骨髓间充质干细胞移植治疗慢性胰腺炎的研究进展

张利昉 叶蔚

慢性胰腺炎是各种病因引起的胰腺组织和功能不可逆改变的慢性炎症性疾病，以反复发作的上腹部疼痛和胰腺内、外分泌功能不全为主要临床表现。目前临床上仍缺乏对慢性胰腺炎的理想治疗方法。随着科技的进步，干细胞移植已成为医学研究热点之一，干细胞移植在慢性胰腺炎治疗的研究也越来越引起众多学者的重视，但因其技术方法尚未能令人完全信服，学术界对这类研究存在较大的争议。近年来，骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs） 在慢性胰腺炎治疗方面取得了显著成果[1-2]，细胞治疗有望成为治疗慢性胰腺炎的新方法之一。

1 BMSCs的生物学特性及应用

干细胞是一类具有自我更新和多向分化增殖能力的原始细胞,能产生表现型和基因型与自己完全相同的子细胞。1976年Friedenstein等[3]首次分离出来自骨髓的成纤维细胞样细胞集落，基于这些细胞的特征，将其命名为间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSC）。

1.1 BMSCs的生物学特性 （1）自我更新能力：MSC的一个最为显著的特性是自我更新能力[4]，这一特性使其在相当长的时间内能产生与自身完全相同的细胞。（2）多分化潜能：MSC在骨髓内保持着未分化特点，当有适当的信号存在下可分化为组成组织的功能细胞。研究表明BMSCs在合适的条件下具有分化为中胚层、外胚层和内胚层组织包括骨、肌肉、神经元、肝细胞以及皮肤、心肌细胞等组织的潜能，是目前备受关注的一类具有可塑性的成体干细胞[5]。（3）低免疫原性：MSC为贴壁生长细胞，可形成纤维样克隆，没有特异性标志[6]。（4）免疫调节功能：MSC对多种免疫细胞，如T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞、树突状细胞均具有免疫抑制作用[7]。

1.2 BMSCs的应用 BMSCs是中胚层发育的早期干细胞，是一种具有自我更新和分化能力的骨髓干细胞。其可以通过分化成不同的细胞系从而发挥增殖、免疫调节和抗炎的作用。近年来，BMSCs在某些疾病的临床和实验研究中取得了很大的进展。BMSCs在基因治疗领域起着重要的作用[8-12]，如在软骨和骨组织的修复、神经元的再生、心肌梗死后心肌细胞的再生、肝损伤后肝细胞的再生、皮肤损伤后的修复等方面都卓有成效，BMSCs在再生医学和组织工程中有良好的应用前景。

2 BMSCs治疗慢性胰腺炎可能的作用机制

BMSCs对不同种类的慢性胰腺炎动物模型均可起到治疗作用，在一定程度上改善胰腺纤维化，减少巨噬细胞浸润，减少促炎性细胞因子分泌。但这些修复过程的作用机制尚未明确，推测可能与以下几个方面有关[13-15]。（1）迁徙和归巢：同种异体或自体BMSCs注入慢性胰腺炎个体后，可通过迁徙和归巢聚集在受损胰腺组织，并可转化成胰腺“靶组织细胞”，如胰腺干细胞、导管细胞、腺泡细胞、胰岛（样）细胞等从而发挥修复作用。此外，BMSCs可进入受损胰腺的血管内皮，使小的循环通道得以修复，从而改善损伤细胞的营养状态，使细胞得以修复，从而修复损伤胰腺组织。（2）直接分化为胰腺干细胞：BMSCs具有分化为胰腺干细胞的潜能，还可通过旁/自分泌方式分泌多种生物活性分子（如干细胞特异性生长因子等）、拮抗炎症因子等，抑制胰腺星状细胞（pancreatic stellate cells，PSCs）的活化，从而起到促进组织修复、改善组织器官功能的作用。（3）免疫调节：BMSCs可通过发挥其免疫调节作用，抑制T淋巴细胞、细胞毒性T淋巴细胞和NK细胞等，从而减少组织坏死，增加常驻干细胞增殖，最终促进组织再生。

