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覆盖300多种疾病!最新综述发布间充质干细胞的价值、挑战与优化

 博雅干细胞库 2022-12-06 发表于江苏

撰文:成都中医药大学 烹鱼堰

专家审核:江苏大学附属医院 李晶 教授

根据CDE官网公示,在2022年10月至11月仅两个月时间里共有2款间充质干细胞疗法获得临床试验默示许可,5款相继获得受理。这意味着我国间充质干细胞治疗相关的临床研究又向前迈进了一大步。

根据ClinicalTrials.gov临床注册数据显示,目前全球与间充质干细胞相关的临床试验有1300多项,覆盖300多种疾病。间充质干细胞已成为当今医学研究领域最前沿、最热门的方向之一,未来发展潜力巨大。

那么,随着间充质干细胞的临床研究如火如荼开展,未来临床的挑战将会有哪些?优化措施又会是什么?近期,由布鲁塞尔研究所、黎巴嫩癌症生物学和分子免疫学实验室等多个研究所发布了最新综述,共同探讨间充质干细胞已有的价值、面临的挑战以及进一步的优化[1]

间充质干细胞治疗的理论依据不断被发掘

间充质干细胞是细胞治疗方法中的重要组成部分,并在临床各领域崭露头角。根据不同来源及功能,间充质干细胞可以被细分为多种特定的亚型,可见间充质干细胞是个极其庞大的体系。

间充质干细胞及其衍生物具有多种治疗功能,如:免疫调节、抗炎、血管生成、抗氧化和抗细胞凋亡,这些结论早被研究证明。另一重大发现是其治疗手段不仅仅是依靠细胞间的直接接触,多个研究均发现间充质干细胞可以分泌各种介质,并将介质包裹在细胞外囊泡中,通过细胞外囊泡的游走,发挥治疗作用,这一关键结论,为开发源于间充质干细胞的无细胞产品铺平了道路。

间充质干细胞在临床上的价值

随着对间充质干细胞的不断深入研究,目前已收获了不少有关间充质干细胞治疗疾病的好消息。当前全球获批上市的干细胞治疗产品中,绝大多数属于间充质干细胞。

全球获批上市的近20款干细胞产品

下面是间充质干细胞的临床前研究和临床试验较为突出的研究发现:

01

# 明显减轻了免疫性疾病的临床症状

间充质干细胞在免疫性疾病方面总是具有特定的优势,1848只动物实验结果证明间充质干细胞在预防急性移植物抗宿主病死亡和减轻临床症状方面具有明显疗效。在小鼠肝硬化模型中明显看到注射间充质干细胞后,有效改善了肝纤维化并促进了肝细胞增殖。近年来,也有越来越多的与间充质干细胞治疗免疫性疾病的人体临床试验结果报道。

02

# 促进骨修复,抑制细胞凋亡

研究发现,间充质干细胞能够安全有效的促进骨缺损修复,例如利用间充质干细胞联合生物支架治疗颞骨缺损以及间充质干细胞治疗椎骨缺损均取得了积极结果;2019年和2021年的多项研究显示间充质干细胞抑制了小胶质细胞凋亡,并减轻机体炎症反应。近年来,间充质干细胞在骨科疾病领域开展了大量的研究与应用,成功案例相继被国内外报道。

03

# 成为心血管疾病最有前途的再生方法之一

越来越多的临床前及临床研究均证实间充质干细胞可以通过免疫调节、新生血管形成、内源性修复、抑制纤维化和现有心肌细胞增殖等机制改善心脏功能。

04

#大量临床试验进入正轨

目前,已经有近1300项有关间充质干细胞治疗多种疾病的临床应用,其中超过485项研究正在进行,已有370项研究已经完成临床试验。这些临床试验多围绕肌肉骨骼疾病、中枢神经系统疾病、免疫系统疾病、伤口与创伤、风湿病、关节病、关节炎、血管病、呼吸系统疾病、消化系统疾病以及胃肠道疾病开展。

