特發(fā)性肺纖維化的細胞治療研究進展

特發(fā)性肺纖維化的細胞治療研究進展特發(fā)性肺纖維化特發(fā)性肺纖維化（IPF）是一種破壞性的間質(zhì)性肺?。↖LD），其特征是肺間質(zhì)瘢痕化，最終導(dǎo)致實質(zhì)破壞和正常功能喪失。它主要影響的是60-75歲的男性，患病率為每10萬人口13-20人。特發(fā)性肺纖維化確診后平均生存期2.8年，5年生存期甚至低于部分腫瘤如肺癌和胰腺癌患者，僅有30%。所以特發(fā)性肺纖維化是一種類腫瘤疾病，甚至比某些腫瘤對生命的威脅程度還要高。IPF診斷需要結(jié)合臨床、實驗室、放射學(xué)和組織學(xué)檢查，影像學(xué)和/或組織病理學(xué)特征是常見的間質(zhì)性肺炎（UIP）。以往的疾病病原學(xué)實驗研究表明，反復(fù)暴露于未知的損傷性刺激會導(dǎo)致肺泡上皮功能異常，傷口愈合反應(yīng)過度，肌成纖維細胞活化，多余的細胞外基質(zhì)（ECM）沉積。最近的研究強調(diào)了肺泡上皮細胞在疾病發(fā)病中的作用，因此，IPF被認(rèn)為是一種以肺泡上皮損傷和肺泡塌陷、肺泡上皮Ⅱ型細胞減少、肺泡干細胞衰竭為特征的多因素疾病。吸煙、病毒感染和遺傳易感性上的環(huán)境污染被認(rèn)為是潛在的致病因素。mucin5b（MUC5B）編碼基因、端粒酶基因（TERT、TERC、OBFC1）和上皮功能調(diào)節(jié)基因（DSP，DPP9）的突變，在IPF患者全基因組研究中已被證明在流行病學(xué)方面具有重要作用。此外，免疫系統(tǒng)的變化對疾病進展也至關(guān)重要，許多IPF患者體內(nèi)存在的自身抗原和自身抗體證實了這一點。特發(fā)性肺纖維化的治療藥物特發(fā)性肺纖維化目前的治療方法主要有氧氣療法、肺部康復(fù)訓(xùn)練、肺移植、和藥物治療等。其中相對有效的是肺移植和藥物治療，但肺移植受限于肺源和手術(shù)條件及治療費用，而藥物治療療效目前比較有限且存在較多的不良反應(yīng)。目前市場上針對性治療特發(fā)性肺纖維化藥物有兩款，分別是吡非尼酮和尼達尼布。吡非尼酮是一種抗脂肪酸和鎮(zhèn)痛藥，但有關(guān)其作用機制還沒有定論。然而，在動物模型中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）和前膠原基因表達的產(chǎn)生和活性降低。尼達尼布是一種酪氨酸激酶抑制劑，可抑制血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、成纖維細胞生長因子（FGF）和血小板衍生生長因子（PDGF）等。這兩種藥物都得到了臨床試驗的批準(zhǔn)，顯示用力肺活量（FVC）下降率的改善。FVC在6個月內(nèi)的下降是IPF疾病進展的最有力指標(biāo)。但它們也存在較嚴(yán)重的不良反應(yīng)，特別在胃腸道方面，有20%以上使用者因此而停藥。所以，特發(fā)性肺纖維化仍是一個巨大且急需被滿足的臨床需求。因此，IPF迫切需要尋求新的、更有效的治療方法，無論是單獨治療還是聯(lián)合治療，而再生醫(yī)學(xué)是一個新興的候選者。再生醫(yī)學(xué)是細胞療法治療破壞性疾病的潛在應(yīng)用，這類型疾病會導(dǎo)致靶器官的結(jié)構(gòu)變化，在過去的二十年里得到了廣泛的研究。在過去的幾年里，它也成為治療肺部疾病的一種替代選擇，具有干細胞特性的細胞群體已在臨床試驗中得到評估。