干细胞治疗炎症性肠病进展(全文)

干细胞治疗炎症性肠病进展（全文）摘要炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）是一种慢性、复发性疾病，严重影响患者的生活质量。

IBD的确切发病原因尚不清楚。

目前研究显示，免疫系统异常激活、遗传易感性和黏膜屏障缺陷引起的肠道菌群改变，可能在IBD的致病机制中发挥综合作用。

现有的IBD 治疗方案包括常规药物治疗、内镜治疗和手术治疗。

遗憾的是，IBD 目前很难被完全治愈，因此需要更多治疗方案应对不同患者。

随着IBD 的治疗进入再生医学时代，干细胞治疗显示出治疗前景。

干细胞治疗包括造血干细胞治疗和间充质干细胞治疗，传统治疗无效时显示出改善患者临床疾病活动性潜能。

造血干细胞移植治疗的目的是破坏导致疾病的慢性“自身反应性”免疫细胞，并重新建立肠道对微生物的耐受性。

在肛周瘘管型克罗恩病中，间充质干细胞移植的目的是将间充质干细胞局部沉积在瘘管中，以减轻局部免疫反应并诱导伤口愈合。

本文对即将应用于临床的干细胞移植方法和正在进行的临床试验结果进行综述，以期为临床使用干细胞移植作为IBD潜在治疗方法提供思路。

炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）主要包括溃疡性结肠炎和克罗恩病，其中克罗恩病影响胃肠道的任何部位。

不幸的是，在儿童和成年人群中，IBD的发病率和流行率都在不断增加。

IBD尤其是在西方国家已经作为一种全球性疾病而出现。

IBD作为一种全球性疾病，其演变可分为4个流行病学阶段：疾病出现阶段、发病加速阶段、患病恶化阶段和患病平衡阶段[1,2]。

2020年，发展中国家IBD 处于疾病出现阶段，新兴工业化国家处于发病加速阶段，西方国家处于患病恶化阶段[3]。

疾病出现是指零星出现了IBD病例报告[4]；发病加速是几十年中发病率稳定增加的临界点[5]，患病率仍然很低；患病恶化反映了IBD患者数稳定增加，发病率在此阶段保持稳定或略有下降[6]。

在IBD病程过程的演变中，社会因素造成了从一个阶段到下一个阶段的转换[7]，其中的因素包括整体社会的工业化、城市化和西方生活方式[8]。

IBD治疗的最终目标是实现包括症状控制和内镜下黏膜愈合的深度缓解，同时需要维持较高的生活质量，减少长期残疾[9]。

目前对IBD的治疗主要集中于症状控制方面[10]。

该策略从药物治疗开始通常考虑上阶梯或者降阶梯，包括5-氨基水杨酸、抗生素、皮质类固醇、免疫调节剂和生物制剂[11]。

当所有其他方法都失败时，最后的选择往往是手术治疗[12]。

然而，部分患者拒绝手术或不符合手术条件，如大范围的小肠受累、营养不良等[13]。

干细胞疗法是治疗IBD患者持续性组织损伤的一种潜在替代方法，通过改变黏膜免疫反应来重置疾病过程。

已经完成的和正在进行的研究显示，干细胞治疗对于部分IBD 患者有一定疗效，这就有可能为IBD患者增加一种新的疾病治疗方案[14]。

但遗憾的是，由于干细胞来源、功能、预处理不同，目前已有的数据发现造血干细胞或间充质干细胞治疗IBD的临床试验结果并不一致。

01造血干细胞治疗造血干细胞是髓系（单核细胞、红细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞）和淋巴系（T细胞、B细胞和自然杀伤细胞）的祖细胞，是具有自我更新能力的多能细胞，能够分化为血液和免疫细胞。

这些干细胞可以从骨髓、脐带血或更常见的外周血中分离。

造血干细胞能够直接迁移到受损组织或分化为上皮细胞或免疫调节细胞，以恢复正常的黏膜组织[15]。

造血干细胞治疗多步骤程序从移植前筛查开始，包括（但不限于）病史和检查、血液检查、血清学检查、结肠镜检查、小肠磁共振成像或盆腔、直肠磁共振（肛周疾病受累患者）和骨髓穿刺[16]。

