關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)的七點思考

MSC的臨床研究始于1995年Caplan教授從惡性血液病患者骨髓抽取并分離培養(yǎng)出這些貼壁的細(xì)胞,，然后回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，觀察臨床效果并證明其臨床應(yīng)用的安全性[1],。雖然有臨床實驗報道MSC引起心臟毒性,，表現(xiàn)為一過性心律不齊，發(fā)生率為7%（30例患者中有2例出現(xiàn)）[2-4],。有一個非隨機對照試驗（造血干細(xì)胞移植）中,，MSC治療組100名患者中的3名患者，及對照組100名患者中的8名患者,，由于治療后出現(xiàn)感染而導(dǎo)致死亡[5],。但是，多個隨機對照臨床試驗,，通過統(tǒng)計學(xué)分析,，發(fā)現(xiàn)MSC治療組和對照組的感染率沒有差異，明確提出MSC治療不會增加感染的風(fēng)險,，而且MSC治療組和對照組在惡液質(zhì)和成瘤方面沒有差異[6-9],。長期觀察也沒有發(fā)現(xiàn)病人增加微生物感染和間充質(zhì)干細(xì)胞致瘤的現(xiàn)象[10-12]。

雖然多個隨機對照臨床試驗證明MSC在臨床應(yīng)用的安全性（無致瘤性）,，雖然多個國家已經(jīng)批準(zhǔn)MSC上市（見下圖1）,；而美國FDA沒有批準(zhǔn)上市，這可能導(dǎo)致了很多人對MSC的安全性依然有顧慮,，其實美國FDA不批準(zhǔn)Osiris公司的Prochymal（骨髓MSC）上市,，不是出于安全性考慮，而是因為其治療GVHD的III期臨床試驗結(jié)果達(dá)不到預(yù)期,。
圖1
 
 
受精卵發(fā)育過了囊胚期后,，就不存在胚胎干細(xì)胞；整個人體自然生命中,，不存在誘導(dǎo)的多潛能干細(xì)胞（iPS）,；但是人體中卻存在MSC和造血干細(xì)胞（HSC）。這個現(xiàn)象能告訴我們多少信息,？
*,，MSC是人體所必需存在的一種細(xì)胞類型。目前尚未發(fā)現(xiàn)或證明腫瘤細(xì)胞來源于MSC,，甚至有學(xué)者認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞不是來源于正常的干細(xì)胞[13, 14],，那么可以認(rèn)為自身體內(nèi)的MSC不會癌變?yōu)槟[瘤細(xì)胞或癌細(xì)胞。至于MSC是否促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長,？如果沒有免疫系統(tǒng)的存在,，MSC分泌豐富的營養(yǎng)性細(xì)胞因子，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長的可能性極大,。但是機體存在免疫系統(tǒng)的情況下,，外源的MSC能否有促瘤作用？免疫系統(tǒng),、間充質(zhì)干細(xì)胞,、腫瘤細(xì)胞/癌細(xì)胞，這三者的關(guān)系需要深入研究（見下圖2）,。
圖2
 
