身體其他部位。此外，RA是最常見的自身免疫性疾病之一，2002年全球發(fā)病率估計為0.5-1.0%。女性發(fā)病率高于男性（4:1），發(fā)病高峰期在40至60歲之間。因此，RA嚴(yán)重降低長期生活質(zhì)量（QOL），尤其是女性患者，需要長期的臨床治療。

越來越多的證據(jù)表明，顯性RA的病因病理涉及先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)功能障礙導(dǎo)致的慢性炎癥，包括對自身抗原的免疫反應(yīng)、細(xì)胞因子信號網(wǎng)絡(luò)異常以及免疫復(fù)合物的補體激活。最近的報道表明，疾病其他階段（如早期和難治性階段）的病理過程可能并非完全由免疫功能失調(diào)引起。相反，早期RA很可能是由抗瓜氨酸蛋白抗體（ACPA）通過白細(xì)胞介素（IL）/T輔助細(xì)胞（Th）細(xì)胞因子途徑觸發(fā)的，而難治性RA更可能是由于細(xì)胞自主遺傳和表觀遺傳擾亂，涉及慢性炎癥后滑膜細(xì)胞中轉(zhuǎn)化的細(xì)胞死亡途徑（見圖1）。

在闡明明顯的RA病因病理學(xué)方面已經(jīng)取得了實質(zhì)性進展，特別是先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)功能障礙對慢性炎癥的影響。盡管發(fā)病和進展的確切機制仍然難以捉摸，但新藥物靶點的發(fā)現(xiàn)、早期診斷和新的靶向治療已大大改善了RA患者的預(yù)后和生活質(zhì)量。然而，相當(dāng)一部分患者出現(xiàn)嚴(yán)重的不良反應(yīng)，表現(xiàn)出較差的反應(yīng)，或不能耐受長期使用這些藥物，需要更有效和更安全的治療替代方案。越來越多的臨床前和臨床證據(jù)表明，間充質(zhì)干細(xì)胞移植是控制慢性炎癥和促進包括RA在內(nèi)的難治性疾病患者組織再生的安全有效的治療策略。

間充質(zhì)干細(xì)胞恢復(fù)健康的能力

間充質(zhì)干細(xì)胞是一種多能成人或體細(xì)胞干細(xì)胞群，長期以來一直用于臨床前研究，最近各種間充質(zhì)干細(xì)胞在臨床試驗中顯示出前景。

間充質(zhì)干細(xì)胞避免了與獲取人類ESCs相關(guān)的倫理問題，而且可以從患者身上獲取，用于個性化治療。此外，這些細(xì)胞可分化成中胚層來源的多種細(xì)胞類型，包括骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、心肌細(xì)胞和脂肪細(xì)胞，因此在治療某些骨關(guān)節(jié)疾?。ㄈ鏡A）時，它們可能是iPSCs的一種同樣可行的替代品。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞還具有其他臨床應(yīng)用的理想特性，包括低免疫原性、強免疫調(diào)節(jié)能力以及抗炎、促血管生成和抗細(xì)胞凋亡活性。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞治療還具有成本效益，因為這些細(xì)胞可根據(jù)最終應(yīng)用的不同從多種組織中提取。由于不同來源的間充質(zhì)干細(xì)胞具有不同的分化潛能譜，因此特定組織是治療RA的首選（表1）。

表1：來自四種常見來源組織的MSC的特性，用于治療關(guān)節(jié)炎疾病。

間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)和抗炎能力對于有效治療自身免疫性疾病和慢性炎癥性疾病至關(guān)重要。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的機制

MSC的愈合特性直接受到組織微環(huán)境中炎癥水平的影響（表2），這表明免疫細(xì)胞功能是MSC的主要治療靶點。潛在的治療機制包括EV和其他可溶性因子的旁分泌活性，以及通過細(xì)胞與細(xì)胞接觸的直接調(diào)節(jié)。

表2：炎癥微環(huán)境對MSC免疫調(diào)節(jié)潛力的影響。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的優(yōu)點