3 BMSCs治疗慢性胰腺炎研究进展

3.1 慢性胰腺炎的发病机制与治疗方法 慢性胰腺炎为多种病因导致的胰腺组织和功能不可逆改变的慢性炎症性疾病，其基本病理特征包括胰腺实质慢性炎症损害、间质纤维化、胰腺实质钙化、胰管扩张和胰管结石等改变，最终导致胰腺内、外分泌功能永久性丧失[16]。其本质是各种病理因素持续或反复作用于胰腺，PSCs被氧化应激刺激，转化成肌成纤维细胞样活化的PSCs，产生细胞外基质（ECM）、黏附分子和各种趋化因子，最终导致胰腺实质纤维化的过程[17]。

关于慢性胰腺炎的发病机制目前尚不十分清楚。刘锐等[18]将慢性胰腺炎的发病机制归纳为：（1）机体免疫系统的参与；（2）细胞因子的作用，包括生长因子的作用、炎症递质的作用及PSCs的活化。Manohar等[17]认为各种致病及损伤因素（胰管阻塞、胆结石、酒精、吸烟、遗传因素等）作用于胰腺，导致胰腺损伤，萎缩腺泡细胞激活释放促炎性细胞因子，这些促炎细胞因子进一步激活PSCs，最终导致慢性胰腺炎的发生。

目前慢性胰腺炎的治疗方法主要有外科手术治疗、内镜治疗和内科药物治疗[19]，但其治疗主要着眼于缓解慢性顽固性腹痛,解除胰管梗阻，改善胰腺内外分泌功能及并发症的控制,保护和改善残存的胰腺功能，临床效果并不理想。手术对慢性胰腺炎患者顽固性疼痛的缓解效果较好，但对内外分泌功能不全的效果欠佳，长期病死率仍较高。因此,寻找能够延迟或预防胰腺实质和功能损害的治疗慢性胰腺炎的新方法仍是今后研究工作的主要方向[20]。

3.2 BMSCs应用于慢性胰腺炎的研究进展 近年来，BMSCs在慢性胰腺炎的治疗中已有一定实验基础。江学良等[21]用自体骨髓回输治疗大鼠胰腺损伤模型，结果表明，在自然情况下MSC可出现在正常和损伤的胰腺组织中，但在损伤胰腺组织中的数量明显多于正常胰腺组织，说明组织损伤可以促进BMSCs的迁入，即病理损伤时，自体BMSCs可随血液循环到达损伤的胰腺并且转化为胰腺干细胞参与病理修复。Lin等[22]用BMSCs移植治疗雨蛙素诱导的小鼠慢性胰腺炎模型，结果表明BMSCs可以分化产生胶原细胞，这些胶原细胞可以填充纤维化胰腺，促进胰腺纤维化分化成肌成纤维细胞，从而有助于胰腺组织的病理修复。刘传江等[23]通过实验探讨BMSCs对大鼠慢性胰腺炎炎性因子的影响，假治疗组和模型组病理结果大致相同，可见胰腺小叶结构破坏，炎性细胞浸润广泛，间质纤维化比较严重；BMSCs治疗组炎性细胞浸润状况减轻，胶原沉积面积减小，间质纤维化状况有所改善。治疗组IL-1、IL-6、IL-8、转化生长因子-β（TGF-β）浓度较模型组及假治疗组明显降低，而IL-10、TNF-α表达水平则显著升高。表明对慢性胰腺炎个体输入BMSCs，其可以归巢定植到胰腺损伤部位，降低炎性因子水平，同时提高抗炎因子浓度，控制炎症的反复发生及进一步发展，减轻胰腺实质损伤，改善胰腺功能，减缓甚至阻断胰腺的纤维化。Marrache等[24]用BMSCs移植治疗小鼠慢性胰腺炎模型，并使用了绿色荧光蛋白（GFP）和γ染色体两种骨髓标记物进行标记。研究结果显示BMSCs体内迁移后可作用于PSCs群,表明该细胞通过促进PSCs参与慢性炎症相关的基质反应，从而起到抑制胰腺组织纤维化的作用。董育玮等[25]探讨骨髓干预对慢性胰腺炎大鼠病情的影响，结果表明BMSCs移植组外周血和骨髓有核细胞数量明显增多，且 CD29＋、CD44＋、CD45-细胞比例显著高于未移植组，表明BMSCs功能状态与慢性胰腺炎病情相关，BMSCs能在慢性胰腺炎时发挥保护作用促进损伤修复。Lazebnik等[26]将BMSCs植入慢性胰腺炎动物模型中，探讨得出了移植细胞最佳剂量和作用时间长短，为BMSCs进行临床研究提供了理论基础。

