干细胞移植治疗肾脏疾病临床研究应用
近年来,国内外肾脏疾病的发病率逐年提高。当肾脏组织损伤,损伤的组织发生的病理生理学变化会导致急性或者慢性肾脏疾病,最终发展为终末期肾衰竭( ESRD)。目前临床对肾脏疾病的治疗大多需要长期透析,但并不能修复已经受损的肾脏组织。因此用细胞治疗肾脏疾病成为当前研究的热点。
细胞来源
肾脏组织源细胞
原始肾细胞:肾脏组织包含20多种分化成熟的细胞类型,其中近端小管细胞(PTCs)在多种肾脏功能中发挥重要作用,如:对蛋白质和电解质的重吸收、生成促红细胞生成素等。在正常肾脏中,PTCs占各种细胞中比例最高,因此分离和扩增原始 PTCs 会是细胞治疗的较好的来源。
原始肾细胞可以从正常肾脏或受损的肾脏中提取,且拥有其来源细胞的生理功能。但原始肾细胞分化时,会丧失表达某些基因,因而纯度高且增殖分化能力尚好仅限于2-3代的细胞。
肾干细胞:许多研究表明在肾小囊、肾小球和近端小管存在肾干细胞。从肾脏中分离的细胞能够在体外条件下扩增,并在多次传代后仍保持原有的细胞表型。这提示分化成熟的肾小管上皮细胞能够通过去分化获得增生能力。
多能干细胞
胚胎干细胞:胚胎干细胞(ESCs)已经在多种疾病 的治疗中被广泛研究。ESCs具有两大特性:自我更新能力和多向分化潜能,能分化为内、中、外胚层多种细胞类型。这使得 ESCs 成为组织工程学和再生医学的良好研究对象。很多研究表明:ESCs能够分化为肾脏细胞系。
有趣的是,Steenhard等人的研究显示ESCs在体外培养条件下可以分化为类似肾脏的器官。强大的整合分化为肾脏器官能力都提示ESCs的良好治疗前景。
诱导多能干细胞:另一种具有多向分化潜能的细胞是诱导多能干细胞(iPS)。从尿液中分离出的iPS能分化为肾小球系膜细胞和上皮细胞。与ESCs相比,避免了伦理问题,转变为畸胎瘤的可能性也较小,因而未来的临床应用前景更佳。
治疗机制
MSCs作用肾脏的机制:MsCs防治肾脏病的作用机制主要概括为移植细胞向肾细胞分化,旁分泌包括抗炎和免疫调节、抗纤维化、抗凋亡、抑制氧化应激、维持正常的结构和再生,及归巢作用等。其中,旁分泌在肾脏修复机制中发挥主导作用。
基础研究
DeAlmeida等人报道该种细胞可以减少AKI模型的肾脏纤维化。
Chen等人也表明其可以促进血管新生和改善肾功能。
Bussolati等人发现原始PTCs能够抑制肾小管上皮细胞的凋亡,并促进小管上皮的再生。也有研究表明该种细胞能够抑制慢性肾衰(CKD)肾组织的氧化应激和炎症反应,促进组织的修复。
临床研究
干细胞在肾脏病中已开始临床应用。
国外的某项研究选择有心脏外科手术史并且有较高患急性肾损伤风险的患者进行临床I期试验,进行6个月的随访,并未报告任何特殊不良反应。
试验的第二个目的是比较使用MSCs的患者与病史匹配但未接受过干细胞疗法的患者 之间的疗效,结果表明MSCs对肾脏起到了保护作用,同时还降低了住院时间。
根据以上结果,Allocure公司被批准允许发起随机、双盲、对照的多中心Ⅱ期临床试验,以评估MSCs在大约200例心脏外科手术患者中的功效。尽管以上临床试验进展可喜,但仍未解决如何将MSCs更好的应用于肾脏疾病的问题,其中核心的问题是机制仍然不明确。
Choi等纳入30例CKD患者。通过静脉途径注射自体骨髓MSC,结果发现细胞移植后第 1、3、6个月,移植组血清肌酐清除率明显高于对照组,且2例患者蛋白尿消失。
小结
近来细胞疗法研究的不断进展为治疗AKI和CKD带来的希望。然而仍有诸多问题仍待解决:动物实验的成功能否预示临床试验结果的好坏,细胞移植带来的异常的免疫应答如何避免 以及细胞疗法修复肾脏组织的具体机制如何等等。相信对细胞疗法研究的不断深入,能够为ESRD患者带来新希望。
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