间充质干细胞疗法距离临床还有多远？
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撰文｜M博士
编辑｜南风
声明｜本文仅作为公益科普，拒绝商业用途的转载，亦不构成任何建议。
前言 /
距离第一次证明MSC体内移植的可行性和有效性已经过去了26年，尽管在不同疾病中开展了数百次临床试验，且越来越多的临床前、临床研究数据证实了MSC的多向分化潜能和免疫调节特性，然而，MSC的临床应用仍然受到了一些质疑；随着美国FDA拒绝Mesoblast公司干细胞产品上市申请(建议增加更多的随机对照临床试验)，不禁让人产生疑问：MSC治疗离临床应用还很远吗?
2021年10月7日，干细胞研究领域专家Katarina Le Blanc和Mauro Krampera在权威杂志CELL STEM CELL发表综述《Mesenchymal stromal cells: Putative microenvironmental modulators become cell therapy》，就MSC治疗目前存在的质疑/问题，结合造血干细胞临床转化应用历程，提出了一些见解，对现阶段MSC转化应用也给出了建议。
Katarina Le Blanc和Mauro Krampera
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来源：公开资料
间充质干细胞疗法的主要问题
MSC疗法目前存在一些争议，关注焦点主要集中在以下几个方面：
(1)不同实验条件或病理微环境下MSC作用机制的复杂性
(2)不同组织来源MSC的异质性(存在功能差异)
(3)体内炎症因子“赋能”是否必要
(4)体外数据与动物实验结果存在不一致；临床前数据与临床试验结果存在不一致
(5)MSC发挥了作用与MSC并未植入之间的矛盾
(6)缺乏可靠的功能指标或生物标志物来预测临床结果
这些问题是由于MSC的特殊性所造成的吗？其实不然，参照目前临床已经广泛应用的造血干细胞移植，至少与MSC存在一些类似的问题：
(1)细胞干性(stemness)问题：认为MSC的干性证据太少不足以支撑其临床应用；但这并不意味着MSC临床应用是无效，类似的，造血干细胞移植过程中，也仅有极少数CD34+造血细胞是真正具有自我更新和多向分化潜能的干细胞。
(2)作用机制的问题：认为在充分证实MSC的体内功效并清楚解析其作用机制之前是不允许临床使用MSC的；然而从造血干细胞发展历史来看，这也许是不合理的，在正式证实骨髓中存在具备“重建骨髓”能力的造血干细胞的35年前就已经开展了首次造血干细胞移植，也正是这个“偶然”结果，造福了无数患者。
(3)效价分析(potency assays)问题：认为存在很多变量影响MSC效价分析，以至于不能有效预测其临床疗效；造血干细胞移植也存在类似问题，尽管移植前CD34+造血干细胞有定量、克隆形成等效价分析，仍然会出现移植失败；在大多数情况下，移植失败不是由于CD34+细胞数量或功能的问题，而是由于移植受者相关的因素（例如预处理方案不足，骨髓微环境异常等）。
为什么选择MSC进行细胞治疗
MSC被认为是组织特定微环境的调节者，参与组织稳定维持或组织损伤修复，无论是组织移植的MSC还是组织常驻的MSC均在维持或调控组织特定微环境中扮演重要的角色，移植的MSC可能通过至少3种主要形式参与组织调控(图1)：
(1)移植的细胞可以扩增并分化为中胚层来源的组织；
(2)通过细胞间接触、释放旁分泌因子和细胞外囊泡(EVs)等方式与邻近细胞相互作用调控组织微环境;
(3)MSC的胞葬作用(efferocytosis)，凋亡MSC被细胞吞噬，介导吞噬细胞的功能极化、微环境重建等效应；
当然，这也是移植的MSC发挥治疗作用的主要作用模式。类似的，越来越多的证据表明组织常驻MSC可通过细胞间接触、旁分泌因子和EVs释放等方式与微环境细胞相互作用，尤其是MSC被认为是体内干细胞壁龛(niche)的建造者和维护者，例如，造血干细胞需要MSC等基质细胞构成的微环境来支撑它们的休眠、存活、增殖以及分化等。也正是由于MSC以上这些作用，使其在组织损伤修复具有广阔的临床应用前景，逐步成为细胞治疗的 “香饽饽”。
移植MSC的主要作用方式
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来源：研究论文
对间充质干细胞疗法的建议
MSC治疗最终的疗效，不仅取决于MSC本身的性质，环境对MSC的影响、效应细胞的状态等都可以影响MSC疗效的发挥；这也是造成MSC作用机制复杂、疗效不一致等焦点问题的根源，Katarina Le Blanc和Mauro Krampera认为根据临床特定情况寻找合适的预测MSC疗效的功能指标尤为重要，当然这些功能指标的选择不仅是考虑到MSC本身的性质，更需要考虑到MSC受者的情况(如疾病活动度等)，总体而言，下列几方面的因素需要被考虑：
(1)MSC来源和激活