BMSCs治疗胰腺疾病的临床试验中不乏成功的报道。Jung等[27]给急性胰腺炎患者输注BMSCs，结果表明BMSCs可以调控胰腺细胞死亡、炎症免疫反应和组织再生，用BMSCs治疗急性胰腺炎是有效的。李亚红等[28]采用局部放疗联合自体干细胞移植支持下的大剂量化疗治疗手术无法切除的胰腺癌，取得了较好的疗效。但是，由于目前国内外对BMSCs的研究尚不成熟，存在着许多盲点，BMSCs治疗慢性胰腺炎的临床研究比较欠缺，BMSCs应用于慢性胰腺炎的临床治疗尚有许多问题需要解决。

3.3 BMSCs移植存在的问题 （1）目前所熟知的MSC生物学特性均是体外培养状态下,而对原始状态MSC的生物学功能却知之甚少。（2）BMSCs移植的安全性问题：目前BMSCs移植治疗慢性胰腺炎仍局限于动物实验阶段，但是其后续开展临床试验和治疗的主体主要是人类，所以移植的安全性也是必须考虑的。研究表明干细胞移植后多因素的内皮功能失衡能够导致血栓性微血管病[29]。此外，BMSCs的自我更新和增殖潜能有类似于肿瘤细胞的特征[30]，是否存在致瘤性的可能是移植安全性的一大隐患。（3）BMSCs移植的途径、时间和数量还没有统一的标准；移植后潜在的不良反应对治疗效果的影响等。这些问题制约着BMSCs移植在慢性胰腺炎的临床研究或治疗的开展。

4 前景与展望

慢性胰腺炎的具体发病机制至今尚未阐明。如今，干细胞及干细胞研发的制剂被广泛应用于某些疾病的治疗中，其中部分学者证实BMSCs对治疗慢性胰腺炎拥有广阔的临床应用前景，但是目前BMSCs移植治疗慢性胰腺炎的研究局限于动物模型阶段，要真正应用于临床研究或治疗仍需要进一步深入研究其作用机制及其带来的不良反应，尚有诸多难题需要解决，如：（1）进一步深入研究BMSCs移植治疗慢性胰腺炎的作用机制；（2）如何确定移植细胞的质量及移植剂量；（3）如何确定细胞移植的位点及最佳移植途径；（4）如何进一步规范手术适应证、禁忌证、安全及疗效评价系统。BMSCs对慢性胰腺炎的治疗虽然已经显示了较大的潜能，但是要真正应用于临床仍需经过一段长时间的探索。但是随着干细胞研究技术的不断进步，随着对BMSCs治疗慢性胰腺炎的作用机制的不断深入，我们将进一步认识BMSCs在替代治疗中的利弊，并最终为BMSCs应用于临床治疗慢性胰腺炎提供依据，从而为慢性胰腺炎开发出安全有效的新型治疗方法。

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