使用MSC進行基于細(xì)胞的RA治療引起了人們的濃厚興趣，因為這些細(xì)胞具有調(diào)節(jié)多種基本細(xì)胞功能的能力，并且由于MHCI類表達(dá)極少以及缺乏MHCII類和共刺激分子CD40、CD80和CD86而導(dǎo)致固有的低免疫原性。因此，臨床研究的數(shù)量在過去十年中增加了大約四倍，盡管只有不到10%是III期或IV期試驗。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的臨床試驗

通過搜索各種試驗注冊中心和互聯(lián)網(wǎng)站點，發(fā)現(xiàn)了幾項基于MSC的 RA 療法臨床試驗（表3）。其中，UC-MSC是最常見的細(xì)胞類型，其次是 AD-MSC和BM-MSC。最多的試驗是在美國進行的，其次是中國、韓國和歐盟。其余的研究是在伊朗、約旦和巴拿馬進行的。早期試驗（I期和II期）占總數(shù)的80%以上。

2010年，在韓國的一項試點試驗（2010年）招募了10名自身免疫性疾病患者，其中4名患有RA。自體AD-MSC經(jīng)擴增可多次輸注，每位患者的劑量范圍為2×108至3.5×108個細(xì)胞。該試驗觀察到了臨床益處，一個月內(nèi)安全施用了多達(dá)8×108個細(xì)胞。

2012年，在中國的另一項試驗中，四名RA患者通過靜脈 (IV) 輸注接受同種異體MSC。盡管沒有達(dá)到緩解，但三名患者在幾個月內(nèi)表現(xiàn)出中等反應(yīng)。

2017年，西班牙的一項隨機試驗 (NCT01663116) 涉及53名難治性RA患者，他們接受了不同劑量的同種異體擴增ADMSC (eASC)。經(jīng)過6個月的監(jiān)測，觀察到了有希望的結(jié)果。RA患者靜脈輸注Cx611耐受性良好，無劑量相關(guān)毒性。與安慰劑組相比，觀察到基于EULAR標(biāo)準(zhǔn)、DAS28-ESR和CRP的陽性反應(yīng)長達(dá)三個月。然而，RA患者的難治性特征可能限制了MSC治療的有益效果。該試驗沒有觀察到T細(xì)胞群的顯著變化或不良臨床后果，但19%的患者產(chǎn)生了MSC特異性抗HLA-I抗體。

2018年，Kang Stem Biotech資助了韓國的兩項試驗（CURE-IV和FURESTEM-RA）。這些試驗涉及接受同種異體UCB-MSC的初治RA患者。I期試驗 (NCT02221258) 顯示沒有嚴(yán)重的不良事件、疾病活動指標(biāo)的改善以及炎癥細(xì)胞因子水平的降低。然而，局限性包括樣本量小和隨訪時間短。一項為期5年的觀察性研究正在進行中，一項I/IIa期隨機雙盲安慰劑對照試驗 (NCT03618784) 目前正在進行中。

2018年，在中國大坪醫(yī)院，53名難治性RA患者接受了單劑量靜脈注射異體UC-間充質(zhì)干細(xì)胞（ChiCTR-ONC-16008770）。治療過程中未出現(xiàn)嚴(yán)重急性不良反應(yīng)，臨床安全性和有效性均得到證實。與對照組相比，約54%的間充質(zhì)干細(xì)胞治療患者出現(xiàn)了良好或中度反應(yīng)，46%的患者沒有臨床反應(yīng)。觀察到了短暫的療效，建議繼續(xù)輸注間充質(zhì)干細(xì)胞以獲得持續(xù)療效。血清IFN-γ水平與臨床療效相關(guān)，可作為一種預(yù)測性生物標(biāo)志物。

2019年，在中國人民解放軍空軍醫(yī)院，172名RA患者接受了單次靜脈注射同種異體UC-MSC(NCT01547091)。未報告嚴(yán)重不良反應(yīng)，根據(jù)ACR標(biāo)準(zhǔn)、DAS-28、ESR、HAQ和炎癥標(biāo)志物減少觀察到顯著緩解。與對照組相比，在短期（長達(dá)8個月）和長期（長達(dá)3年）中觀察到了有益效果。

表3.全球范圍內(nèi)針對RA進行的細(xì)胞療法的臨床研究。

Allo，同種異體；自體的，自體的；ChiCTR-INR，中國登記處，“ www.Chictr.org ”；訪問日期：2023年6月23日；EudraCT，歐盟藥物監(jiān)管機構(gòu)臨床試驗數(shù)據(jù)庫；IA，關(guān)節(jié)內(nèi)；IV，靜脈注射；MPC，多能祖細(xì)胞；NCT，國家臨床試驗；UC，臍帶

