间充质干细胞治疗系统性硬化症研究进展①

窦晶莉 王永福

(包头医学院第一附属医院风湿免疫科,包头014010)

间充质干细胞治疗系统性硬化症研究进展①

窦晶莉 王永福

(包头医学院第一附属医院风湿免疫科,包头014010)

系统性硬化症(Systemic sclerosis，SSc)是一种以炎症、血管病变、纤维化为特点的慢性自身免疫性疾病。临床表现主要以皮肤紧硬和雷诺现象为主，随着病程的进展会出现胃肠功能紊乱及心肺功能不全等相关并发症。由于病因复杂，尚无有效的治疗方法，在自身免疫性疾病中致残率和死亡率都较高。近年来，随着对SSc认识的提升，SSc发病机制及治疗方法都有了长足的进展，特别是在间充质干细胞治疗SSc方面，具有可观的前景。

1 SSc的发病机制及治疗现状

1.1 SSc发病机制 SSc是一种以细胞外基质过度沉积于皮肤及内脏器官为特点的慢性全身性结缔组织病。基因易感性和外界环境的刺激等因素常会导致以下三方面的紊乱：血管病变(雷诺现象、指尖溃疡、硬皮病肾危象及肺动脉高压)；纤维化(皮肤和肺纤维化)；免疫系统紊乱(自身抗体的产生和淋巴细胞的异常激活)，其中免疫系统紊乱是导致血管病变和组织纤维化的重要因素。三者相互影响、相互作用共同促进了SSc的病程进展，但他们之间具体作用机制尚不清楚。

自身免疫系统紊乱被认为是SSc发病的关键所在，大量证据证实，免疫系统紊乱主要体现在T细胞的异常活化及B细胞内稳态失调。一方面，在SSc患者的循环系统和受累脏器中可以检测到T细胞的克隆扩增[1]，同时，激活的T细胞所产生的细胞因子参与调节成纤维细胞的激活及其所介导的细胞外基质的产生[2]。另一方面，研究发现，B细胞参与SSc自身抗体的产生和纤维化的过程，据悉在硬皮病患者中20%的患者B细胞CD19表达增加[3]，记忆B细胞中CD80和CD86的表达增加，表明这些细胞被长期激活[4]。研究发现，B细胞的耗竭剂可以抑制皮肤纤维化，然而对已经纤维化的皮肤没有效果[5]。

1.2 SSc的治疗现状 目前，对于SSc并没有特效的治疗方法，临床上主要以免疫异常、血管病变和纤维化为基础进行治疗，方法如下，免疫异常：治疗SSc的抗炎和免疫抑制的药物并没有太多的临床研究，但这些药物却被广泛用于治疗SSc，特别是用于疾病早期病情严重的患者。这些药物包括糖皮质激素、甲氨蝶呤、环孢素A、吗替麦考酚酯、硫唑嘌呤等。血管病变：针对SSc血管病变的药物主要是血管活性药物如：硝酸甘油、钙离子拮抗剂、前列环素、血管紧张素转化酶抑制剂以及内皮素受体拮抗剂(波生坦、安贝生坦)、磷酸二酯酶抑制剂(西地那非、伐地那非)等，主要通过扩张血管，增加外周循环血量，以此减少缺血缺氧所致的血管损伤[6-8]。纤维化：皮肤及内脏器官的纤维化是SSc最具特征性的表现，也是影响患者生存质量和寿命的关键所在。目前抗纤维化的药物主要有他汀类药物、干扰素、D-青霉胺、松弛素等。随着研究的深入，也相继出现了一些新的治疗策略：如：TGF-β/Smad抑制剂(SB-431542、SB-525334)，在体外可以通过抑制Ⅰ型受体(TGFRI)和ALK5 介导的Smad2/3磷酸化，改善肺脏、肾脏以及血管的纤维化[9]。此外，PDGF受体酪氨酸激酶抑制剂(伊马替尼、达沙替尼)和吡非尼酮也可以改善SSc所致的纤维化[10,11]。

虽然，治疗SSc的药物多种多样，但针对这些药物有限的治疗效果和较多的不良反应，我们迫切需要寻找更好的治疗方法，其中MSCs由于其特有的生物学特性，尤其是其强有力的免疫抑制能力，被认为是治疗SSc最具潜力的方法。

2 间充质干细胞及免疫调节机制

2.1 间充质干细胞的生物学特性 间充质干细胞(Mesenchymal stem cells ，MSCs)是来源于中胚层的具有高度自我更新和多向分化潜能的成体干细胞。1974年，Friedenstein等[12]首次发现了一类具有生成成骨潜能的与成纤维细胞相似的非造血干细胞。直到1991年，Caplan等[13]才给这类细胞起名为MSCs。MSCs具有向多种组织细胞分化的潜能(如骨骼肌细胞、脂肪细胞、成骨细胞、神经细胞等)[14]，在组织损伤修复过程中起着关键的作用。随着研究的进一步深入，人们发现：相比于骨髓造血干细胞，MSCs还具有低免疫原性，主要体现在MSCs表面低表达 MHC-Ⅱ分子和其他共刺激分子，使受体与配体结合受阻，导致免疫耐受，这为MSCs同种异体移植治疗自身免疫性疾病提供了有利的条件。

