间充质干细胞在治疗肾脏疾病中的应用进展

摘要：间充质干细胞可以通过旁分泌各种细胞因子减轻炎性反应和恢复肾脏损伤，以及通过调控免疫细胞维持免疫稳态。临床前研究表明，间充质干细胞对急性肾损伤、糖尿病肾病、狼疮性肾炎及各种肾小球疾病动物模型均有明显的治疗效果。临床研究中也证明了间充质干细胞治疗人类肾病是安全、有效的。间充质干细胞疗法揭开了肾脏疾病领域新的生物治疗模式。

干细胞在再生医学展现的巨大治疗潜力获得了越来越多的关注，为各种炎性反应疾病和退行性病变提供了新的有效治疗方式。间充质干细胞是从各种组织分离的多能基质细胞，是干细胞的一个分支。MSCs能够通过多种方式如迁移至损伤部位、免疫抑制、抗氧化应激、促血管生成等特性发挥重要的作用。在肾脏疾病中，MSCs的研究也得到了越来越多的关注。本文总结了MSCs的作用机制及其在肾脏疾病的临床前研究及临床治疗方面的研究进展。

间充质干细胞的来源

干细胞根据其来源可分为：胚胎干细胞、诱导多能干细胞和成体干细胞。

MSCs是目前最受关注的成体干细胞，在骨髓、脂肪组织、胎盘、脐带、羊水、牙髓等不同部位都被分离出了MSCs，MSCs具有多种功能，包括分化能力、免疫调节和促血管生成，使它们成为肾脏疾病治疗的理想候选者。

间充质干细胞的作用机制

间充质干细胞的旁分泌作用：虽然最初提出MSCs可通过被诱导分化而参与组织的再生修复作用，然而这种方式非常低效，大量的研究证明MSCs的旁分泌作用是其主要的机制，MSCs的旁分泌作用主要通过在损伤部位分泌大量的生物活性细胞因子（主要包括抗炎因子、趋化因子、生长因子和细胞外囊泡）而发挥治疗作用。其他方面，MSCs分泌的血管内皮生长因子、造血生长因子对炎性反应损伤后的血管重塑至关重要。细胞外囊泡（EV）是MSCs衍生的膜封闭的颗粒，近期的研究发现在肾病的动物模型中，EV可以通过多种机制发挥作用 ，是治疗肾脏疾病的一个新思路。

间充质干细胞对免疫系统中的调控作用：MSCs对各种免疫细胞都有不同程度的影响。在固有免疫方面，MSCs分泌的细胞因子可以调控树突状细胞（DC）的成熟和迁移。MSCs还可以被活化的NK细胞分泌的干扰素γ（IＮ-γ）诱导释放IL-10、IＤO、PGE2等，抑制NK细胞的过度反应。MSCs对巨噬细胞的调控主要是诱导促炎型的M1型极化为抗炎型的M2型。在适应性免疫方面，MSCs主要是通过分泌抗炎因子TGF-β、IL-10、IDO等抑制T细胞向促炎型Th1、Th17分化，促进抗炎Treg细胞的分化。

间充质干细胞治疗肾脏疾病的基础和临床研究进展

间充质干细胞治疗急性肾损伤：急性肾损伤（AKl）指肾功能突然下降，导致尿素和其他含氮废物潴留以及细胞外液容量和电解质失调。AKl中肾小管的损伤主要是由缺血性和肾毒性引起的l氧化应激和炎性反应，不同来源的MSCs通过多种机制对AKl实现保护作用。在抑制炎性反应上，主要是通过提高旁分泌抗炎因子来减轻肾脏组织的损伤。

基于大量关于MSCs在AKl中的临床前证据，关于MSCs治疗AKl的临床试验也得到了开展（表1）。有研究开展了关于MSCs预防AKl的Ⅰ期临床试验，5例患有潜在肾脏疾病的患者在心脏大手术后，为预防AKl的发生，在肾主动脉输注了MSCs，患者肾功能在术后均未恶化。

而在另一项临床试验中，156例心脏手术后患有早期AKl的患者接受MSCs治疗后在肾损伤方面并没有观察到明显的恢复信号。当然这可能由于MSCs治疗效果不如预防效果或者被持续的肾损伤所掩盖。

2021年，美国研究团队在《干细胞转化医学》上发布了一项Ib期临床试验结果，初步证实新型离体使用的间充质干细胞产品(SBI-101)在严重急性肾损伤患者中的安全性和有效性。