目前，基于間充質(zhì)干細(xì)胞治療RA的幾項臨床試驗正在進行中，每項試驗都有不同的MHC背景、組織來源和細(xì)胞劑量。這些試驗包括異體和自體兩種方法，其中臍帶組織是最常見的來源。

這些正在進行的試驗包括巴拿馬干細(xì)胞研究所（NCT01985464）Wang等人的一項研究，該研究使用異體UC間充質(zhì)干細(xì)胞治療20名DMARD抗性RA患者。該試驗旨在評估一年后的不良反應(yīng)、生物學(xué)療效和免疫學(xué)參數(shù)。

另一項試驗（NCT03067870）由約旦的阿拉伯干細(xì)胞組織贊助，于2016年啟動，旨在評估自體BM-間充質(zhì)干細(xì)胞治療RA患者的安全性和療效。該研究計劃招募100名患者，使用一個月的VAS評分和六個月的WOMAC評分及影像學(xué)檢查監(jiān)測系統(tǒng)療效，以評估關(guān)節(jié)再生潛力。

中國西京醫(yī)院的一項多中心試驗（NCT03798028）于2019年1月啟動，招募患有中度或重度RA以及貧血和/或間質(zhì)性肺病的成年RA患者。該試驗旨在評估異體UCB間充質(zhì)干細(xì)胞24周的安全性和療效。

2017年，美國俄亥俄州克利夫蘭MetroHealth醫(yī)學(xué)中心開始了一項概念驗證I期試驗（NCT03186417）。該研究旨在招募20名新診斷的RA患者，使用患者報告結(jié)果測量信息系統(tǒng)計算機適應(yīng)性測試（PROMIS CAT）、患者指數(shù)數(shù)據(jù)常規(guī)評估3（RAPID3）問卷和DAS28-CRP，評估異體BM-MSCs24個月的安全性和有效性。

2018年，Kang Stem Biotech Co.Ltd.在韓國啟動了一項I/IIa期RA試驗（NCT03618784），以評估靜脈注射異體UC-MSCs對33名難治或不耐受RA患者的療效。該研究使用各種評分系統(tǒng)和細(xì)胞因子水平分析對患者進行為期16周的監(jiān)測。

美國德克薩斯州的Hope Biosciences自2018年以來一直在進行一項I/II期試驗（NCT03691909），以評估自體ADMSCs在RA患者中的安全性和有效性。該試驗正在評估長達(dá)12個月的多種因素。

美國加利福尼亞州的Baylx公司最近啟動了一項I期試驗（NCT03828344），以評估異體UC-MSCs在難治性RA患者中的安全性和效果。該試驗評估多個標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計將于2022年9月完成。

最后，位于美國德克薩斯州休斯敦的Celltex Therapeutics公司目前正在進行一項I/IIa期試驗（NCT04170426），招募患者使用自體 ADMSCs治療DMARD難治性RA患者。該試驗預(yù)計于2023年12月完成。

加強基于間充質(zhì)干細(xì)胞治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的挑戰(zhàn)與策略

間充質(zhì)干細(xì)胞是治療包括RA在內(nèi)的多種疾病的一種很有前景的方法。然而，要優(yōu)化基于間充質(zhì)干細(xì)胞的療法，還需要應(yīng)對一些挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)來自多種因素，如間充質(zhì)干細(xì)胞的來源組織、供體性別、年齡、健康狀況和/或病史，以及組織的處理、培養(yǎng)條件、細(xì)胞的冷凍和解凍以及給藥途徑。這些因素極大地影響了間充質(zhì)干細(xì)胞療法的效果，亟待優(yōu)化。

首先，供體的健康狀況會影響所獲間葉干細(xì)胞的各個方面，包括其數(shù)量、質(zhì)量、再生潛力、免疫調(diào)節(jié)能力和分泌組，因為年齡、炎癥/代謝狀態(tài)、藥物/治療和感染性疾病等因素會改變間充質(zhì)干細(xì)胞的特性，從而導(dǎo)致間葉干細(xì)胞在表面標(biāo)志物、分化能力和生理功能方面存在顯著的異質(zhì)性。為了提高遷移率，人們對表達(dá)特定趨化因子受體的間充質(zhì)干細(xì)胞進行了基因改造，而輸送途徑的選擇也會影響其歸巢和旁分泌功能。