第二,，MSC不等同于免疫抑制劑。MSC一直廣泛存在于人體中，而且隨機對照臨床試驗證明MSC的應(yīng)用沒有增加感染率,，這說明人體里的MSC并沒有發(fā)揮抑制免疫反應(yīng)的作用,，免疫抑制功能只是MSC對免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用的其中一個功能。我們現(xiàn)在對MSC免疫功能的認(rèn)知需要進(jìn)一步的加深,。雖然細(xì)胞治療協(xié)會提出免疫調(diào)節(jié)功能分析作為MSC臨床研究的細(xì)胞產(chǎn)品放行標(biāo)準(zhǔn)（或者評價標(biāo)準(zhǔn)）[15],，但是這個標(biāo)準(zhǔn)無法量化，不具有可操作性,。
第三,，經(jīng)過體外擴增后的MSC的安全性是否等同于體內(nèi)的MSC？未經(jīng)體外擴增的MSC,，細(xì)胞本身是安全無害的,，除非本身有某種基因缺陷。體外擴增zui大的風(fēng)險在于基因突變,。有一研究小組發(fā)現(xiàn)骨髓MSC體外培養(yǎng)至18代時,，出現(xiàn)基因突變、染色體異常[16],。另一個研究小組發(fā)現(xiàn)臍帶MSC體外培養(yǎng)至30代才出現(xiàn)染色體異常[17],。我們不能從這兩個研究結(jié)論得出體外培養(yǎng)的骨髓MSC比臍帶MSC更容易出現(xiàn)染色體異常，因為培養(yǎng)體系可能不一樣,；但也能說明MSC在體外培養(yǎng)代數(shù)過高（超過10代）的情況下才會引起染色體異常,。
第四，MSC制劑產(chǎn)品（注射液）的安全性不同于MSC細(xì)胞本身的安全性,。MSC制劑產(chǎn)品,，除了MSC外，還含有其他的輔料（緩沖液）,，比如生理鹽水等,；還需要考慮培養(yǎng)生產(chǎn)工藝帶來的安全隱患。有研究發(fā)現(xiàn)利用胎牛血清（FBS）培養(yǎng)MSC,，可能會增加MSC的免疫原性[18, 19],。胎牛血清廣泛應(yīng)用于MSC的體外擴增培養(yǎng)，考慮到胎牛血清中存在大量的異種蛋白,，我們也應(yīng)該盡可能地降低MSC細(xì)胞制劑中的胎牛血清殘留量,。無血清培養(yǎng)基是否能滿足MSC產(chǎn)業(yè)化的需求，值得深入研究,。更值得注意的是,，MSC細(xì)胞制劑中含有二甲基亞砜（DMSO，細(xì)胞凍存必須要用的試劑）能明顯增加毒副作用,，引起超敏反應(yīng)[20-22],。如果MSC制劑中的內(nèi)毒素含量超標(biāo),，則很容易引起發(fā)燒。有學(xué)者對目前大量的臨床試驗的文獻(xiàn)進(jìn)行分析（Meta-Analysis）,，發(fā)現(xiàn)MSC輸入治療僅僅與發(fā)燒存在一定的關(guān)聯(lián)性,，而與其他文獻(xiàn)所報道的不良反應(yīng)沒有必要的，認(rèn)為MSC治療是安全的[23],。MSC治療引起的發(fā)燒,，與MSC制劑產(chǎn)品的“胎牛血清、二甲基亞砜和內(nèi)毒素”這三者的殘留量密切相關(guān),。胎牛血清殘留量、二甲基亞砜和內(nèi)毒素均與生產(chǎn)工藝密切相關(guān),。MSC制劑產(chǎn)品的細(xì)胞活率過低,、死細(xì)胞過多，這些死細(xì)胞及細(xì)胞碎片均可以引起發(fā)燒,。另外,，需要注意MSC采集時是否有微生物污染，以及在培養(yǎng)過程中引進(jìn)的外源性微生物污染,。微生物污染也是MSC制劑產(chǎn)品的高風(fēng)險因素,。
第五，異體MSC進(jìn)入體內(nèi)的代謝,。目前關(guān)于MSC在機體里的代謝動力學(xué)認(rèn)知均來源于動物實驗,。由于MSC具有趨化到損傷的組織器官部位的特性，那么MSC在健康機體和疾病機體兩種狀態(tài)下的代謝動力學(xué)是不大一樣的,。MSC來源也是一個影響因素,，比如骨髓MSC的細(xì)胞體積大于臍帶血MSC，導(dǎo)致骨髓MSC在肺部的滯留多于臍帶血MSC[24],。實驗動物的物種也會影響MSC的代謝動力學(xué),，比如沒有肺部損傷的狗，MSC在肺部停留的時間約1天[25],，但是MSC可在健康的大鼠肺部停留3天[26],；給予大鼠肺部放射性損傷后，MSC在肺部停留時間延長只7天[26],。有研究顯示MSC在肺部的滯留,，肺部環(huán)境能激活MSC表達(dá)TSG-6，有利于MSC發(fā)揮治療作用[27],。MSC經(jīng)過肺部后,，會隨時血液循環(huán)到達(dá)其他器官，比如肝,、腎,、脾[25]等。異體MSC在免疫系統(tǒng)健全的小鼠體內(nèi)的存活時間大約是22天，MSC在小鼠體內(nèi)的存活時間和小鼠的免疫細(xì)胞的缺陷程度成反比,，即MSC在NOD/SCID小鼠的存活時間zui長,，Nude裸鼠次之，正常健康小鼠zui短[28],。
第六,，適應(yīng)癥的選擇。由于MSC廣泛存在于人體,，那么人體出現(xiàn)的所有疾病,，是否都可以應(yīng)用MSC來治療？在clinicaltrials登記注冊的MSC臨床試驗（I-III期）的病種或適應(yīng)癥有數(shù)十種（見下圖3）,，其中不少已經(jīng)發(fā)表了臨床研究的結(jié)果,。那么MSC治療的適應(yīng)癥的選擇依據(jù)是什么？MSC的干細(xì)胞生物學(xué)功能決定了MSC的療效（治療方案也很重要）,，因此,，深入研究MSC的功能顯得非常重要。早期認(rèn)為MSC的分化功能適合用來治療某種疾病,，但是MSC的治療機理更可能在于分泌細(xì)胞因子[29-34],。但是目前還沒有數(shù)據(jù)或文章支持生物活性分子組合可以取代MSC來治療疾病,；而且MSC的一些優(yōu)點是生物活性分子所不具有的,，比如低免疫原性、趨化聚集到損傷的局部位置,、與組織器官的細(xì)胞與細(xì)胞間的交流（cell-cell crosstalk）等,。
 
 
圖3
 
        第七，何種情況適合自體MSC治療,。MSC存在于機體多個組織器官,，包括骨髓、脂肪,、胸腺,、外周血等。人體有年齡,，組織器官有年齡,，干細(xì)胞同樣有年齡。年齡大的MSC的增長速度明顯下降[35, 36],。年齡大的MSC在體外培養(yǎng)時,，細(xì)胞的胞體比年青的要大很多[36, 37]。而細(xì)胞胞體的增大與細(xì)胞衰老密切相關(guān)[38],。有證明表面衰老的MSC有三個方面的改變：品質(zhì)下降,、分化/再生能力衰減,、遷移能力減弱[39]。這部分內(nèi)容的詳細(xì)論述可參考本公眾號《病人自體干細(xì)胞有功能缺陷,，不適合自體移植治療》,。某種疾病的患者自身MSC會出現(xiàn)某種功能的缺陷（見下圖4），這些功能的缺陷是否嚴(yán)重到影響療效,，這依然需要進(jìn)一步的深入研究,。
 
 
圖4
 
 
總結(jié)：
雖然MSC已經(jīng)被一些國家批準(zhǔn)上市，安全性和有效性得到*和市場的認(rèn)可,；但是,，上市并不意味著對MSC研究的終止。MSC的迷人在于她總能給我們一些驚喜,，我們要做的就是研究這些驚喜背后的謎團,。