間充質(zhì)干細胞間充質(zhì)干細胞（MSCs）是一種具有許多優(yōu)點的細胞群體。首先，它們可以分化成多個細胞系，比如分化為成骨細胞、軟骨細胞和脂肪細胞。其次，它們很容易從多種組織中獲得，骨髓、脂肪組織的基質(zhì)血管部分（SVF）、臍帶和外周血是潛在的來源。另外收獲后，它們可以很容易地在體外培養(yǎng)和擴增。國際細胞治療學(xué)會（InternationalSocietyforCellularTherapy）發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)建議，MSC細胞應(yīng)具備以下三個特征：貼壁于典型的組織培養(yǎng)皿；可分化為成骨細胞、軟骨細胞和脂肪細胞；特定的抗原表達譜。越來越多的證據(jù)表明MSCs通過與多種途徑發(fā)揮其有益的作用。它們的免疫調(diào)節(jié)和抗炎癥特性已經(jīng)被廣泛研究，同時它們也被認(rèn)為具有輕微的抗纖維化作用。MSCs通過細胞間接觸或釋放各種可溶性因子（包括IDO、PGE2、NO和TGF-β）來調(diào)節(jié)T細胞、樹突狀細胞和B細胞的增殖。MSCs還通過下調(diào)IL-1b、IL-2、TNF-α和TGF-β發(fā)揮抗炎癥作用。此外，MSCs可通過釋放角質(zhì)形成細胞生長因子（KGF）、肝細胞生長因子（HGF）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和Ang-1等多種生長因子來促進肺泡上皮和內(nèi)皮細胞的修復(fù)過程。由于缺乏II類主要組織相容性復(fù)合物（MHCII）的表達使其具有“免疫特權(quán)”，在給藥后不會引起免疫系統(tǒng)反應(yīng)，從而使其成為開發(fā)產(chǎn)品的理想選擇，并允許對同種異體人群進行臨床試驗。MSCs已用于多種疾病的治療，自體免疫性疾病，包括移植物抗宿主?。℅vHD）、克羅恩氏病、多發(fā)性硬化癥和系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）都在其中。關(guān)于肺纖維化，一些臨床前研究報告了大多數(shù)的陽性結(jié)果。肺泡II型上皮細胞AEC2s是具有干細胞特性的細胞，因為它們可以通過直接分化來促進AEC1s的更新。隨著IPF中AEC1s的丟失，AEC2s的功能障礙也很明顯，它們表現(xiàn)出端粒縮短、表觀遺傳變化和細胞衰老導(dǎo)致更新能力受損，從而破壞了肺上皮的天然修復(fù)機制。在博來霉素誘導(dǎo)的大鼠肺纖維化的實驗?zāi)Ｐ椭?，氣管?nèi)滴注AEC2s可降低纖維化的負荷。臨床試驗在一項前瞻性臨床試驗中，使用了自體移植從脂肪組織中獲取的MSCs。該試驗為非隨機、單臂安全性試驗，涉及IPF的輕中度疾病患者，支氣管鏡下經(jīng)支氣管內(nèi)注入細胞（0.5×106/kg），肺顯像證實細胞粘附于輸注部位。結(jié)果是令人鼓舞的，因為在12個月內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)主要的副作用。此外，由于肺功能測試在12個月后沒有明顯下降，并且根據(jù)圣喬治呼吸問卷評估的生活質(zhì)量得到改善，因此第二個療效終點得到滿足。然而，正如作者所說，這也可以歸因于安慰劑效應(yīng)。