间充质干细胞治疗产品的挑战

基于以上前期研究,目前全球已有多家机构将间充质干细胞疗法商业化。全球已有10余款基于间充质干细胞的疗法获得了FDA批准。

图1(图片源于参考文献[1])

尽管如此,间充质干细胞也面临着多种挑战。

首先是间充质干细胞的组织来源,虽然间充质干细胞几乎存在于所有组织,但是这些细胞在受体组织中的存活率和植入率通常较低,且某些分离手段可能改变间充质干细胞的生物学特性,从而出现临床实验结果的差异性。因此未来在间充质干细胞分离及制备上有待标准化发展。

其次就是临床仍需要更多证据,虽然目前已经有不少关于间充质干细胞的临床试验,但是支持间充质干细胞体内分化的证据还是相对稀少,且具有争议。

另外,微环境对间充质干细胞的活性以及功能也存在影响,如氧饱和度、Toll样受体、炎症反应等。间充质干细胞是一种反应性细胞,因为它们能感知组织环境并相应的调整其特征,也正是这种调整,可能会影响它在体内的功能发挥。

图2(图片源于参考文献[1])

同样,在普遍用于临床研究前,间充质干细胞稳定有效的生产培养条件、作用的途径和剂量以及血液相容性等问题都需要大量实验不断证实。另外间充质干细胞的低免疫原性仍然需要更加深入的考究。

间充质干细胞临床发展的优化之路

任何一项新技术的成功都不是简单容易的,都需要不断的完善和蜕变。但毋庸置疑的是,间充质干细胞成为了临床治疗疾病的必经之路,不过这条路仍然需要更多的探索才能迎来最终的成功。未来,临床发展的优化之路可以考虑多方向进行。

图3(图片源于参考文献[1])

(1)无细胞疗法脱颖而出

如前所述,从间充质干细胞中分离出来的细胞外囊泡作为无细胞疗法具有不少优势,细胞外囊泡更容易获得、提取和储存、成本更低,体积更小,也就具有更小的血管堵塞风险。不仅如此,细胞外囊泡同样具有与间充质相似的功能,Vakhshiteh等人发现细胞外囊泡同样与肿瘤发生、进展、血管生成相关,表现出了显著的肿瘤抑制作用。

(2)做好质量把关

确定间充质干细胞表面标志物、形态学、分化储能、衰老状态、免疫表型等都与间充质干细胞的提取、储存及临床疗效紧密相关。如间充质干细胞的功能和特性在冻融条件下容易发生变化,因此间充质干细胞的生产必须符合良好的生产规范原则。

(3)特异性的临床预测工具是基础

基于组学的生物标记物是区分具有不同特征的间充质干细胞的革命性新方法,组学在不同培养条件下的表征能够解释间充质干细胞的治疗潜力,此外,转录组分析还能了解间充质干细胞的功能和分化潜能。可见,预测工具的进步为间充质干细胞早日进入临床提供了进一步的保障。

近年来由于具有免疫调节功能以及分化成各种细胞的能力,间充质干细胞成为再生医学的种子细胞,并且随着干细胞分离、培养和分化等相关技术日趋成熟,使间充质干细胞在临床中用于各种组织器官修复和再生成为可能。

间充质干细胞的“再生性能”和“愈合性能”给人类疾病治疗带来了新的光明和希望。间充质干细胞广泛存在于人类组织和器官中,尤其在胎儿的围产组织(胎盘、脐带、羊膜等)中含量非常丰富,且免疫原性很低。间充质干细胞的临床研究呈现爆炸性增长,在疾病治疗中显现出巨大应用潜力,以间充质干细胞为代表的现代生物医学的进步已势不可挡。

希望与挑战并存,相信未来间充质干细胞一定能为多系统的疑难疾病提供新的治疗策略,让我们拭目以待吧!

本文为知识性科普,仅供学习、交流,请勿用作商业用途。


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