腎衰竭是一個全球性的健康問題,有調查研究表明8%~16%的成年人患有慢性腎臟病,且多數急性腎損傷易進展為慢性腎功能衰竭,即尿毒癥。全球慢性腎功能衰竭患者,多數依靠終身透析維持生命,透析可替代腎臟的濾過功能,但腎臟的許多其它功能,如促紅細胞生成素的產生、維生素D的活化,卻無法通過透析來替代。目前的治療手段不能修復損傷的腎臟組織,無法恢復原有的腎臟功能,是慢性腎臟病高死亡率的一個重要原因。干細胞治療的目標是修復已損傷的腎臟組織,恢復原有腎臟功能,為腎功能衰竭帶來了新的治療方法。
什么是慢性腎病
慢性腎病(ChronicKidneyDisease,簡稱CKD)是一種腎臟功能逐漸減退且持續時間較長的疾病。在慢性腎病中,腎臟的結構和功能受損,不能有效地濾清血液中的廢物和多余物質,也不能保持體內的水電解質平衡,最終導致一系列臨床表現和并發癥。目前對于CKD的治療主要是通過藥物、腎透析及腎臟移植等方式。但仍無法逆轉CKD的進展。
干細胞治療腎病是近幾年流行起來的一種治療方法。因干細胞具有“無限”增殖,多向分化潛能,具有造血支持,免疫調控和自我復制等特點。可作為理想的“種子”細胞用于病變引起的組織器官損傷修復。干細胞植入體內后,通過干細胞的自動歸巢作用,干細胞會自動轉移到腎臟病灶,分化生成所需的各類細胞,從而達到修復腎臟固有細胞,恢復腎功能,重建腎臟血液循環,阻斷和逆轉腎臟纖維化進程。
間充質干細胞的特性和優勢
間充質干細胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一類起源于中胚層的具有自我更新與多向分化潛能的成體干細胞,其來源主要包括骨髓、臍帶、臍帶血、胎盤、牙髓、脂肪組織、肝臟和肺等。MSCs 呈現纖維細胞形態特征,為長梭型或紡錘狀,貼壁生長,選擇性旁分泌水平較高。MSCs 具有很強的自我更新能力,其免疫原性低且無排異反應,在干細胞研究及轉化應用領域更有優勢。到目前為止,已有的研究證實:間充質干細胞具有強大的抗炎特性和免疫調節功能,在干預多種腎病上具有很大的優勢。
分化作用:由于歸巢效應,干細胞會自動趨附到腎臟病灶,分化成腎固有細胞,腎實質細胞,腎小球上皮細胞等,修復受損腎臟,重建腎臟血液循環,改善腎臟功能。
旁分泌作用:釋放的某種活性因子還會刺激腎細胞分泌促紅素,而促紅素可以促使紅細胞的生成,這樣就緩解了機體貧血的狀況
免疫調節作用:干細胞具有免疫調節的功能,可有效減輕腎小球腎炎癥狀,來實現對腎臟的改善作用。
應用案例
2019年12月,一名50歲的男性在用阿奇霉素治療上呼吸道感染后,出現了持續的雙側腰部疼痛、不適和腹瀉。
他于2020年1月在美國就醫。實驗室分析顯示肌酐水平(6.2毫克/分升)、c反應蛋白(74毫克/升)和鉀(6.4毫摩爾/升)升高。進一步檢查包括腎活檢發現低IgA腎病。該患者進行了數輪血液透析和環孢霉素治療,以及肺水腫和高血壓危象的治療。穩定后,患者出院時肌酐水平為3.0 mg/dL。
2020年3月,患者前往巴拿馬干細胞研究所接受間充質干細胞(hUC-MSCs)治療。
該患者在3天內接受了總計1.2億個單位的間充質干細胞靜脈注射。在治療后一個月、兩個月和六個月對患者進行了隨訪。
患者對hUC-MSCs的輸注耐受性良好。在給藥期間或之后或任何隨訪中未報告任何不良事件。在1個月隨訪時,患者的血壓降至130/80 mmHg。他報告說感覺“好多了”。在2個月隨訪時,血液檢查顯示血紅蛋白為15.3 g/dL,HCT為44.4%(表1),他的肌酐水平已經下降到1.03mg/dL。(肌酐正常值:0.6 to 1.2mg/dL )
在6個月隨訪時,患者顯示血壓讀數正常(120/80 mmHg)。肌酐水平保持在1.0毫克/分升。患者報告稱,由于血壓改善,他不再服用硝苯地平。
雖然該患者在1月份急性危象解除后出院,但在發病后的兩個月內,肌酐水平仍然升高且無變化(3.0 mg/mL),盡管服用了硝苯地平,高血壓仍持續存在。這表明IgA腎病那時還沒有完全解決。
在使用hUC-MSC后的幾個月中,患者經歷了顯著且持續的改善。這種改善在hUC-MSC治療后的6個月隨訪中得以持續。
在這個病例報告中,我們觀察到使用hUC-MSC后兩個月,肌酸酐水平從升高(3.0 mg/dL)顯著下降至正常水平(1.03 mg/dL)。血細胞比容和血紅蛋白水平也有所改善(表1),患者服用的藥物硝苯地平與腎功能改善或肌酐清除率無明顯關聯。
說明間充質干細胞的抗炎和自身免疫調節特性,起到改善了引發IgA腎病發作導致的異常免疫反應的作用。同時,間充質干細胞的血管生成和再生特性,也對腎衰竭后的腎臟損傷起到再生修復的作用。
綜上所述,干細胞移植臨床試驗證實了干細胞治療慢性腎病的有效性和安全性,通過MSCs的干預調節可改善腎纖維化,提高腎功能,為慢性腎病患者的臨床治療提供了新方法。相信未來在更多、更大規模的臨床試驗后,干細胞治療慢性腎病的技術會日益成熟,讓更多的患者受益。
參考資料:
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. 干細胞在慢性腎病治療中的研究進展,現代醫藥衛生2023年6月第39卷第12期 JModMedHealth,June2023,Vol.39,No.12