2.2 间充质干细胞对SSc可能的免疫调节机制 T淋巴细胞是适应性免疫应答中的核心因素，不但可以介导细胞免疫，在体液免疫中也发挥着重要的辅助作用。T细胞主要通过活化、增殖、分化成效应T细胞，进而完成对抗原的清除和免疫应答的调节。研究发现，MSCs对细胞免疫应答的调节主要通过细胞与细胞间的接触以及分泌多种可溶性细胞因子来实现，对免疫应答各个阶段都具有调节功能[15]。在T细胞活化阶段，MSCs可以抑制丝裂原(PHA)诱导的活化T细胞表面标志早期激活的分子CD25、CD69的表达[16]；在T细胞增殖和分化阶段，MSCs可以通过抑制细胞周期蛋白D2的表达，使T细胞处于细胞周期的G0/G1期[17]，抑制T细胞的增殖；更重要的是，MSCs可以分泌多种可溶性的细胞因子，如:TGF-β、肝细胞生长因子(HGF)、NO、吲哚胺2，3双加氧酶(IDO)、前列腺素E2(PGE2)[15]，不同种类的细胞因子通过不同的途径来抑制T细胞的增殖、分化。例如：TGF-β可以诱导初始CD4+T细胞分化为Treg细胞[18]。①PGE2可以通过PD1/PD-L1通路以及促进IL-10、IL-4等细胞因子的分泌达到抑制T淋巴细胞增殖的效应[19]。②IDO是一种催化色氨酸向犬尿酸转化的酶，抑制T细胞增殖主要机制是色氨酸的耗竭以及犬尿氨酸的积累[20]。实验研究也证实，在MSCs存在的情况下，加入外源性的色氨酸可以恢复T淋巴细胞的增殖[21]，在不含MSCs的情况下，加入犬尿氨酸可以抑制T细胞的增殖[22]。此外，MSCs还可以抑制TH0分化为TH17。在效应阶段，MSCs可以使TH1分泌INF-γ的含量降低以及TH2分泌的IL-4含量升高，而且MSCs可以抑制IL-17、IL-22、IFN-γ、TNF-α等促炎因子的分泌[23]。Maria等[24,25]发现，应用MSCs治疗HOCL诱导的硬皮病小鼠后，其皮肤和肺组织中T细胞的增殖水平及促炎性细胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6)的含量明显降低；同时，相关纤维化指标,如Col1、Col3、Tgfb1、aSma的含量也减少。此外，体内外研究显示，IL-17可以激活成纤维细胞，促进胶原纤维的生成[26]；注射抗IL-6受体的单克隆抗体可以改善硬皮病小鼠的纤维化症状[27]，这提示MSCs可能通过抑制IL-17、IL-6等促纤维化细胞因子的生成而抑制硬皮病小鼠皮肤及肺脏的纤维化。

对于MSCs调节B细胞的研究较少，目前数据显示[28]，MSCs可以通过将B细胞周期阻滞在G0/G1期，抑制B细胞的增殖，但不能通过诱导细胞凋亡实现；MSCs与B细胞共培养时可以减少免疫球蛋白IgM、IgA、IgG的生成[29]。此外，MSCs可以抑制B细胞表面趋化因子受体CXCR4、CXCR5、CCR7的表达，从而使B细胞向外周淋巴器官归巢受阻[30]。更重要的是，PD-1/PD-1L通路也参与抑制B细胞增殖的过程。近期研究显示，MSCs对于B细胞的抑制作用是通过T细胞所介导的[31]。除此之外，MSCs还可以抑制树突状细胞的分化、成熟和激活[32]。研究显示，MSCs可以抑制CD14+单核细胞分化成初始树突状细胞[33]，还可以通过减少细胞表面分子HLA-DR、CD1a、CD80、CD83的表达抑制树突状细胞的成熟[34]。最新实验发现，MSCs可以抑制SSc小鼠血清中B细胞的活化及抗-scl70 抗体的产生[35]。

3 间充质干细胞在治疗SSc中的研究

近几年，骨髓造血干细胞治疗SSc已经取得了不错的成果，MSCs作为干细胞的一员，不但具有造血干细胞强大的组织修复功能和多向分化潜能，而且具有低免疫原性和免疫抑制能力，从患者接受程度及费用方面都占有优势，无疑是治疗SSc最具潜力的细胞治疗方法。动物研究发现，经MSCs治疗后的硬皮病小鼠，其皮肤和肺组织的纤维化程度得到缓解，血清中特异性抗体的含量减少[24]。同时，一些小规模的临床试验也发现：SSc患者在接受同种异体MSCs静脉治疗后手指溃疡和皮肤纤维化得到改善，皮肤mRSS评分降低[36,37]。此外，MSCs可以释放血管形成因子，甚至可以分化成内皮细胞促进组织周围血管生成。研究显示[38]，在MSCs治疗后，SSc患者的血管造影和组织学中都可以发现有新生血管形成的迹象。

总之，在过去的几十年里，通过对SSc发病机制的深入理解，越来越多的治疗策略被研发和应用到SSc中，也取得了可观的成果，尤其是MSCs的发现，将有望成为治疗效果好而且副作用少的理想治疗方法。但由于SSc的个体差异性大，不确定因素多，目前为止治疗SSc仍具有很大的挑战性，我们需要更全面的科研研究和临床试验来发现和验证相关的治疗方法及其疗效，避免对新的治疗方法盲目追随。

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[收稿2016-08-08 修回2016-08-26]

(编辑 许四平)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.05.033

①本文受内蒙古自然科学基金项目(2016MS08109)。

窦晶莉(1989年-)，女，在读硕士，主要从事系统性硬化症的发病机制，临床表现及其间充质干细胞的治疗等方面的研究，E-mail：995216109@qq.com。

及指导教师：王永福(1968年-)，男，博士，主任医师，教授，主要从事风湿免疫疾病发病机制及临床诊治方法等方面的研究，E-mail：wyf5168@hotmail.com。

R593.2

A

1000-484X(2017)05-0784-04