鉴于不同来源MSC存在功能差异，可以根据功能需求选择特定来源的MSC产品进行治疗；细胞制剂制备方面，不同来源MSC的血液相容性需要考虑，如骨髓来源MSC相比其他来源的MSC组织因子表达较低，不容易触发凝血反应；如果是冻存复苏的，还需考虑冻存复苏前后细胞功能的差异；另外，细胞免疫状态方面，可以考虑HLA匹配情况、炎症因子“赋能”等。
(2)MSC剂量和输注方式
很少关于MSC合适剂量筛选的临床试验，目前常用剂量还是(1-2)×106/kg；输注次数、输注时机等也需要考虑，例如研究表明移植物抗宿主病(GVHD)预防需要重复静脉输注MSC，一项Meta分析结果提示移植后28天内输注MSC能有效预防慢性GVHD。此外，输注方式也是重要因素之一，比如局部注射是一种比较可控的方法，可将旁分泌因子直接输送到病损组织，在心肌梗死、克罗恩病肛瘘等疾病，局部注射已被证实具有更好的疗效。
(3)受者的特征和属性
受者特征和属性会影响MSC的疗效，如在急性GVHD治疗中，儿童患者对MSC的反应性高于成人患者；受者特征在以纤维化为主的慢性疾病中尤其重要，如在系统性硬化症(SS)、多发性硬化症(MS)和慢性GVHD等疾病，需要了解免疫反应、成纤维细胞活化和细胞外基质等特征来预测MSC的潜在治疗效果，MSC可能在早期调控触发纤维化发生发展的免疫反应有作用，而在纤维化后期的治疗作用有待商榷。
小结
全球的MSC临床试验仍在不断开展中，MSC治疗已被证实是安全、有效的；为推动MSC真正进入临床并建立成熟的临床应用体系，现存的临床转化“屏障”亟待突破。
寻找预测MSC疗效的功能指标尤为重要，当然，不一定是通用指标，根据不同的临床应用实际情况(如局部注射或者全身输注；急性炎症或慢性炎症等)可以筛选相对应的功能指标。同时，MSC功能指标的选择也要考虑反映疾病活动或疾病严重程度相关的生物学标记物(衡量疾病状态以及可能对MSC造成的影响等)。
根据MSC治疗有效的生物标志制定具有预后评价意义的疗效评估体系也是非常值得推荐的，以M博士课题组为例，率先开展了国际注册的MSC治疗慢性GVHD(cGVHD)的临床研究，证实了MSC治疗的安全性和有效性；深入免疫学分析发现MSC改善cGVHD临床症状伴随着CD27+记忆性B细胞的增加，外周血B细胞活化因子(BAFF)水平降低，BAFF与B细胞比值明显下降，以及表达IL-10的CD5+B细胞的比例显著增加等，提示B细胞可能是MSC治疗cGVHD的关键细胞靶点；同时以CD5+调节性细胞为突破口，阐明CD5+调节性B细胞在MSC 治疗cGVHD 的关键作用，首次揭示了CD5+调节性B细胞是MSC治疗有效的体内细胞靶点(治疗有效的生物学标志)；相关研究为提高MSC防治cGVHD的疗效提供新策略：
(1)基于外周血CD5+调节性B细胞变化制定MSC疗效的预测体系；
(2)基于对CD5+调节性B细胞的调控作用筛选适合不同cGVHD患者治疗MSC，形成cGVHD个体化治疗体系；
(3)基于MSC调控CD5+调节性B细胞的作用机制，制定适合cGVHD防治的MSC质量控制体系；
(4)筛查MSC调控CD5+调节性B细胞的关键分子， 建立适合cGVHD防治的功能增强型MSC制备体系。
以此突破MSC转化瓶颈问题，推进MSC临床应用。当然，在不同疾病中，MSC治疗有效的生物学标志不尽相同，需要根据不同疾病形成疾病特异性的MSC治疗策略。
主编叨叨
细胞治疗是一片广袤的天地，MSC仍然大有可为。
[1] Mesenchymal stromal cells: Putative microenvironmental modulators become cell therapy. Cell Stem Cell. 2021;28(10):1708-1725. doi: 10.1016/j.stem.2021.09. 006.
[2] Mesenchymal stromal cells infusions improve refractory chronic graft versus host disease through an increase of CD5+ regulatory B cells producing interleukin 10. Leukemia. 2015;29(3):636-46.
[3] The efficacy of mesenchymal stem cells in bronchiolitis obliterans syndrome after allogeneic HSCT: A multicenter prospective cohort study. EBioMedicine. 2019;49:213-222.
[4] Alteration of naïve and memory B-cell subset in chronic graft-versus-host disease patients after treatment with mesenchymal stromal cells. Stem Cells Transl Med. 2014;3(9):1023-31.
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