慢性腎病?(CKD)?是一種全球性的健康問題,與年齡相關(guān)的腎功能損害有關(guān),糖尿病、高血壓、心臟病和腎功能衰竭家族史等多種風(fēng)險(xiǎn)因素會(huì)加劇這種損害。無論病因如何,腎纖維化(或因?qū)δI損傷的傷口愈合反應(yīng)失敗而導(dǎo)致的瘢痕形成)是CKD的最終常見表現(xiàn),并且是導(dǎo)致終末期腎功能衰竭?(ESRD)?的腎實(shí)質(zhì)破壞的關(guān)鍵因素),這是一種使人衰弱的疾病,需要透析或腎移植作為最后的手段。
通常,慢性腎病早期可見尿液中出現(xiàn)大量泡沫、尿中見血色或夜尿增多,即尿常規(guī)中出現(xiàn)尿蛋白(+)和紅細(xì)胞(+),則可能為預(yù)警信號(hào)。
慢性腎病分期
慢性腎臟?。–KD)定義為長(zhǎng)期(大于3個(gè)月)發(fā)生的腎臟損害,導(dǎo)致腎功能逐漸下降,臨床表現(xiàn)為估計(jì)腎小球?yàn)V過率(eGFR;<60mL/min/1.73m2)和蛋白尿(通過>30mg/g的白蛋白與肌酐比測(cè)量)。
已經(jīng)建立了一個(gè)分級(jí)系統(tǒng),根據(jù)GFR將CKD患者分為五類(G1、G2、G3a、G3b、G4和G5),每個(gè)后續(xù)類別代表腎功能惡化的一個(gè)階段,其中G5是最虛弱的階段,定義為終末期腎?。‥SKD)。此外,與白蛋白肌酐比?(ACR)?相關(guān)的子類別也被納入當(dāng)前的CKD分類中。表格1)。G期和/或A期的增加與合并癥和腎衰竭的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
表格1:使用GFR和ACR類別對(duì)CKD進(jìn)行分類。
慢性腎病的五個(gè)階段,從最輕微的形式(綠色陰影)到最嚴(yán)重的形式(紅色陰影)。縮寫:LR,低風(fēng)險(xiǎn);MR,中等風(fēng)險(xiǎn);人力資源,高風(fēng)險(xiǎn);VHR,非常高的風(fēng)險(xiǎn)。
目前治療慢性腎病的主要方法
目前CKD患者的治療選擇有限。CKD的管理主要是對(duì)癥的(通過降低血壓 (BP) 或血糖水平和/或控制血膽固醇以降低心臟病風(fēng)險(xiǎn)等方法來減輕癥狀或預(yù)防與CKD相關(guān)的并發(fā)癥的發(fā)展)。然而,沒有一種治療能有效阻止CKD向ESKD的進(jìn)展,因此對(duì)腎臟替代治療的需求很高。嚴(yán)重的預(yù)期發(fā)病率和死亡率、巨額的CKD醫(yī)療保健支出以及缺乏有效的治療強(qiáng)調(diào)了開發(fā)新的干預(yù)措施以防止其發(fā)展為ESKD以及與透析和/或器官移植相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的必要性。
近年來,干細(xì)胞作為當(dāng)今醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向,為受損組織器官提供了修復(fù)再生的可能,這種治療方式也得到了越來越多的關(guān)注。
尤其是骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞?(BM-MSCs)?已被確定為慢性腎病的一種有前途的治療方法,因?yàn)樗鼈?mark style="background-color:rgba(0, 0, 0, 0);color:#0067a3" class="has-inline-color">具有免疫調(diào)節(jié)特性和分泌介導(dǎo)抗凋亡、有絲分裂、血管生成、抗細(xì)胞凋亡的營(yíng)養(yǎng)因子。組織修復(fù)中的氧化和基質(zhì)重塑效應(yīng),并且具有良好的安全性。已在多項(xiàng)臨床試驗(yàn)的CKD患者中得到證實(shí)。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性腎病的潛在機(jī)制
盡管發(fā)現(xiàn)外源遞送的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過直接植入和轉(zhuǎn)分化重新填充受傷的腎小管上皮細(xì)胞,但最近的證據(jù)表明,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)腎臟保護(hù)作用主要以旁分泌方式介導(dǎo),通過分泌營(yíng)養(yǎng)因子和免疫調(diào)節(jié)?,F(xiàn)在人們了解到,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的治療效果主要是通過釋放這些可溶性因子來介導(dǎo)的,這些可溶性因子與局部微環(huán)境密切相互作用,調(diào)節(jié)炎癥、纖維化和缺氧反應(yīng),作為促進(jìn)組織修復(fù)和再生的一種方式。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的抗凋亡和促有絲分裂生長(zhǎng)因子,如肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF-1)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)-II?、基本神經(jīng)生長(zhǎng)因子、表皮生長(zhǎng)因子?(EGF)?和血小板衍生生長(zhǎng)因子?(PDGF),都被發(fā)現(xiàn)有助于受傷部位的細(xì)胞增殖。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞還釋放血管生成(如VEGF、血管生成素-1和單核細(xì)胞趨化蛋白?(MCP)-1)和趨化因子,通過促進(jìn)血管生成和血管生成進(jìn)一步幫助受損組織恢復(fù)。這些因子還通過分泌ECM和細(xì)胞粘附蛋白介導(dǎo)ECM重塑,并調(diào)節(jié)基質(zhì)降解MMP的活性(圖3)。
