间充质干细胞疗法治疗银屑病关节炎的应用进展

张辉 董博 袁普卫 刘德玉 康武林

银屑病关节炎 (psoriatic arthritis，PsA) 是一种慢性免疫介导的炎症性疾病，其特征是关节肿胀、压痛、附着点炎和指关节炎，会导致身体功能受损或长期残疾[1]。目前已知的病因包括环境因素、遗传因素、免疫因素[2]。鉴于免疫因素是 PsA 的重要致病因素，以及针对性治疗的可实现性，免疫系统的重建对于 PsA 的治疗以及病情延缓甚至逆转具有重要意义。目前临床中应用的方法多为缓解症状，对于关节破坏的进程并没有显著影响。间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC) 具有强大的分化能力以及免疫学特性，已经被证明具有较好的抗炎效果和免疫抑制能力[3]。笔者就 MSC 免疫调节途径治疗 PsA 进行探究，同时对临床应用的最新进展作一综述。

一、MSC 疗法

MSC 是一种具有干细胞特性和免疫调节作用的特殊细胞，广泛来源于异体或者自体的骨髓、脂肪组织、脐带、胎盘和牙髓等多处[4]。其具备分化为骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等多种细胞的强大能力，同时能够促进血管生成、防止细胞凋亡、抑制炎症反应和调节细胞外基质动态，可以在组织或细胞受损后，通过免疫调节的方式来控制整个组织的再生过程[5-6]。研究表明 MSC 诱导的免疫耐受性，对于异体 MSC 不仅没有被排斥，而且它们较好地保留了分化的能力[7]。MSC 的上述特性使其目前被广泛地应用于治疗炎症性、组织的修复与再生和免疫性疾病中，如系统性红斑狼疮 (systemic lupus erythematosus，SLE)、移植物抗宿主病 (graft-versus-host disease，GVHD)、克罗恩病、多发性硬化 (multiple sclerosis，MS)、1 型糖尿病等[8]。

二、PsA 的免疫性发病机制

树突状细胞 (dendritic cell，DC) 是固有免疫细胞的一种，被认为是 PsA 的重要致病因素[9]。DC 作为第一道免疫防线，具有强大的抗原提呈能力，在识别到危险信号后 DC 会释放抗菌肽、趋化因子和细胞因子等[10]，并且通过 Toll 样受体 (toll like receptor，TLR) 的表达促进炎性反应[11]。研究发现银屑病患者外周血中的 DC 相较于健康人群浓度明显降低，并且 DC 亚群的表型不成熟。而未成熟的 DC 会产生高水平的干扰素-α (interferon α，IFN-α) 和肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor α，TNF-α)，IFN-α 能促进局部的 DC 活化，TNF-α 则在适应性免疫过程中发挥重要作用[12]。同时 DC 是将固有免疫和适应性免疫连接起来的重要桥梁，其将抗原呈递给适应性免疫系统的细胞，从而导致 T 细胞亚群的分化和扩增[13]。

适应性免疫方面，T 细胞释放的细胞因子在 PsA 的发病中具有重要作用。CD4+T 细胞在皮肤和关节中明显升高，而在附着点中的 CD8+T 细胞水平则更高[14]。Leijten等[15]发现 PsA 患者的关节及关节滑液中 CD8+T 细胞和CD4+T 细胞大量存在。而类似的研究结果显示，CD8+T细胞在 PsA 患者体内出现大规模的扩增[16]。这些都被认为T 淋巴细胞在 PsA 的疾病过程中广泛参与。

TNF-α 以及白介素 (interleukin，IL)-23/IL-17 轴被认为是 PsA 的致病核心[17]。TNF-α 导致浆细胞分化产生IL-23，并且使得 DC 募集[18]。而 IL-23 则主要由 DC 产生[19]，由辅助性 T 细胞 (T helper，Th) 17 亚群扩增和维持，Th17 淋巴细胞转录因子视黄酸受体相关孤儿受体-γt(related orphan receptor-γt，ROR-γt) 的表达会产生细胞因子 IL-17[20]。其中 IL-17A 被普遍认为是 IL-17 特征最好的成员[21]。IL-17A 在 PsA 致病过程中的主要作用机制为：(1) 骨重塑，通过上调成骨细胞表达的核因子 κb(nuclear factor κb，NF-κb) 配体的受体激活因子 (receptor activator of NF-κB ligand，RANKL) 和抑制 Wnt 信号，从而抑制成骨细胞活性[22]，导致破骨细胞活化和骨破坏的发生[23]，同时抑制成骨细胞的增殖[24]；(2) 增强炎症反应，IL-17 使得银屑病关节患者的炎性反应放大[25]，同时促进血管生成，增加血流量，并增加炎症细胞流入已经存在炎性反应的关节[26]。此外，IL-23/ IL-17 轴的激活会促进粒细胞集落刺激因子、粒细胞巨噬细胞刺激因子和趋化因子的产生，促进中性粒细胞的募集和迁移到关节组织[27]；使滑膜成纤维细胞和巨噬细胞进一步产生炎症细胞因子，如IL-1b、IL-6 和 TNF-α；并最终导致骨软骨破坏[28]。有学者在 PsA 患者的滑膜组织发现有较高水平的 IL-23、IL-17A及其受体存在[29]。另一项研究发现 PsA 患者较健康人群血清中 IL-23 和 IL-12 的共享亚基 p40 蛋白水平明显升高，并且同 TNF-α 表现出正相关的特点[30]。