有趣的是，5年隨訪后的長期結(jié)果表明在給予ADSCs后出現(xiàn)功能衰退不早于2年，中位生存率與已發(fā)表的流行病學(xué)數(shù)據(jù)一致。值得注意的是，所有患者在第一次輸注ADSCs后均存活2年。雖然這項研究沒有足夠的動力來評估療效，但結(jié)果仍然證明了進一步的研究是正確的。更有趣的是，這項研究提出了一種追蹤MSCs體內(nèi)命運的方法，并在支氣管鏡下靶向灌注后確定其與特定肺葉的粘附性。Chambers等人發(fā)表了一項1b期、開放標(biāo)簽、單中心、非隨機劑量遞增試驗，該試驗利用了從供者臍帶中獲取的MSCs的異基因群體。該研究旨在確定靜脈輸注胎盤源性異基因（HLA非匹配）MSCs作為IPF治療方案的安全性，尤其是在疾病早期（NCT01385644）。共有8名患者參與了這項研究。4例患者的輸注細胞數(shù)為1×106個細胞，經(jīng)過令人滿意的中期分析后，又有4個患者接受了2×106個細胞。雖然安全性是主要終點，但藥效由6個月以上肺功能和纖維化評分的變化決定，是次要的探索性終點。相關(guān)的不良反應(yīng)包括肺部感染，長期來看，一名患者在輸注6個月后病情加重，經(jīng)皮質(zhì)類固醇治療完全緩解，研究稱與治療無關(guān)。FVC在1個月時下降了165毫升，3個月時下降了140毫升，到了6個月時又回到了基線水平。DLco和纖維化評分在6個月期間穩(wěn)定，而6分鐘步行測試（6MWT）在3個月時略有改善，但在6個月時恢復(fù)到基線水平。研究結(jié)論是，同種異體胎盤來源的MSCs在IPF患者中輸注時具有可接受的安全性。研究設(shè)計并非針對藥效，因此這些結(jié)果不能在這方面進行解釋。另外一項研究名為AETHER（NCT02013700），采用了最常用的骨髓間充質(zhì)干細胞（BMMSCs）。這項研究是一項單中心、非隨機、非安慰劑對照的I期研究，包括9名輕中度IPF患者?；颊叻譃?組，每組3例，靜脈注射2×107、108或2×108（BM-MSCs）/kg。安全性是主要終點，在輸注后沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的與治療相關(guān)的不良反應(yīng)。兩例死亡均發(fā)生在第三組接受高劑量骨髓間充質(zhì)干細胞的患者中。死亡原因是疾病進展或急性加重。然而，研究的結(jié)論是，他們與MSC輸注無關(guān)，因為這些患者在基線檢查時病情更嚴(yán)重，肺功能明顯惡化。次要、探索性終點與藥效相關(guān)。FVC的平均絕對下降<15%，這被認(rèn)為低于疾病進展的閾值，盡管患者之間存在相當(dāng)大的變異性。HRCT成像分析顯示在細胞數(shù)較高的組中，肺纖維化程度和DLco的下降率較低。最近，發(fā)表了一項具有不同納入標(biāo)準(zhǔn)和給藥方法以及更大細胞數(shù)的I/IIa期隨機，開放標(biāo)簽，安慰劑對照研究。研究使用MSCs對進展性疾病的IPF患者，由于研究期間缺乏有效性，所有患者均未接受抗纖維化藥物。MSCs取自健康供者骨髓，兩組各10例，第一組靜脈注射4個系列的MSCs，每個系列包括兩個劑量的200×106細胞，持續(xù)39周。每位患者總共接受了1.6×109個細胞，這是迄今為止所有研究中給予細胞數(shù)量最多的。第2組服用安慰劑，主要終點為安全性，次要終點為有效性，通過1年以上肺功能試驗（FVC、DLco）、6MWT和半定量HRCT-纖維化評分的變化進行評估。