干细胞治疗类风湿性关节炎：改善疼痛和阻断恶化
类风湿关节炎(RA)——号称“不死的癌症”！
类风湿关节炎(RA)是一种慢性自身免疫性炎症性关节病，以关节持续滑膜炎和全身炎症为特征。主要病理机制在于涉及多种免疫细胞的异常激活，导致持续慢性炎症；炎症刺激成纤维细胞样滑膜细胞(FLS)具有侵袭性，可导致关节损伤和破骨细胞活性增强介导过度的骨吸收[1, 2]。
在美国，超过5000万成人和30万儿童患有某种类型的关节炎。这在女性中最为常见，并且随着年龄的增长而发生的频率也越来越高。
常见的关节炎症状包括肿胀、疼痛、僵硬和活动范围缩小，可能会在几年内保持不变，但随着时间的推移，会出现不断地加重。严重的RA会导致不能进行日常活动，使走路或爬楼梯变得困难。RA除了小关节破坏外，还可以侵犯皮肤、眼睛、肺、心脏、肾脏、唾液腺、神经组织、骨髓血管等组织器官。
RA不同于骨关节炎，RA属于自身免疫性疾病，常常破坏四肢的小关节为主；而骨关节炎是虽然也有慢性炎症，但不属于自身免疫性疾病，病变部位以大关节为主。
目前，RA的治疗主要依赖于非甾体抗炎药(NSAID)、糖皮质激素和改良型抗风湿药物(DMARDs)，这些药物能显著改善患者的症状；然而，长期使用这些药物会导致严重的不良反应，包括感染、骨髓抑制、肝肾功能损害。虽然一些生物制剂取得不错的疗效，约30%的患者在试验中对治疗没有满意的反应。即使达到临床缓解，软骨和骨损伤也继续进展。
因此，一个具有挑战性的目标是通过永久免疫耐受诱导炎症缓解，防止关节结构持续恶化，并修复现有损伤。
由于免疫细胞来源于造血干细胞，是造血干细胞的子代细胞，因此推测RA中可能存在造血干细胞的功能缺陷，导致子代的免疫细胞异常持续激活，不能识别友军和敌军。
RA患者的骨髓CD34+细胞数量较少，具有缺陷的克隆形成潜能，而且体内肿瘤坏死因子-α（TNF-α）能加剧骨髓干细胞的损伤[3]。循环造血干/祖细胞(HSPC)也减少，大约10-15%的HSPC表现为增殖障碍，出现定向细胞分化障碍，同时伴随着端粒长度变短[4, 5]。
一个涉及15个临床中心76名难治性RA患者的临床研究显示自体造血干细胞移植治疗难治性RA有较好的耐受性，并在短期内取得相当积极的反应；大多数患者有显著的反应，超过50%的患者在12个月内达到了美国风湿病学会的50%的改善(ACR50)；健康评估问卷(HAQ)在18个月内显著减少；与RF阳性患者相比，RF阴性患者对HSCT有更良好的反应。然而，大多数患者在6个月后出现了疾病发作[6]。即使纯化自体造血干细胞后再进行移植，也同样面临着大多数RA患者复发的问题[7]。
这说明自体造血干细胞治疗RA患者的长期疗效不好，可能患者局部存在一些影响造血干细胞正常分化为免疫细胞的因素。因此，可以采用异体健康的造血干细胞移植治疗难治性RA[8]。
MSCs具有强大的免疫调节功能，可以通过一系列机制调节炎症反应，包括适应性免疫反应和先天免疫反应。这包括抑制T细胞的增殖和功能，抑制B细胞，抑制树突状细胞的成熟，促进巨噬细胞向抗炎表型的极化，以及抑制NK细胞，诱导CD4+CD25+FoxP3+调节性T细胞(Tregs)[9, 10]。
动物实验研究提示MSCs治疗RA的机制包括：（1）降低血清中炎性细胞因子和趋化因子的浓度；（2）减少抗原特异性Th1/Th17的增殖，转移淋巴结和关节中的Th1/Th2类反应；（3）诱导抗原特异性CD4+CD25+Foxp3+T细胞（Treg细胞）或TR1(IL-10+CD4+)细胞的产生；（4）抑制成纤维细胞样滑膜细胞(Flss)和破骨细胞的活化。
在RA患者中，MSCs能抑制免疫反应，同时促进调节性T细胞（Treg）的增殖[11]。成纤维细胞样滑膜细胞(Flss)和破骨细胞的活化也参与了RA的发病机制。MSCs也能抑制FLSS的增殖、侵袭和炎性因子的分泌[12, 13]。MSCs对NFκB配体的受体激活剂诱导的破骨细胞分化有很强的抑制作用[14]。
MSCs还能抑制RA患者的巨噬细胞的极化，使巨噬细胞从炎症类型转变为抗炎类型，从而改善局部炎症微环境[15]。