这项研究表明，使用该间充质干细胞治疗产品后可引发免疫治疗反应，触发机体从组织损伤到组织修复的加速转换。这是一种潜在的生物给药范例，可以确保间充质干细胞的持续活性和免疫调节作用。

间充质干细胞治疗糖尿病肾病：糖尿病肾病（DN）是糖尿病患者最严重的并发症之一，也是导致终末期肾病的主要原因之一。免疫炎性反应是DN持续发展的驱动因素，炎性因子的释放促进巨噬细胞浸润肾小球和间质，与DN的恶化程度密切相关。有研究发现BM-MSCs可以通过激活转录因子EB来调节巨噬细胞的分化以抑制小鼠DN的进展。类似的研究结果也表明在DN大鼠中MfSCs可以减轻肾脏的巨噬细胞浸润，下调IL-6、ＭＣP-1、ＴＮF-α、IL-1β等炎性因子的分泌。除了聚焦于巨噬细胞外，T细胞也被认为在DN进展中扮演着重要的角色，研究表明在DN大鼠中，MSCs可以通过抑制DC的成熟来影响T细胞的增殖和活化，从而改善肾脏局部炎性反应和纤维化。

相较于大量的基础研究，目前只有少数临床试验报告了MSCs对于DN的安全性和治疗作用（表1）。一项针对DN的多中心RCT的临床试验采用MSCs相关产品———骨髓来源的间充质前体细胞（MPCs）进行治疗，入组的30例患者在12周随访中，MSCs组显示出更稳定的血浆清除率（mGFR）和肾小球滤过率（eGFR）。虽然没有表现出显著的治疗效果，但没有患者产生针对供体HLA的持续抗体和发生不良事件。

间充质干细胞治疗狼疮性肾炎：50%的系统性红斑狼疮（SLE）患者都会出现狼疮性肾炎（LN），多达10%的LN会进展为终末期肾病 。LN被视为一种典型的免疫复合物肾小球肾炎，其特征是针对核抗原的自身抗体导致肾脏受累。一项纳入28项动物实验的荟萃分析显示，在狼疮肾炎动物模型中，不同来源的MSCs的治疗都显著降低狼疮小鼠的ds-DNA、ANA、SCr、BUN、蛋白尿。MSCs治疗组的炎性因子IL-2、IL-12、IL-17和IFN-γ也较对照组有一定程度的降低 。不仅如此，MSCs相较于常规免疫抑制治疗也展现了更好的效果，在对照环磷酰胺（CTX）的研究中观察到，MSCs组较CTX治疗组能够更好地恢复肾功能，表现为MRL/lpr小鼠血清和尿肌酐水平正常化。 

基于动物实验取得的大量令人鼓舞的结果，MSCs治疗LN的临床试验也相应得到了开展（表1）。最早开展的LN临床试验选用BM-MSCs治疗4例难治性SLE青年患者，在12-18个月的随访期间，所有患者肾功能损伤均得到缓解，血清C3降低。有更大样本量的研究纳入了81例活动性和难治性LN患者进行BM-MSCs和UC-MSCs的治疗，在12个月的随访中，60.5%患者的肾脏炎性反应得到缓解。

在另一项临床试验中，50％患者的肾脏炎性反应在BM-MSCs治疗后的第4年得到完全缓解，仅5例患者（6％）死于非治疗相关事件，更进一步验证了MSCs的长期有效性和安全性。 

间充质干细胞治疗原发性肾小球疾病

肾小球肾炎（ＧＮ）常由各种病因诱发的自身免疫反应引起，是导致终末期肾病的常见原因。相较于AKl、DN、LN，MSCs在肾小球疾病的研究没有得到太多的关注，可能由于GN通常起病隐匿，治疗效果需要较长周期的验证，难以确定最佳治疗时机。 

MSCs治疗抗肾小球基底膜（anti-GBM）肾炎：肾小球肾炎中最严重和进展最快的病理类型是以肾小球新月体形成为主的抗肾小球基底膜肾炎，常会在短期进入终末期肾病。其主要机制是其针对基底膜Ⅳ型胶原蛋白α-3链的循环抗体与基底膜结合并引发炎性反应。有研究首先报道了hBM-MSCs在患有anti-GBM肾炎的Wistar-Kyoto大鼠发病早期的治疗作用，hBM-MSCs显著降低了anti-GBM肾炎大鼠的尿蛋白水平和血清肌酐水平，减少了肾小球新月体形成，其治疗机制可能与调控Th1/Th2和Th17／Treg细胞的平衡、抑制过度的免疫炎性反应有关。这些发现推动了转基因MSCs作为新的方式靶向治疗肾脏疾病。