在滲入受損組織后,BM-MSCs與內(nèi)皮內(nèi)襯的各種粘附分子相互作用,以確保它們定位到受損部位。原發(fā)性損傷部位釋放化學(xué)引誘物SDF-1和HA,它們分別與BM-MSCs表面上的CXCR4和CD44結(jié)合,以增強(qiáng)其歸巢。局部微環(huán)境含有許多由損傷區(qū)域釋放的促炎因子(如IL-1β和TNF-α),它們與toll樣受體激活一起,對(duì)BM-MSCs的啟動(dòng)和激活至關(guān)重要。一旦被激活,BM-MSCs會(huì)釋放多種營(yíng)養(yǎng)因子并介導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)作用,以解決組織炎癥并促進(jìn)結(jié)構(gòu)和功能損害。
總之,通過可溶性營(yíng)養(yǎng)因子的分泌和免疫調(diào)節(jié),骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞將整體免疫從促炎性Th1/Th17驅(qū)動(dòng)的免疫反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呖寡仔缘腡h2/Treg譜,從而中斷延長(zhǎng)的炎癥階段并刺激細(xì)胞增殖和組織重塑的進(jìn)展,這對(duì)于慢性損傷器官的功能恢復(fù)至關(guān)重要。
間充質(zhì)干細(xì)胞療法治療慢性腎病有效嗎?臨床試驗(yàn)有哪些?
間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性腎病的臨床前證據(jù)
幾項(xiàng)體內(nèi)研究已經(jīng)證實(shí),骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以阻止甚至逆轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)性CKD某些階段的進(jìn)展,這可以通過臨床使用的功能標(biāo)志物的顯著改善來表明,包括血漿肌酐、血漿尿素、尿蛋白水平的降低和/或GFR增加(表2)。這些功能改變部分由骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的抗纖維化作用解釋,這已在CKD的幾種正常血壓和高血壓模型中得到證實(shí)。
值得注意的是,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的抗纖維化作用可能與其抗炎特性重疊,它們的抗纖維化作用模式似乎分為四個(gè)主要類別,其中兩個(gè)是(i)免疫調(diào)節(jié)和(ii?)?抑制TGF-β1活性。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性腎病的臨床試驗(yàn)
根據(jù)clinicaltrials.gov,目前有45個(gè)正在進(jìn)行或完成的臨床試驗(yàn)評(píng)估間充質(zhì)干細(xì)胞治療各種病因引起的慢性腎病的安全性和有效性。其中,本文僅討論了使用骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性腎病的研究(見表3)。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性腎?。阂豁?xiàng)為期18個(gè)月隨訪的安全性研究
2018年,在一項(xiàng)I期、單臂、開放標(biāo)簽臨床試驗(yàn)(ClinicalTrials.gov ID:NCT02195323)中,7名因高血壓、腎病綜合征或不明原因患有CKD的合格參與者接受了單劑量2×106自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞并在細(xì)胞移植后隨訪18個(gè)月。
本研究的主要目的是調(diào)查骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在CKD患者中的安全性。盡管與測(cè)量的基線水平相比,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療患者的eGFR或血清肌酐未觀察到顯著變化,但自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞顯示出有希望的安全性,因?yàn)樵?8個(gè)月內(nèi)未報(bào)告與細(xì)胞相關(guān)的不良事件隨訪期。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療多囊腎病的安全性和耐受性臨床研究