三、PsA 的治疗现状

目前 PsA 的治疗选择较为多样。抗风湿类药物 (diseasemodifying anti-rheumatic drug，DMARD) 依然是 PsA 的首选用药，同时非甾体抗炎药 (nonsteroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs) 和糖皮质激素对于症状的缓解也具备一定的效果。随着生物制剂研究的不断深入，也为 PsA 的临床治疗增加了一种选择。

现阶段的 DMARD 主要有氨甲蝶呤 (methotrexate，MTX)、柳氮磺吡啶、来氟米特和环孢素，MTX 是最常见的 DMARD，低剂量的 MTX 被认为是 PsA 的一线用药[31]。它通过刺激腺苷，使其释放增强，达到抑制炎症的目的[32]。对于 PsA 的治疗而言，能够缓解症状、减轻疾病活动度和预防疾病进展[33]，并且不会增加 PsA 的常见并发症——糖尿病的患病风险[34]。有研究发现 MTX 与磺胺嘧啶或 MTX 与环孢素联合使用的治疗效果可能会优于单独使用[35]。但有学者认为，MTX 单独使用和联合其它疗法的有效性并没有明显差异[36]。MTX 在临床应用中的主要风险为肝毒性，易引发肝硬化甚至肝细胞癌[37]，这在一定程度上增加了临床管理的难度。

NSAIDs 在治疗 PsA 方面被作为症状药，主要用于轻度的外周关节炎、末端炎和手指炎，但在预防关节破坏进展方面作用较小[38]。糖皮质激素存在停药后有复发风险等诸多问题，因此相关指南建议在病情需要时最短时间内使用最低剂量[39]。

现阶段主要的生物抑制剂主要有 TNF-α 抑制剂、IL-17抑制剂、Janus 激酶 (janus kinase，JAK) 抑制剂。TNF-α 抑制剂目前在欧洲被用作 PsA 的一线生物制剂[40]。常见的TNF-α 抑制剂有 5 种，分别为阿达木单抗、伊那西普、戈利单抗、英利昔单抗、培塞利珠单抗。一项针对除培塞利珠单抗之外的 4 种抑制剂差异性研究发现：4 种药物对于PsA 的有效性不存在明显差异；6 个月内治疗持续性没有显著的差异，但 6 个月后英利昔单抗明显低于其它 3 种。并且联合使用 DMARD 对于改善治疗并没有明显的效果[41]。也有研究显示，TNF-α 抑制剂对于疼痛症状缓解作用较弱，并不能降低阿片类药物的用量[42]。目前国内用于治疗PsA 的 IL-17 抑制剂主要为司库奇尤和伊奇珠两种，它们对于 PsA 的治疗具有良好的表现。由于 IL-17 单抗对于心脑血管系统存在不错的治疗效果，因此被推荐用于合并有心脑血管疾病的患者[43]。赛库单抗和乌司奴单抗是 IL-23 抑制剂，赛库单抗具备良好的耐受性，感染的风险不高[44]，乌司奴单抗则被用于 PsA 晚期发展阶段。IL-12/23 抑制剂为古西单抗，其对于改善疼痛和改善睡眠质量具有良好的效果[45]。乌达西替尼是一种 JAK1 抑制剂，改善附着点炎和指端炎的效果良好，对免疫功能并不会产生较大的不良影响，被证实存在不错的安全性和可耐受性[46]。不过有学者认为生物疗法虽然能够控制非关节症状，较好地减缓运动系统中破坏性过程的进展，但并不能改变已经存在的关节系统的病变，也不会抑制骨形成过程[47]。

四、MSC 治疗 PsA 的基础研究

1.免疫调节：MSC 通过产生趋化因子和细胞因子 (如IL-6、IL-12 和 IL-15)，在慢性炎症中具有积极作用[48]。并且在治疗炎症性疾病时通过调节炎症可以促进组织再生[49]。MSC 能够使巨噬细胞由增强炎症反应的 M1 向促进表达抗炎作用的 M2 极化[50]。来自芬兰的一项研究发现，MSC 及其来源的细胞外囊泡 (extracellular vesicle，EV) 通过抑制 IL-22 和 IL-23 的产生来增强巨噬细胞的抗炎能力，且能够增加具有免疫特性的前列腺素 E2(prostaglandin E2，PGE2) 的产生[51]。