另一個挑戰(zhàn)是間充質(zhì)干細(xì)胞的擴增能力有限，因此難以獲得足夠數(shù)量的細(xì)胞用于臨床試驗。延長培養(yǎng)時間和增加傳代次數(shù)會導(dǎo)致增殖減少、形態(tài)改變和活力受損。因此，優(yōu)化培養(yǎng)條件和開發(fā)可擴展的生產(chǎn)工藝對克服這一限制至關(guān)重要。

與特定間充質(zhì)干細(xì)胞組織來源（如UCB-間充質(zhì)干細(xì)胞）相關(guān)的安全問題也需要解決。染色體異常和潛在致瘤性已有報道，因此必須努力確保基于間充質(zhì)干細(xì)胞療法的安全性。從UCB間充質(zhì)干細(xì)胞中克隆單個細(xì)胞和使用特異性抗原進行細(xì)胞分離的方法已得到探索，但普遍接受的培養(yǎng)方案尚未確定。遵守GMP至關(guān)重要，使用生物反應(yīng)器和自動化系統(tǒng)可為大規(guī)模生產(chǎn)提供受控環(huán)境和更高的可擴展性。此外，目前正在開發(fā)冷凍保存技術(shù)，以提高細(xì)胞的長期存活率，并方便儲存和運輸。

為了優(yōu)化間充質(zhì)干細(xì)胞療法，人們研究了各種策略。生物材料策略旨在改善間充質(zhì)干細(xì)胞的功能，但可能會引發(fā)免疫反應(yīng)。間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的EVs已在臨床試驗中顯示出前景，人工智能（AI）和工程化EVs領(lǐng)域為推動間充質(zhì)干細(xì)胞治療提供了令人興奮的前景。人工智能可加速藥物開發(fā)并提高對間葉干細(xì)胞療法的認(rèn)識，而工程化的間葉干細(xì)胞-EVs則可進行修飾以提高治療潛力。

就RA而言，已探索出多種策略來增強間充質(zhì)干細(xì)胞的治療效果。這些策略包括共培養(yǎng)方法、生長因子、細(xì)胞因子、受體激動劑、缺氧、自噬和基因修飾。針對免疫受體激動劑（如 TLR3和TLR4）的研究顯示，細(xì)胞特性和免疫調(diào)節(jié)功能均有所改善。用咖啡因預(yù)處理間充質(zhì)干細(xì)胞可減少促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生并改善疾病狀態(tài)。缺氧和自噬條件已顯示出在增加間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫功能方面的應(yīng)用前景。

總結(jié)

主要在過去十年中進行的大量研究為基于間充質(zhì)干細(xì)胞的RA療法的有效性和安全性提供了令人鼓舞的證據(jù)。

總的來說，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）的機制在于兩點：1）免疫調(diào)節(jié)。抑制免疫反應(yīng)，消除炎癥，促進Treg細(xì)胞恢復(fù)到正常水平，從而維持免疫的平衡；2）組織修復(fù)。在免疫調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，促進軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的增殖，抑制破骨細(xì)胞的活性，從而促進軟骨再生和破損骨組織的修復(fù)。

已經(jīng)破壞和變形了的關(guān)節(jié)，干細(xì)胞也不能讓它恢復(fù)原來健康的模樣，但是干細(xì)胞在改善疼痛和阻斷惡化方面效果顯著。

相信在生物醫(yī)療技術(shù)的推動下，干細(xì)胞終將突破種種難關(guān)，克服類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，為廣大患者群體帶來福音。

參考資料：Shimizu Y, Ntege EH, Azuma C, Uehara F, Toma T, Higa K, Yabiku H, Matsuura N, Inoue Y, Sunami H. Management of Rheumatoid Arthritis: Possibilities and Challenges of Mesenchymal Stromal/Stem Cell-Based Therapies. Cells. 2023; 12(14):1905. https://doi.org/10.3390/cells12141905。

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