間充質干細胞移植治療炎癥性腸病的作用及機理研究＊

吳麗麗 周雪媛 周麗萍

（浙江中醫藥大學 生命科學學院，浙江杭州 310053）

炎癥性腸病（Inflammatory bowel disease，IBD）是一組慢性腸道炎癥性疾病，具有反復發作的危害性。根據臨床表現和組織病理學特點分類潰瘍性結腸炎（Ulcerative colitis，UC）和克羅恩病（Crohn’s disease，CD）。IBD患者存在一定的死亡率，死亡的主要原因包括穿孔、消化道出血、膿毒血癥。病程漫長的結腸炎患者發生結腸癌的概率較正常人增高10倍以上。肛瘺是CD最常見并發癥之一，相關的疼痛、瘺管排泄、膿腫形成等嚴重影響了患者生活質量。研究報道，其發病主要與機體自身免疫失調有關，并無非常明確的發病原因。目前，治療IBD大多還著眼于傳統方法，集中在控制炎癥活動和調節患者免疫紊亂兩個方面。

間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）具有歸巢、促進組織修復和免疫調節功能。其在多種疾病如急性心肌梗死、系統性紅斑狼瘡中具有強大的免疫調節作用已得到證實。MSCs移植治療IBD有獨特的優勢，受到了國內外學者越來越多的關注。本文就間充質干細胞的免疫調節能力及其在治療炎癥性腸病的作用和機理做一綜述。

1 MSCs的免疫調節能力

在諸多類的干細胞中，MSCs除了具有多向分化的潛能外，還具有低免疫原性和獨特的免疫調節能力。這種免疫調節能力不僅在調節外周免疫耐受、移植耐受、自身免疫、腫瘤逃避中發揮作用，且該作用在母胎內就可發生。已有研究證實，MSCs不能被同種異體反應性T細胞所識別，也能逃脫CD8+細胞毒性T細胞和自然殺傷細胞（NK細胞）的識別機制。MSCs可低表達人類主要組織兼容性抗原MHC-Ⅰ類分子，不表達MHC-Ⅱ類分子和CD86、CD80、CD40等免疫共刺激分子。由于MSCs不表達第二信號分子，效應性T細胞的活化過程因沒有MHC-Ⅱ或共刺激分子作為第二信號參與而不能被活化，使得 MSCs產生免疫耐受性。

MSCs具有很強的免疫調節能力。當體內產生炎癥損傷時，MSCs對炎癥部位具有固有的趨向性，參與損傷組織修復和免疫炎癥調節。據文獻報道，MSCs發揮其免疫調節作用主要是通過分泌具有免疫抑制功能的可溶性細胞因子。

2 MSCs在IBD治療中的應用

IBD是一類慢性自身免疫性疾病，目前認為環境因素作用于遺傳基因易感者，引起腸道系統發生異常，過度發生免疫反應。迄今為止，臨床治療藥物如糖皮質激素、氨基水楊酸制劑、免疫抑制劑、生物制劑和抗腫瘤壞死因子等，均不能起到很好的療效。近年發現，IBD的死亡率患病率增加迅速。一系列相關臨床實驗表明，MSCs具有強大的免疫調節作用，幫助機體調節紊亂的免疫系統，為IBD的臨床治療帶來了新希望。IBD包含兩種臨床疾病形式——UC和CD。

2.1 MSCs對UC的治療作用

UC病期遷延難愈且易于反復發作，病變特點是結腸黏膜的彌漫性損害，治愈UC的關鍵在于修復和重建結腸黏膜。結腸粘膜靠結腸黏膜干細胞維持生理更新，但其數量較少。研究發現，通過體外注射骨髓MSCs可以達到對損傷的結腸黏膜的修復與重建作用，達到治療目的。干細胞移植試用于UC患者的治療，為其治療帶來了新的契機。

2.2 MSCs對CD的治療作用

CD是一種病因未明確的多基因遺傳腸道炎性疾病，瘺管是最主要的腸道并發癥之一，治療CD肛瘺成為新的挑戰。MSCs對目前藥物及外科手術治療失敗的CD肛瘺患者具有積極的治療作用。有研究實驗對CD合并瘺管患者進行異體脂肪MSCs移植治療，瘺管愈合率為30%，所有患者瘺管流液癥狀均得到改善[11]。