但是RA患者骨髓MSCs的增殖能力、迁移能力、免疫抑制能力和表达分泌血管内皮生子因子的量均有所下降[16, 17]。RA患者骨髓MSCs的增殖潜能降低与端粒长度过早丢失有关[16]。RA患者骨髓MSCs因低表达CCL2蛋白而导致MSCs的免疫抑制功能受损[17]。因此，异体健康的MSCs成为治疗RA的必然选择。
4例RA对DMARDS和至少1种抗肿瘤坏死因子α药物耐药的患者，静脉注射异体健康骨髓MSCs是安全的，3/4的患者在移植后1个月和6个月时血沉、疾病活动评分(DAS)和疼痛视觉模拟评分(VAS)评分均下降；2例患者病情改善后分别在7个月和23个月时复发，2例患者无应答[18]。
2018年我国的一项临床研究显示MSCs治疗活动期RA患者，疗效好的患者体内的干扰素-γ的浓度比较高（>2pg/ml），对MSCs没有反应的患者体内的干扰素-γ的浓度很低，疗效和干扰素-γ的浓度成正相关变化[19]。
136例活动期RA患者除接受DMARDs外，静脉注射脐带间充质干细胞UC-MSCs（每人4千万个MSCs，1-2次），与对照组36例（DMARDs治疗组）相比，均有明显的临床改善；疗效维持3~6个月，且与外周血中Tregs比例增高相关[11]。在这个研究中，发现外周血Treg细胞的数量可以作为疗效的客观指标之一，Treg细胞的数量恢复到正常或者接近正常水平，RA的症状缓解就较明显。
Treg细胞在免疫系统中非常重要，能维持免疫平衡和诱导免疫耐受。如果Treg细胞数量减少，不能限制效应性T细胞的攻击性，导致不能维持免疫平衡，那么将出现自身免疫性疾病。如果额外补充Treg细胞或者促进Treg细胞的增殖，使免疫重新恢复平衡，则不出现自身免疫疾病（见图）。
在一项多中心、剂量递增、随机、单盲(双盲)、安慰剂对照的Ib/IIa期临床试验中，46例活动期难治性RA(至少两种生物制品无效)患者静脉注射异体脂肪MSCs（Cx611），总体耐受性良好，3个月内没有毒性证据；但3个月后这种趋势并不持久，这表明RA的细胞治疗需要重复给药[20]。另外，在9名患者身上检测到了针对脂肪MSCs的抗HLA-I类抗体，但是没发现抗HLA-II类抗体[20]。
在这个临床研究中，最常见的不良反应依次为发热(9例，17%)、呼吸道感染(8例，15%)、头痛(6例，11%)、尿路感染(6例，11%)、恶心(5例，9%)、关节痛(3例，6%)、乏力不适(3例，6%)和呕吐(3例，6%)。
2018年韩国报道脐血来源的MSCs治疗9名RA患者的Ia期临床试验，单次静脉注射2千5百万、5千万、1亿三个剂量，治疗4周后，9名RA患者的DAS28-ESR评分从4.53±1.35降到2.93±1.22、疼痛VAS评分从64.8±20.2降到46.9±29.1；而且最高MSCs剂量组的炎症因子下降最明显[21]。
在蛋白多糖诱导的关节炎小鼠关节内注射荧光素酶转染MSCs，根据生物发光成像显示，MSCs在关节内滞留最多4-5周，但是没在关节腔外观察到MSCs[22]。这说明MSCs在关节腔内能被机体关节组织所清除，这也提示需要反复多次注射才能维持疗效。
总的来说，间充质干细胞（MSCs）治疗类风湿性关节炎（RA）的机制在于2点[23]：①，免疫调节，抑制免疫反应，消除炎症，促进Treg细胞恢复到正常水平，从而维持免疫的平衡；②，在免疫调节的基础上，促进软骨细胞和成骨细胞的增殖，抑制破骨细胞的活性，从而促进软骨再生和破损骨组织的修复（见图）。
综上所述，同种健康异体的造血干细胞（HSCs）和间充质干细胞（MSCs）均是治疗难治性RA的一种相对安全有效的方法。基于MSCs具有较强的免疫调节能力和较低的免疫原性，更适合于难治性RA患者的治疗。
但是依然有少部分人不能取得很好的效果，可能在于患者体内的环境限制了MSCs的功能；而且大部分RA患者在一段时间过后，病情会复发，原因很可能在于输入的MSCs并不能长期存活，需要MSCs反复长期使用。
已经破坏和变形了的关节，干细胞虽不能让它恢复原来健康的模样，但干细胞可以改善疼痛和阻断恶化。
内容：间充质干细胞
作者：东海先生
编辑：皮皮虾
干细胞 软骨修复的“万能药”
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