MSCs治疗系膜增生性肾小球肾炎（MsPGN）：MsPGN是一种以系膜细胞增生及系膜基质增多为主要病理特征的肾炎，抗Thy1.1肾炎是最经典的MsPGN动物模型，通过注射抗Thy1.1单克隆抗体可特异性识别大鼠肾小球系膜细胞表面Thy1.1分子，进而导致补体依赖性系膜溶解和肾小球内炎性细胞浸润及明显的蛋白尿产生。

有研究表明通过肾动脉注射BM-MSCs可以显著改善Thy1肾炎的系膜细胞溶解，并降低蛋白尿的水平。在另一项研究中，胎膜来源的MSCs移植Thy1大鼠后抑制系膜细胞的增殖、巨噬细胞浸润分子的表达。系膜基质积聚以及细胞外基质相关分子的表达。 

MSCs治疗局灶节段性肾小球硬化（FSGS）：FSGS是由对足细胞有损伤的循环因子、药物、毒物所引起的肾小球疾病，主要的病理特征是弥漫或者阶段性的足突消失。有研究表明在肾小球疾病模型中BM-MSCs可以通过调节肾脏中的Th1向Th2细胞分化来实现对足细胞的保护。MSCs用于治疗肾小球肾炎的临床研究并不多，大多是一些病例报道。 

有研究报道了一例自体BM-MSCs治疗抗中性粒细胞胞质抗体（ACNA）相关肾血管炎的临床研究，一例73岁男性ACNA患者在经历利妥昔单抗治疗伴发严重的自身感染和标准免疫治疗无效后选择了自体BM-MSCs移植，12个月的随访中，患者在没有其他任何治疗方式干预的情况下达到了临床缓解。

另有报道一例13岁男孩在肾移植后出现了FSGS，鉴于免疫抑制剂治疗后的肾毒性作用所引起的肾小管萎缩和间质纤维化，患者接受了同种异体BM-MSCs移植，22个月的随访显示，循环免疫炎性因子减少并且无不良事件发生。当然，从这些单一的病例中尚不能得出多种MSCs对GN明确有效的结论，更多GN患者大型队列的建立将有助于MSCs在该领域临床研究的进展。

总结与展望

大量临床前研究都证实了MSCs在肾脏疾病具有保护作用，免疫调节被认为是一个很重要的治疗机制，包括抗炎、抗氧化和抗细胞凋亡的作用。目前的关键在于如何最大限度地发挥MSCs的治疗效果，迄今已经提出了几种提高MSCs治疗效率的方法，如预处理（生理、药物、物理）和基因修饰。经过一定方式预处理后的MSCs比常规的MSCs有着更好的治疗效果，如缺氧刺激后的MSCs在治疗Thy1肾炎中可以更加有效地减少肾小球细胞凋亡和炎性反应。

此外，MSCs的治疗时间点是一个关键，MSCs在大多数动物实验中都显示出了一定的疗效，但是大多数的治疗都是在疾病模型的早期开展的，而对MSCs长久的影响关注较少，有研究显示在动物模型的病情后期，MSCs向脂肪异常分化并发生纤维化，这可能是MSCs远期的不良影响。

在临床试验方面，尽管MSCs所取得的效果仍然存在争议，但MSCs的安全性和低致敏性得到了验证。还有一点需要考虑的是，在大多数肾病的治疗中常会联合免疫抑制剂和糖皮质激素，而在临床试验中发现标准剂量的免疫抑制剂和糖皮质激素会干扰MSCs功能，但不影响其免疫抑制特性 。所以在联合使用免疫抑制药物、糖皮质激素和MSCs之前，应考虑以上问题。 

除此之外，临床试验中还有许多关键问题尚待解决，包括确定最佳细胞类型、给药途径和时机，以及细胞剂量和次数。总之，如何更加有效地发挥MSCs的治疗作用还亟待于今后更多的研究。

主要参考资料： 杨蕴钊,石美涵,周诚,等.间充质干细胞在肾脏疾病治疗中的应用进展[J].基础医学与临床,2023,43(1):30-37.DOI:10.16352/j.issn.1001-6325.2023.01.0030.