治療CD肛瘺的MSCs多來源于骨髓和脂肪，異體與自體都有明顯的療效。有研究進行臨床Ⅰ期試驗，追蹤并發瘺管的CD患者在接受脂肪來源的MSCs局部注射治療2-3年內的肛瘺愈合情況，結果MSCs促進大部分肛周瘺管愈合，并未出現不良反應，表明MSCs治療CD的前景較好。Dave等進行的一項meta分析結果顯示，MSCs治療CD肛瘺的療效佳，CD肛瘺患者愈合率較高，僅輕度不良事件，如發熱、腹瀉等，無需患者入院治療。

3 MSCs在治療IBD中的機制

MSCs治療炎癥性腸病主要通過調節免疫細胞和非免疫細胞的增殖或減少、分泌細胞因子種類、定向分化為某些類型的細胞來起治療作用。

3.1 MSCs對免疫細胞的調節作用

MSCs既可調節非抗原特異性也可調節選擇性免疫，且MSCs同種異體T細胞共培養不能引起T細胞的增殖反應，也不影響T細胞的活化；而是對細胞周期蛋白的表達進行抑制，使T細胞處于間期從而減少其克隆擴增。目前研究認為，T細胞是IBD發病機制中發揮關鍵作用的效應細胞，異常T細胞與腸道菌群的抗原成分發生反應，造成腸道黏膜免疫功能失調，調節性T細胞（Treg）可抑制針對非致病抗原發生的免疫反應。IBD患者體內Treg數量減少免疫功能受損，腸道內穩態依賴于Treg與效應T細胞（Th1、Th2和Th17型淋巴細胞）的平衡來維持，MSCs治療IBD的機制主要是通過調節Treg生成來完成。

MSCs通過對免疫細胞的調節治療CD中，一方面，抗原呈遞細胞，如樹突狀細胞（dendritic cells，DCs）通過T淋巴細胞的生成和極化參與了CD肛瘺的發病過程。發病過程中DCs產生T淋巴細胞應答，Treg比例降低。另一方面CD肛瘺的發病機制還涉及Th1、Th17型淋巴細胞與Treg分化比例失衡有關，MSCs抑制Th1、Th17型細胞分泌促炎性細胞因子，如腫瘤壞死因子-α、γ干擾素（IFN-γ）、IL-6、IL-12、 IL-17、IL-23等，促進具有免疫作用的Treg的生成。

在潰瘍性腸黏膜中，以調控相關因子表達為主。張夏夢等發現，MSCs能在UC大鼠結腸組織中定植，并通過下調結腸組織中TNF-α、IL-1β等炎癥因子的表達水平，同時，上調bFGF基因的表達水平，從而負調控大鼠結腸組織中的炎癥反應，進而將損傷的結腸黏膜修復。MSCs治療UC的機制也可能是上調了受損結腸組織中的CD34， IL-10， IL-4， NF-kB，Treg細胞; 下調了結腸組織中的IL-10，Th17細胞。

3.2 MSCs對非免疫細胞的調節作用

MSCs在炎癥細胞因子的刺激下對黏膜損傷部位有趨向性，分化為其他細胞，同時調節細胞功能來促進腸道修復。

UC患者腸上皮細胞不能對抗炎性反應，導致免疫炎性反應紊亂。經MSCs移植后，可根據腸黏膜損傷深淺，分化為上皮細胞或調節上皮細胞的增殖遷移從而修復上皮組織。有研究發現，同種異體MSCs經誘導分化為結腸組織黏膜上皮細胞，在抑制NF-κ B表達、促進IL-4表達的基礎上，促進修復UC大鼠黏膜上皮組織。

此外，MSCs還可分化為內皮細胞或血管周細胞。通過體外血管生成實驗，發現MSCs可體外定向分化為內皮樣細胞。新的血管生成，促進血液循環，有利于腸道損傷組織的修復和保護局部未受損MSCs。

4 展望

MSCs治療IBD有較好的應用前景。目前，已有一部分臨床試驗證實了MSCs對治療IBD有安全性較高的治療作用，顯示了MSCs在治療IBD中的應用前景。MSCs在臨床研究上還存在未解決問題，如MSCs最佳移植數量，治療時間間隔，不同類型MSCs治療差異，術后患者的復發狀況都需要更多的試驗來明確。相信近一步對機制的研究和明確，MSCs將在IBD的治療中發揮重大作用。