在對(duì)6名患有晚期常染色體顯性多囊腎病 (ADPKD) (eGFR: 25-32 mL/min/1.73m2 ) 的患者 (ClinicalTrials.gov ID: NCT02166489 )進(jìn)行的另一項(xiàng)I期探索性研究中獲得了類似的結(jié)果,其中給藥在12個(gè)月的隨訪期間,自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與任何不良事件無關(guān)。
間充質(zhì)前體細(xì)胞?(MPC)移植治療糖尿病腎病的安全性及有效性研究
鑒于上述骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞已確立的安全性,同一組進(jìn)行了一項(xiàng)多中心、隨機(jī)、雙盲、劑量遞增的安慰劑對(duì)照試驗(yàn)(ClinicalTrials.gov ID:NCT01843387),其中30名中度至重度參與者糖尿病腎病患者隨機(jī)接受單次靜脈輸注同種異體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(150×106細(xì)胞或300×106細(xì)胞)或安慰劑,并在治療后隨訪60周。
沒有報(bào)告與輸注相關(guān)或被認(rèn)為與治療相關(guān)或針對(duì)供體細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗HLA抗體的嚴(yán)重不良事件。功效分析僅顯示在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞輸注后12周有改善eGFR的趨勢(shì),該趨勢(shì)在60周的研究期間保持不變。測(cè)試的兩種劑量顯著改善測(cè)量的終點(diǎn)參數(shù),包括第12周時(shí)的尿白蛋白、白蛋白-肌酐或蛋白-肌酐比、肌酐清除率、血脂譜和糖化血紅蛋白?(HbA1c)?水平,證明骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在糖尿病腎病治療中具有臨床應(yīng)用價(jià)值。
目前干細(xì)胞治療慢性腎病需要克服的主要問題
總之,迄今為止各種臨床試驗(yàn)的結(jié)果表明,干細(xì)胞治療慢性腎病具有良好的安全性和公認(rèn)的免疫抑制作用。表3)。盡管如此,在將外源性擴(kuò)增的間充質(zhì)干細(xì)胞用于臨床應(yīng)用時(shí),仍應(yīng)考慮一些潛在風(fēng)險(xiǎn),包括
- 1、過度免疫抑制引起的機(jī)會(huì)性感染風(fēng)險(xiǎn);
- 2、對(duì)移植細(xì)胞產(chǎn)生免疫原性反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn);
- 3、異位組織形成?;?
此外,迄今為止進(jìn)行的大多數(shù)臨床試驗(yàn)僅評(píng)估了通過iv給藥間接應(yīng)用骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,而不是通過腎內(nèi) (ir) 給藥直接進(jìn)入腎臟,這可能會(huì)削弱骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在腎臟內(nèi)的功效,因?yàn)榇蠖鄶?shù)靜脈注射的細(xì)胞最初通過循環(huán)遷移到肺部在到達(dá)損傷部位之前。因此,未來需要進(jìn)行比較直接與間接運(yùn)用間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性腎病的安全性和有效性的試驗(yàn)。
未來展望:腎臟疾病是腎組織的慢性損傷,會(huì)引發(fā)冠心病,心衰,腦卒中等全身性疾病,傳統(tǒng)治療方法很難扭轉(zhuǎn)疾病進(jìn)程。近年來,越來越多的研究成果表明,間充質(zhì)干細(xì)胞在慢性腎病的治療發(fā)揮了作用,越來越多的臨床試驗(yàn)證實(shí)了干細(xì)胞治療慢性腎病的有效性和安全性,這也為腎臟疾病的治療打開了全新的思路。
未來,隨著臨床研究的進(jìn)一步開展,干細(xì)胞有望成為腎臟疾病的臨床新選擇。
參考資料:Li Y, Ricardo SD, Samuel CS. Enhancing the Therapeutic Potential of Mesenchymal Stromal Cell-Based Therapies with an Anti-Fibrotic Agent for the Treatment of Chronic Kidney Disease. Int J Mol Sci. 2022 May 27;23(11):6035. doi: 10.3390/ijms23116035. PMID: 35682717; PMCID: PMC9181689.
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