到研究結(jié)束時，四名患者因疾病進展和呼吸衰竭死亡，每組兩名。不良反應(yīng)較輕，主要發(fā)生在MSCs組。關(guān)于藥效，在12個月的治療期結(jié)束時，觀察到治療組和安慰劑組之間的統(tǒng)計差異，有利于MSCs組。MSCs組的FVC和6MWT期間的步行距離改善，而安慰劑組則惡化；兩組DLco均惡化，盡管治療組較輕；兩組的HRCT纖維化評分與基線無差異。只有一個臨床試驗使用AEC2s治療IPF。這項研究包括16名輕中度疾病患者，在研究登記前的最后一年中有進展性疾病。研究的主要目的是安全性，但也要評估肺功能和疾病程度。由于這些細胞具有同種異體的特性，患者必須預(yù)先用免疫抑制劑和預(yù)防性藥物進行治療。所有患者在不同的時間點，經(jīng)支氣管鏡在不同的肺葉進行4次細胞滴注，間隔15天?；颊呓邮艿募毎倲?shù)為10×108～12×108?；颊咴诘巫EC2s后24小時內(nèi)進行監(jiān)測，并隨訪12個月。研究報告在滴注后24小時內(nèi)沒有明顯的不良反應(yīng)。術(shù)后隨訪12個月，其中12例為輕度呼吸道感染。此外，移植后12個月，肺功能測試顯示沒有惡化，HRCT上病變程度也沒有變化。然而，生活質(zhì)量有所改善，因為患者報告呼吸困難和咳嗽有所改善，6MWT患者步行距離有臨床意義的改善。這些臨床結(jié)果，包括MSCs，都需要進一步的驗證和組織更強有力的臨床試驗。需要解決的問題MSCs已在誘導(dǎo)性骨質(zhì)疏松動物模型中得到了很好的研究結(jié)果。然而，對IPF的發(fā)病機制和驅(qū)動MSCs功能的潛在機制以及安全性的不完全理解阻礙了其在臨床試驗中的進一步應(yīng)用。主要擔(dān)心的是，由于MSCs具有無限的再生潛力，以及在輸注部位招募循環(huán)干細胞和成纖維細胞，MSCs可能通過產(chǎn)生促炎癥和促纖維化細胞因子而加劇纖維化，或促進異位組織的形成。在IPF中進行的臨床研究確實回答了其中一些問題，尤其是關(guān)于安全性的問題。所有這些疾病都沒有發(fā)生重大不良事件，消除了大多數(shù)人的擔(dān)憂。關(guān)于療效，所有的研究都表明，在不使用抗纖維化藥物治療的情況下，肺功能可穩(wěn)定達2年之久，這些結(jié)果是令人鼓舞的。然而，這些研究在確定安全性方面動力不足，而且存在重大差異。特別是，每項研究都使用了不同的細胞群體。雖然所有的MSCs都被認(rèn)為是MSCs，但它們既有內(nèi)在的差異，也有由于使用前需要體外操作和擴增而產(chǎn)生的差異。每個病人的細胞數(shù)和輸注量以及輸注方式也各不相同。其中一項研究使用內(nèi)窺鏡技術(shù)進行MSCs的現(xiàn)場輸送，而其余的則采用靜脈注射。其中兩項研究使用單次輸注骨髓間充質(zhì)干細胞，而另兩項研究則采用多次輸注。一項研究使用自體細胞，而其他研究使用來自捐贈者的同種異體細胞。所有這些差異使得研究不具有可比性，無法對結(jié)果進行集體解釋。另一個必須回答的問題是，MSCs是否可以用來代替標(biāo)準(zhǔn)的抗纖維化療法，或者作為標(biāo)準(zhǔn)抗纖維化療法的補充。新的試驗必須包括已經(jīng)接受吡非尼酮或尼達尼布治療的患者。理想情況下，直接比較MSCs和抗纖維化治療作為一項新試驗的終點，此外，還應(yīng)考慮MSCs與抗纖維化協(xié)同作用的可能性。然而，安慰劑組在這些研究中是不合理的，因為拒絕標(biāo)準(zhǔn)治療是不道德的，這