综述:间充质干细胞(MSCs)作为脓毒症治疗手段的研究现状

时间:2025年5月16日
来源:Stem Cell Research & Therapy

编辑推荐:

脓毒症致死率高,现有疗法有限。间充质干细胞(MSCs)因具抗炎、免疫调节及抗菌特性成潜在疗法。本文综述其治疗脓毒症的优势及临床试验进展,指出现有研究显示安全但疗效不一,需进一步统一细胞来源、剂量等标准以推动临床转化。

广告
   X   

脓毒症是全球范围内导致 morbidity 和 mortality 的主要疾病之一,其核心特征为失控的免疫和炎症反应,可引发危及生命的器官功能障碍。目前治疗依赖抗生素、液体复苏等支持手段,但缺乏特效药物,临床需求迫切。

间充质干细胞(MSCs)的生物学特性与治疗潜力


MSCs 是一类非造血多能成体干细胞,可分化为中胚层、内胚层及外胚层细胞,表达 CD105、CD90、CD73 等表面标志物,不表达造血相关抗原。其关键特性包括:

  • 抗炎作用:通过肿瘤坏死因子受体(TNFR)、 toll 样受体 3(TLR3)等感知炎症信号,分泌转化生长因子 β(TGF-β)、白细胞介素 - 10(IL-10)、肿瘤坏死因子刺激基因 - 6(TSG-6)、前列腺素 E2(PGE2)等细胞因子,抑制促炎介质释放,诱导巨噬细胞向抗炎型 M2 表型极化。例如,IL-10 可通过 JAK/STAT 通路抑制促炎介质,IL-6 则兼具促炎与抗炎双重作用,近年研究更关注其抗炎特性。
  • 免疫调节功能:调控固有免疫与适应性免疫细胞。抑制树突状细胞(DCs)成熟及抗原呈递,减少自然杀伤细胞(NK 细胞)增殖与细胞毒性,调节 B 细胞增殖与抗体分泌(作用因微环境而异),诱导调节性 T 细胞(Treg)生成并抑制 CD4⁺辅助性 T 细胞(Th 细胞)、CD8⁺细胞毒性 T 细胞(CTLs)。
  • 抗菌特性:表达吲哚胺 2,3 - 双加氧酶(IDO)、白细胞介素 - 17(IL-17),分泌人 β- 防御素 - 2、脂钙素 - 2、LL-37、铁调素等抗菌肽(AMPs),直接破坏细菌细胞膜或通过调节免疫细胞清除病原体,对革兰氏阳性及阴性菌均有抑制作用。

临床试验现状与异质性分析


截至目前,针对脓毒症的 MSC 临床试验共包括 7 项已完成、3 项正在进行及 1 项状态未知的研究,主要结果如下:

  • 安全性:所有试验均未报告严重不良事件,证实 MSCs 治疗脓毒症的安全性。
  • 疗效差异
    • 阳性结果:RuMCeSS 试验显示,骨髓来源 MSCs 可改善脓毒性休克患者的序贯器官衰竭评估(SOFA)评分及 28 天生存率;CISS 试验表明,骨髓来源 MSCs 可降低促炎细胞因子(IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8 等)水平;脐带来源 MSCs 单剂量递增试验显示,可降低严重脓毒症患者 IL-6、IL-8 及 C 反应蛋白(CRP)水平。
    • 中性或阴性结果:CELLULA 试验中,高剂量脂肪来源 MSCs(400 万细胞 /kg)在健康受试者内毒素血症模型中引发混合炎症反应;SEPCELL 试验显示,脂肪来源 MSCs 对严重细菌性肺炎合并脓毒症患者无显著疗效;AMETHYST 试验仅证实基因增强 MSCs(GEM00220)的安全性,疗效数据待公布。

  • 方法学异质性
    • 细胞来源:包括骨髓、脐带、脂肪等,不同来源 MSCs 在增殖能力、分泌因子谱等方面存在差异。例如,脂肪来源 MSCs 增殖能力较强,骨髓来源 MSCs 在成骨 / 软骨分化及分泌干细胞因子 - 1 等方面更具优势。
    • 制备工艺:培养代数(3 代至 16 代不等)、新鲜或冷冻保存(冷冻保存更利于临床应用,但长期培养可能导致细胞衰老)、 viability(80% - 95%)等参数缺乏统一标准。
    • 剂量与给药方式:剂量范围从 25 万细胞 /kg 至 3 亿细胞,给药途径包括静脉注射、中心静脉注射,部分试验采用单次给药,另一些则为多次注射。


挑战与未来方向


尽管 MSCs 展现出治疗潜力,但其临床转化仍面临以下挑战:

  • 标准化问题:细胞来源、制备工艺(如培养条件、冷冻保存技术)、剂量及给药方案缺乏共识,导致试验结果难以比较。例如,新鲜与冷冻保存 MSCs 的疗效差异尚无定论,多数研究显示两者无显著差异,但需进一步验证。
  • 机制复杂性:MSCs 的作用依赖于与宿主微环境的动态互作,脓毒症病因(如肺炎、尿路感染等)及阶段(急性 vs. 慢性)的差异可能影响治疗效果,而现有试验未充分分层分析。
  • 长期安全性:现有随访数据最长仅 90 天,虽非脓毒症相关研究显示 MSCs 在长达 5 - 10 年的随访中未发现严重不良反应,但脓毒症患者长期预后仍需验证。

未来研究需聚焦于:

  • 开展多中心、大样本随机对照试验,明确不同来源 MSCs 的最佳适用场景。
  • 优化细胞制备工艺,建立质量控制标准,探索冷冻保存与快速复苏技术以适应临床紧急需求。
  • 深入解析 MSCs 与脓毒症免疫微环境的互作机制,开发预测疗效的生物标志物,实现个体化治疗。

结论


MSCs 凭借其抗炎、免疫调节及抗菌特性,为脓毒症治疗提供了新方向。现有临床试验证实其安全性,但疗效的异质性提示需解决标准化问题。通过严谨的临床研究与工艺优化,MSCs 有望成为首个针对脓毒症免疫失调的生物疗法,推动 “从 bench 到 bedside” 的转化。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有