2.调节 T 细胞：MSC 促进 T 细胞分化或诱导具有免疫抑制功能的调节性 T 细胞 (regulatory T cell，Treg) 产生[52]。Treg 能够产生抗炎细胞因子，如转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β) 和 IL-10，并具有耐受性[53]。就现阶段研究而言，MSC 对 PsA 的关键免疫因子 Th17 的调节主要通过两种途径。第一，分泌的抗炎因子 IL-10 不仅抑制 CD4+T 细胞分化为 Th17 细胞，而且能够抑制 DC 介导的 Th17 分化[54]。第二，产生的IL-6 会降低 Th17 细胞的频率，并抑制 IL-17 和 IL-22 的产生[55]。当然，MSC 通过分泌一氧化氮[56]、肝细胞生长因子 (hepatocyte growth factor，HGF)[57]等也会对 T 细胞的增殖产生抑制作用。Vellasamy 等[58]研究发现 MSC 并不会诱导 T 细胞凋亡，而是抑制 T 细胞活化，使其处于 G0/ G1期，丧失 S 期 T 细胞存在的免疫功能。一项来自 Minhwa的体外实验发现：扁桃体来源的间充质干细胞能够有效抑制原始 T 细胞向 Th17 细胞的分化，使得 RANKL 的表达降低，从而抑制破骨细胞的生成，改善骨破坏的发生[59]。Ghannam 等[60]证实 MSC 能够将促炎性 T 细胞转化为抗炎，同时可以特异性诱导 FOXP3 转录物的表达，实现免疫调节的作用。

3.调节 DC 细胞：MSC 可以抑制 DC 的分化、成熟和活化并损害其抗原提呈能力。已经证实 MSC 通过分泌IL-6，增强 MHC-Ⅱ 类分子——HLA-DR，抑制单核细胞和 CD1a、CD4 等分子的表达来影响 DC 的分化[61-62]。MSC还可下调 DC 中 CD80、CD86 和 IL-12 的表达，从而抑制DC 的成熟和激活[63]。MSC 通过抑制 CCR7 和 CD38 的表达，从而阻止 DC 向淋巴结中的回流[64]，这导致幼稚 T 细胞的启动受损[65]。MSC 通过下调炎症因子 TNF-α、IL-12 和上调抗炎因子，将细胞因子分泌从促炎性转向抗炎性[66]。

五、MSC 治疗 PsA 的临床研究

1 例有两年半关节症状史的 PsA 患者在陆续接受NSAIDs、糖皮质激素 (泼尼松)、MTX 以及 TNF-α 抑制剂未收到明显效果后改用人脐带来源的 MSC 治疗，初次给予 200 000 个细胞，静脉注射。注射后 1 周皮肤症状开始缓解，关节疼痛减轻。初次治疗后 2 个月据不完整的实验室检查显示：红细胞沉降率 (erythrocyte sedimentation rate，ESR) 变为 85，C 反应蛋白 (C-reactive protein，CRP)和类风因子增加 1 倍。治疗后3 个月再次接受静脉注射和关节注射 5×107脐带血干细胞 (cord blood stem cell，CBSC)，频次为每月1 次，共3 次。此次治疗结束后患者皮肤症状基本消失，ESR 及 CRP 指标回到正常范围，治疗后 18 个月虽略高于正常值，但较治疗前降低明显。治疗期间出现的不良反应是为期2 天的轻度发热和肌肉、关节疼痛[67]。

1 例使用自体脂肪 MSC 的 PsA 患者的病例报道显示，该患者共接受了2 次治疗，给药方式为静脉注射，间隔40 天，最后一次治疗结束后银屑病面积与严重程度指数较治疗前降低了 12.7，但关节疼痛没有显著缓解，治疗后10 个月使用依那西普治疗后各种症状明显改善，可以进行体育锻炼。遗憾的是2 年后确诊肺结核后症状复发[68]。

就现有的报道而言，使用 MSC 治疗 PsA 的临床治疗效果优于其它疗法，症状改善的持久性也较为喜人，同时没有出现明显的不良反应。但是不得不承认，这仅为低级别证据的病例报道，且数量极少，缺乏大样本的临床随机对照试验进行安全性和有效性验证。

值得注意的是，目前 MSC 在临床应用中的给药方式主要有静脉输注、腹膜注射和局部注射 3 种。虽然有研究显示，静脉输注表现出更强于其它方法的免疫调节效果[69]，却也会增加血栓形成的风险[70]。现有的文献报道中，在治疗 PsA 时多采用静脉注射和关节腔注射，且都有一定疗效，但究竟何种方式更佳，仍有待研究。

六、小结

PsA 作为一种难治性疾病，对于患者的身体危害较大，且长期缺乏行之有效的治疗方法。MSC 由于具备良好的免疫调节特性，尤其是针对 PsA 发病相关的 DC、IL-23/IL-17 轴等有很好的调控作用，能够有效地抑制炎症反应和骨破坏的发生。就现有的临床报道而言，MSC 有相较于其它疗法的明显优势，这些都使得其成为治疗 PsA的新希望。但是此类研究多以理论为主，现有的临床研究较少，缺乏说服力，需要进一步的临床研究论证其治疗PsA 的有效性、安全性等问题。