肾衰竭是一个全球性的健康问题,有调查研究表明8%~16%的成年人患有慢性肾脏病,且多数急性肾损伤易进展为慢性肾功能衰竭,即尿毒症。全球慢性肾功能衰竭患者,多数依靠终身透析维持生命,透析可替代肾脏的滤过功能,但肾脏的许多其它功能,如促红细胞生成素的产生、维生素D的活化,却无法通过透析来替代。目前的治疗手段不能修复损伤的肾脏组织,无法恢复原有的肾脏功能,是慢性肾脏病高死亡率的一个重要原因。干细胞治疗的目标是修复已损伤的肾脏组织,恢复原有肾脏功能,为肾功能衰竭带来了新的治疗方法。
什么是慢性肾病
慢性肾病(ChronicKidneyDisease,简称CKD)是一种肾脏功能逐渐减退且持续时间较长的疾病。在慢性肾病中,肾脏的结构和功能受损,不能有效地滤清血液中的废物和多余物质,也不能保持体内的水电解质平衡,最终导致一系列临床表现和并发症。目前对于CKD的治疗主要是通过药物、肾透析及肾脏移植等方式。但仍无法逆转CKD的进展。
干细胞治疗肾病是近几年流行起来的一种治疗方法。因干细胞具有“无限”增殖,多向分化潜能,具有造血支持,免疫调控和自我复制等特点。可作为理想的“种子”细胞用于病变引起的组织器官损伤修复。干细胞植入体内后,通过干细胞的自动归巢作用,干细胞会自动转移到肾脏病灶,分化生成所需的各类细胞,从而达到修复肾脏固有细胞,恢复肾功能,重建肾脏血液循环,阻断和逆转肾脏纤维化进程。
间充质干细胞的特性和优势
间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类起源于中胚层的具有自我更新与多向分化潜能的成体干细胞,其来源主要包括骨髓、脐带、脐带血、胎盘、牙髓、脂肪组织、肝脏和肺等。MSCs 呈现纤维细胞形态特征,为长梭型或纺锤状,贴壁生长,选择性旁分泌水平较高。MSCs 具有很强的自我更新能力,其免疫原性低且无排异反应,在干细胞研究及转化应用领域更有优势。到目前为止,已有的研究证实:间充质干细胞具有强大的抗炎特性和免疫调节功能,在干预多种肾病上具有很大的优势。
分化作用:由于归巢效应,干细胞会自动趋附到肾脏病灶,分化成肾固有细胞,肾实质细胞,肾小球上皮细胞等,修复受损肾脏,重建肾脏血液循环,改善肾脏功能。
旁分泌作用:释放的某种活性因子还会刺激肾细胞分泌促红素,而促红素可以促使红细胞的生成,这样就缓解了机体贫血的状况
免疫调节作用:干细胞具有免疫调节的功能,可有效减轻肾小球肾炎症状,来实现对肾脏的改善作用。
应用案例
2019年12月,一名50岁的男性在用阿奇霉素治疗上呼吸道感染后,出现了持续的双侧腰部疼痛、不适和腹泻。
他于2020年1月在美国就医。实验室分析显示肌酐水平(6.2毫克/分升)、c反应蛋白(74毫克/升)和钾(6.4毫摩尔/升)升高。进一步检查包括肾活检发现低IgA肾病。该患者进行了数轮血液透析和环孢霉素治疗,以及肺水肿和高血压危象的治疗。稳定后,患者出院时肌酐水平为3.0 mg/dL。
2020年3月,患者前往巴拿马干细胞研究所接受间充质干细胞(hUC-MSCs)治疗。
该患者在3天内接受了总计1.2亿个单位的间充质干细胞静脉注射。在治疗后一个月、两个月和六个月对患者进行了随访。
患者对hUC-MSCs的输注耐受性良好。在给药期间或之后或任何随访中未报告任何不良事件。在1个月随访时,患者的血压降至130/80 mmHg。他报告说感觉“好多了”。在2个月随访时,血液检查显示血红蛋白为15.3 g/dL,HCT为44.4%(表1),他的肌酐水平已经下降到1.03mg/dL。(肌酐正常值:0.6 to 1.2mg/dL )
在6个月随访时,患者显示血压读数正常(120/80 mmHg)。肌酐水平保持在1.0毫克/分升。患者报告称,由于血压改善,他不再服用硝苯地平。
虽然该患者在1月份急性危象解除后出院,但在发病后的两个月内,肌酐水平仍然升高且无变化(3.0 mg/mL),尽管服用了硝苯地平,高血压仍持续存在。这表明IgA肾病那时还没有完全解决。
在使用hUC-MSC后的几个月中,患者经历了显著且持续的改善。这种改善在hUC-MSC治疗后的6个月随访中得以持续。
在这个病例报告中,我们观察到使用hUC-MSC后两个月,肌酸酐水平从升高(3.0 mg/dL)显著下降至正常水平(1.03 mg/dL)。血细胞比容和血红蛋白水平也有所改善(表1),患者服用的药物硝苯地平与肾功能改善或肌酐清除率无明显关联。
说明间充质干细胞的抗炎和自身免疫调节特性,起到改善了引发IgA肾病发作导致的异常免疫反应的作用。同时,间充质干细胞的血管生成和再生特性,也对肾衰竭后的肾脏损伤起到再生修复的作用。
综上所述,干细胞移植临床试验证实了干细胞治疗慢性肾病的有效性和安全性,通过MSCs的干预调节可改善肾纤维化,提高肾功能,为慢性肾病患者的临床治疗提供了新方法。相信未来在更多、更大规模的临床试验后,干细胞治疗慢性肾病的技术会日益成熟,让更多的患者受益。
参考资料:
1. Case report: effect of umbilical cord mesenchymal stem cells on immunoglobulin A nephropathy after acute renal failure,Neil H Riordan , Richard A Ambrozic , Jorge Paz-Rodríguez ,Am J Transl Res. 2022 Jul 15;14(7):4855-4859. eCollection 2022.
2. https://clinicaltrials.gov/
3. 干细胞在慢性肾病治疗中的研究进展,现代医药卫生2023年6月第39卷第12期 JModMedHealth,June2023,Vol.39,No.12