接下来的移植程序包括3个主要步骤：①从患者或人类白细胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）匹配供体（异基因）中动员干细胞，输注环磷酰胺去除淋巴细胞后刺激骨髓产生干细胞；②白细胞清除，收集外周血或骨髓中的CD34+细胞，达到（3～8）×106的目标数量；③移植和重建免疫系统。

造血干细胞移植有效性的中心目标是通过消除作为失调免疫系统效应器的自身反应性T淋巴细胞和记忆细胞来“重置”免疫系统。

IBD患者接受造血干细胞移植的最初原因是合并血液系统适应证（如白血病和非霍奇金淋巴瘤），但是在移植过程中发现肠道病变也出现了改善，因此造血干细胞移植逐步用于IBD治疗的临床研究[17]。

虽然研究结果各不相同，但造血干细胞移植显示出部分溃疡性结肠炎和克罗恩病患者达到临床和内镜改善。

通过完全的免疫消融术和造血干细胞重建，人体能够产生幼稚淋巴和髓样细胞，从而降低T细胞对黏膜自身抗原和炎症的活性。

Burt等[18]的一项研究纳入了24例克罗恩病患者，在第1年、第3年和第5年的缓解率分别为91%、57%和19%。

另一项仅包括4例克罗恩病患者的小样本研究显示，所有患者在移植后3个月的随访中进入临床缓解期；在16.5个月的随访中，3例患者仍处于临床和内镜病情缓解期[19]。

IBD患者造血干细胞移植的方法不尽相同，并且治疗方法也在不断变化。

大多数情况下，通常选用CD34+外周血干细胞进行移植。

CD34是一种造血祖细胞抗原，具有细胞-细胞黏附因子的作用。

Clerici 研究结果分析了随访1年的克罗恩病患者，结果显示，5/6的患者表现出临床和内镜下完全缓解，并且在没有进一步治疗的情况下维持了1年。

既往研究存在的主要问题是研究样本量太少，需要对更多的患者进行长期随访和随机对照研究[19]。

后续部分研究对自体外周血造血干细胞治疗进行了优化。

Oyama等[20]的研究显示，小剂量环磷酰胺和粒细胞刺激因子可改善外周血造血干细胞移植效果。

在18.5个月的随访中，12例患者中有11例停用了所有免疫抑制药物，并获得了临床缓解。

值得注意的是，这项研究评估了临床结局，但是没有内镜缓解的评估。

另一项研究采用了相似的方案，观察了12例难治性克罗恩病患者接受免疫预处理的自体造血干细胞移植的预后。

该研究用环磷酰胺和粒细胞刺激因子进行干细胞动员，大约56%的患者移植后显示出临床和内镜改善，5例患者在6个月后的随访中仍处于缓解状态[21]。

其中1例具有坏疽性脓皮病肠外表现的患者完全缓解，另1例患者瘘管完全关闭。

然而，在3年的随访中，9例患者中有7例复发。

ASTIC研究是一项多中心、随机Ⅲ期干预性研究，由欧洲血液和骨髓移植组织发起，旨在评估大剂量免疫抑制早期和59周自体造血干细胞的潜在临床效果。

45例患者在随机分组前均接受干细胞动员。

干细胞治疗组23例患者中仅2例获得了完全的临床和内镜缓解，而对照组22例患者中仅1例获得了临床和内镜缓解，显示干细胞治疗组与对照组在疾病持续缓解方面比较差异无统计学意义。

试验还指出，所有患者都经历了非严重的并发症，感染最常见[22]。

干细胞治疗组1例患者在预处理期后20 d死于窦性阻塞综合征。

值得注意的是，现阶段在临床研究中，自体造血干细胞移植使用非清髓方案的环磷酰胺和抗胸腺细胞球蛋白而不分选CD34+细胞是最常见的移植预处理方案。

尽管有限数量的Ⅰ～Ⅲ期造血干细胞试验显示了有希望的结果，但复发使得造血干细胞移植很难被归类为一种有效的治疗方法，部分患者可以在某些维度上获益，但还需要更大样本、更长期的疗效观察[23]。

