干细胞是一种未分化的细胞,存在于胚胎和成年阶段。干细胞具有自我更新、从单个细胞增殖并分化成不同类型的细胞和组织的能力,是组织和器官的基石。在诸多干细胞类型中,间充质干细胞较容易从健康供体中获得,可在体外用于治疗,而不存在重大的伦理或程序问题。而且,与其他干细胞相比,间充质干细胞具有分化潜能更强、癌变风险较低、免疫原性低等优点[1, 2]。因此,长期以来,间充质干细胞被认为是一种有效的再生细胞治疗工具[3]。
退行性疾病是指随着人体的衰老,人体的代谢速率减慢,身体的各个器官功能逐渐退化而引起的疾病。由于机体的修复和再生能力有限,传统退行性疾病的治疗方法尚未取得理想效果。而间充质干细胞具有很强的自我更新和多向分化能力,可以替代受损组织甚至可以再生器官,因此作为防治退行性疾病的有效工具被全世界广泛研究[4,5]。目前间充质干细胞治疗退行性疾病的研究主要集中在神经退行性疾病和视网膜退行性疾病这两大方面。
全世界有数百万人受到神经退行性疾病的影响,其中最常见的类型是阿尔茨海默病,占所有神经退行性疾病的62%[6]。随着年龄的增长,发生阿尔茨海默病的风险也逐渐增加。随着社会的人口老龄化,阿尔茨海默病预计将成为全世界的共性问题。目前,临床上还没有治愈阿尔茨海海默症的方法,大多数治疗方案都以缓解症状为主[7]。
研究表明,间充质干细胞可以分化为胶质细胞和神经元,是替代神经退行性疾病中丢失细胞的理想来源[8,9]。此外,间充质干细胞可以分泌各种营养因子,这些营养因子有助于功能恢复、神经元细胞存活和刺激内源性再生,从而发挥神经保护作用。因此,间充质干细胞被选为神经系统疾病细胞治疗的潜在来源[10]。
2010年1月1日至2015年5月1日,中山大学附属第三医院对住院且确诊阿尔兹海默病的12例患者给予脐带血间充质干细胞治疗,治疗观察36周[11]。按观察时间点统一采用简易智力状态(MMSE)、匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)和生活功能量表(ADL)对治疗前后结果进行评分,根据量表分值的情况评定疗效。并对12例AD惠者进行血清CRPApoB和HCY水平进行测定。结果显示本组12例阿尔兹海默病患者显效10例,有效2例,无效0例,总有效率为100.0%。治疗前后MMSE、PSQ1、WMS评分差异有统计学意义(P<0.05)。阿尔兹海默病病人血清ApoB、CRP和HCY水平显著高于健康人群(P<0.05);治疗有效的阿尔兹海默病患者,血清CRP和HCY水平治疗后较治疗前显著降低(P<0.05)。治疗过程中1例患者曾出现发热等轻微不良反应,与相关检查未见明显异常,1周内可自行缓解。
退行性疾病第二大领域是视网膜的病变。这种疾病是由视网膜中的光感受器及其支持性视网膜色素上皮的神经退行性病变引起的。它也是造成衰老失明的主要原因。世界上每两三千人就有一个视网膜病变患者。尽管全世界范围内的科学家都付出了相当大的努力,但治疗这些疾病的成果仍然非常有限。
有研究表明,间充质干细胞具有强大的免疫调节特性,可以抑制病变视网膜中的有害炎症反应。同时,间充质干细胞可以通过产生大量的生长和神经营养因子以支持视网膜细胞的生存和生长。此外,间充质干细胞可以通过抗凋亡特性保护视网膜细胞,并通过其分化为包括视网膜细胞在内的各种细胞类型的能力来促进病变视网膜的再生。因此,间充质干细胞在治疗病变视网膜具有较大的潜力[12]。
Weiss JN等[13]报道了因色素性视网膜炎而导致双侧视力丧失的患者接受了自体骨髓来源的干细胞治疗后,19例患者中,11例患者(64.7%)双眼视力改善,8例患者(35.3%)在随访期间保持稳定,无患者出现整体视力下降。在33只接受治疗的眼睛中,15只眼(45.5%)视力改善,15只眼(45.5%)保持稳定,3只眼(9%)视力平均恶化1.7行。改善范围从1到27行。使用LogMAR量表并计算delta作为改善眼与治疗前视力的比率,视力改善范围为23%到90%,平均视力比基线视力改善40.9%。对所有具有LogMAR视力能力的患者和眼睛的评估显示,视力平均比基线改善了31%。研究结果均有统计学意义(P=0.016)。无手术并发症发生。
可见,间充质干细胞能够通过自我更新和多向分化、分泌营养因子等,促进内源性修复,从而阻止退行性疾病的进展甚至逆转疾病。尽管现在还没有相关药物正式上市,但无疑间充质干细胞为治疗退行性疾病提供了新的契机。我们可以相信,通过更为深入地研究和应用,间充质干细胞在退行性疾病的治疗中会有更多的突破。间充质干细胞目前已经在临床上广泛使用,其中广州达博生物制品有限公司自主研发的脐带间充质干细胞注射液在前期治疗2型糖尿病患者的临床试验中表现出了较高的安全性和有效性,目前正在进行审评中。达博生物未来也将积极拓宽该药物在自身免疫病及退行性疾病中的应用前景,为更多患者带来福音。
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