一文读懂| 间充质干细胞如何改变现代医学
本文首发自博雅干细胞，作者Dr韦
专家审核：江苏大学附属医院 李晶 教授
新冠肺炎疫情期间，间充质干细胞被用到了重症患者的救治工作中。在我国，已经有一些新冠肺炎重症患者接受间充质干细胞治疗后新冠病毒检测结果从阳转阴。国际上，美国生物医学高级研究与开发局（BARDA）将间充质干细胞治疗产品MultiStem®评价为与治疗新冠肺炎高度相关的疗法[1]。
近年来，间充质干细胞已经在越来越多的疾病治疗中展现出了应用前景，并逐渐影响着现代医学的发展。同时，全球人口老龄化和慢性疾病的日益流行正增加了人们对间充质干细胞治疗的兴趣。
在过去150年中，人类平均寿命翻了一番，预期人类寿命还会持续增长。在我国，预计至2050年60岁以上老年人口将有5亿。日本政府预计，未来20年内，65岁以上老年人口将占总人口的50%。类似的人口结构也正影响着欧洲和美国。这些因素都在加速细胞疗法的发展，尤其是间充质细胞治疗的市场发展机会。
全球市场调研机构ARC（Analytical Research Cognizance）发布的报告显示[2]，全球间充质干细胞市场正在迅速发展，2020年至2025年间复合年增长率为4.3%，预计至2025年底市场规模将达到2.3亿美元。报告指出，未来几年亚太地区将占据更多的市场份额，尤其是中国。
间充质干细胞治疗疾病的四个关键特性
间充质干细胞于1991年首次被发现，最初从骨髓中被分离出来，后来科学研究发现间充质干细胞还存在于其他组织中，包括脂肪组织、牙髓、肾脏、肺、肝脏以及围产组织中（胎盘和脐带等）。
1999年，科学家首次在《科学》杂志证明了间充质干细胞具有多向分化的能力，可以分化为脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞等等。
近年来，间充质干细胞治疗疾病的潜力在越来越多的研究中被证实。间充质干细胞的临床实用性主要归因于以下四个关键生物学特性。
（1） 当静脉注射时，它们可能迁移到组织损伤引起的炎症部位；
（2） 分化成不同细胞类型的潜力；
（3） 释放不同生物活性分子的潜力，可以刺激受损细胞的恢复；
（4） 具有抗炎和免疫调节的功能。
间充质干细胞治疗的两个重要机制是免疫调节和旁分泌作用。科学研究发现，来自脐带、胎盘、骨髓等组织的间充质干细胞具有免疫调节作用。与免疫抑制不同，免疫调节是一个动态的过程，只有部分细胞受到影响。通过免疫调节作用，间充质干细胞能有效抑制急性和慢性炎症。
间充质干细胞的另一个重要特征是分泌多种生长因子和细胞因子，从而能够对其他细胞产生生物学作用，刺激宿主干细胞，防止细胞凋亡并触发血管生成。
见证间充质干细胞治疗的新时代
目前，间充质干细胞已经被应用于多种疾病的临床治疗研究中，许多已完成的临床试验显示了这种疗法的安全性和有效性。根据美国临床试验注册中心clinicaltrials.gov的数据，目前全球范围内有上千项间充质干细胞治疗的临床研究项目登记注册[3]，部分进入到了III期临床，展现出了进入市场的潜力。
越来越多的研究表明，我们正在见证一个新的时代，在这个时代里不仅是间充质干细胞，而且它们的副产物都可以作为药物制剂发挥治疗作用。
近年来，研究人员开始探索间充质干细胞分泌物治疗疾病的潜力，比如拥有特定生物活性的间充质干细胞外泌体。
间充质干细胞外泌体具有与间充质干细胞相似的特性，具有修复受损组织，抑制免疫反应和调节人体免疫系统的能力。研究发现，从脂肪组织中分离出的外泌体可以通过影响成纤维细胞的特性来加速皮肤伤口的愈合；单次静脉注射外泌体可改善心肌梗死后的心功能。进一步的研究表明，来自间充质干细胞的外泌体可以有效地用于治疗急性肾损伤、肝纤维化和肌肉骨骼疾病。
间充质干细胞外泌体也被应用到了疾病的临床治疗研究中。例如，国际生物技术公司Aegle Therapeutics正在进行间充质干细胞外泌体治疗营养不良性表皮松解症的临床试验，这项临床试验已经获得FDA批准。
除了作为一系列疾病的细胞疗法外，间充质干细胞也被用作研究工具，用于组织工程和生物打印等领域。
围产期间充质干细胞渐渐成为新主流
间充质干细胞广泛存在于人类组织和器官中，尤其在胎儿的围产组织（胎盘、脐带、羊膜等）中含量非常丰富，且免疫原性很低。近年来，采用围产期间充质干细胞的临床研究项目逐年增加。
当前，我国70多个干细胞临床研究备案项目中有30多个采用围产期间充质干细胞，6个获得临床批件的间充质干细胞新药中有一半采用的是围产期间充质干细胞。
围产期间充质干细胞最大的用途是对难治性疾病的治疗。根据全球最大的临床试验登记网站clinicaltrials.gov上的信息，目前在该系统中登记在案的胎盘干细胞临床研究涉及到常见疾病和一些罕见病，例如，糖尿病、骨关节炎、缺血性脑卒中、慢性肠炎、再生障碍性贫血、骨髓增生异常综合征、特发性肺纤维化、新生儿严重缺氧缺血性脑病、阴茎硬结症、勃起功能障碍等。
围产期间充质干细胞已经在一些疾病治疗研究中取得初步疗效。比如在这次疫情中，1名新冠肺炎危重症患者接受了围产期间充质干细胞回输治疗，首次回输9天后转出了ICU病房，大部分生命体征和临床试验指标恢复正常，两次喉部拭子检测均呈新冠病毒阴性[4]。
临床研究的开展让人看到了围产期间充质干细胞治疗疾病的巨大潜力。围产期间充质干细胞也凭借着来源丰富、分化能力强、免疫原性低、采集过程无创伤性等优势，已经渐渐成为再生医学领域的新趋势。
参考文献：
[1]https://www.biospace.com/article/barda-says-athersys-cell-therapy-highly-relevant-for-covid-19/
[2] Global Mesenchymal Stem Cells Market 2020 by Company, Regions, Type and Application, Forecast to 2025.
https://www.arcognizance.com/report/global-mesenchymal-stem-cells-market-2020-by-company-regions-type-and-application-forecast-to-2025
[3]https://clinicaltrials.gov/ct2/results?cond=&term=mesenchymal+stem+cells&cntry=&state=&city=&dist=
[4] Clinical remission of a critically ill COVID-19 patient treated by human umbilical cord mesenchymal stem cell
http://chinaxiv.org/abs/202002.00084
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