02间充质干细胞治疗间充质干细胞是能够分化为多种类型细胞的多能干细胞，存在于人体的所有组织中，这些细胞也可以成功地从脐带血或脂肪组织中分离应用于临床。

脂肪源性干细胞易于大量提取，减少了患者的不良事件。

在克罗恩病中骨髓间充质干细胞免疫调节特性对临床治疗有一定益处[24]。

克罗恩病的治疗中骨髓间充质干细胞上调调节性T细胞（regulatory T cell，Treg细胞）的CD4+T细胞亚群的抗炎能力，这种细胞类型能够抑制免疫和炎症[25]。

已经证实，Treg细胞的耗竭和Treg与效应T细胞的失衡在克罗恩病的发病机制中具有关键作用。

因此，骨髓间充质干细胞上调Treg细胞、迁移到炎症部位、抑制免疫反应的能力让使用间充质干细胞治疗克罗恩病的远景日益明晰[26]。

目前，骨髓间充质干细胞已被用于活动性肠腔病变的系统性（动脉内或静脉内）移植治疗或瘘管表型的局部给药。

一些研究报道了间充质干细胞移植治疗克罗恩病和溃疡性结肠炎。

2009年，首次报道了间充质干细胞在溃疡性结肠炎患者中的治疗作用[27,28]。

但是直到目前尚缺乏大规模前瞻性临床试验高质量地评估间充质干细胞治疗溃疡性结肠炎的潜在治疗效果和安全性。

在这种情况下，基于现有动物实验和临床研究的结果，一项研究探讨了间充质干细胞在溃疡性结肠炎治疗中的应用前景。

在5个数据库中检索了溃疡性结肠炎治疗相关的研究，共有15项研究符合纳入系统评价和荟萃分析的标准，包括8项动物实验和7项人体临床研究[29]。

在动物模型的研究中，接受间充质干细胞治疗的小鼠，疾病活动指数均显著低于对照组。

此外，还发现接受间充质干细胞治疗的小鼠，炎症组织病理学评分更低、结肠长度更长。

在人体临床试验方面，分析结果显示，接受间充质干细胞治疗的溃疡性结肠炎患者缓解率明显高于对照组。

研究结果表明，无论是动物实验还是人体临床研究，间充质干细胞对溃疡性结肠炎均具有明显的治疗潜力。

当前研究中间充质干细胞主要有2种来源：骨髓和脐带血。

骨髓一直是分离间充质干细胞的主要来源，但捐赠过程具有侵入性，另外骨髓来源的间充质干细胞存活时间较短，随捐赠者年龄增长间充质干细胞的分化潜能可能会有影响。

与骨髓相比，虽然脐带血中成功分离间充质干细胞的可能性相对较低，但分离过程侵入性更低，间充质干细胞增殖能力更强。

在过去的10年中，脂肪组织的间充质干细胞在临床中的应用越来越多，约占30%，作为骨髓和脐带血间充质干细胞的重要替代来源。

尽管目前尚不清楚溃疡性结肠炎的确切机制，但固有免疫和获得性免疫在溃疡性结肠炎发病机制中具有重要作用。

而间充质干细胞可能通过生长因子、外泌体、细胞因子和代谢产物，来维持结肠上皮细胞和黏膜屏障的修复和再生，从而发挥肠黏膜的保护作用。

间充质干细胞还可以发挥免疫抑制功能，阻止效应T细胞活化并促进Treg细胞增殖和分化。

骨髓间充质干细胞可以通过腹腔注射、内镜黏膜下注射、静脉输注或靶向动脉内输注。

静脉输注会导致间充质干细胞输送后出现肺潴留，而直接靶向动脉输注可利用间充质干细胞旁分泌效应招募更多干细胞到炎症区域。

一项对82例克罗恩病患者进行的随机试验中，静脉注射4次脐带源性骨髓间充质干细胞，治疗组患者（41例）降低了克罗恩病活动指数评分、哈维-布拉德肖评分、皮质类固醇用量。

在随访终点，无肺部炎症事件发生[30]。

另外，对16例内科难治性克罗恩病患者进行的一项Ⅱ期研究发现，静脉注射间充质干细胞后，克罗恩病活动指数评分、内镜严重程度指数降低。