克羅恩病(Crohn’s Disease,CD)是炎性反應性腸病(Inflammatory Bowel Disease,IBD)的一種,是一種慢性炎性肉芽腫性疾病,可累及消化道的任何部位,最常見(jiàn)的涉及小腸、大腸和會(huì )陰(圖1)。臨床以腹痛、腹瀉、體質(zhì)量下降、腹塊、瘺管形成和腸梗阻為特點(diǎn),可伴有發(fā)熱等全身表現以及關(guān)節、皮膚、眼、口腔黏膜等腸外損害,臨床過(guò)程的特點(diǎn)是緩解期和復發(fā)期的交替進(jìn)行。其中瘺管形成是克羅恩病的特征性臨床表現,且在日常的臨床實(shí)踐中仍然是一個(gè)治療難題(圖2)。有研究表明,大約21~23%的克羅恩病患者出現肛周瘺管并發(fā)癥,發(fā)病頻率隨疾病持續時(shí)間的延長(cháng)而增加,此并發(fā)癥嚴重降低患者生活質(zhì)量,給廣大患者帶來(lái)無(wú)盡痛苦,且重癥患者遷延不愈,預后不良。
目前,尚不清楚克羅恩病的確切發(fā)病機制,普遍認為其發(fā)生與免疫、遺傳、環(huán)境、感染等相關(guān)。以往的研究表明,這種疾病的根本原因是腸道粘膜對環(huán)境信號的異常免疫反應,導致促炎癥細胞因子的過(guò)度表達和效應T細胞的激活。克羅恩病尚無(wú)治愈方法,現有治療目的是抑制這種較高的免疫反應,從而達到臨床緩解和粘膜愈合。醫學(xué)治療包括非特異性的抗炎藥物,如皮質(zhì)類(lèi)固醇和免疫調節劑,以及針對特定免疫分子或細胞的生物療法。但是生物治療的效果可能會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而逐漸降低,此外,手術(shù)和藥物的綜合療法術(shù)后復發(fā)率較高。近年來(lái),干細胞療法作為一種新興的生物治療手段,利用干細胞移植治療修復機體的組織成為國內外學(xué)者研究的重點(diǎn)之一,越來(lái)越多的學(xué)者發(fā)現了干細胞在治療腸道疾病中的作用,它既能抑制炎癥,又能促進(jìn)再生過(guò)程,這為克羅恩病的臨床治療提供了一個(gè)新的方向,同時(shí)也為克羅恩病肛周瘺管形成提供了新的治療思路。
間充質(zhì)干細胞(Mesenchymal Stem Cells,MSCs)是一種具有自我更新能力和多向分化潛能的成體干細胞,能夠分化為骨、軟骨、脂肪、肌肉等多種組織細胞,其主要來(lái)源于骨髓、脂肪組織、臍帶、滑膜、循環(huán)系統、牙髓等組織(圖3)。這些細胞可以調節炎癥,并具有抗凋亡和促血管生成的特性,這使得它們非常適合于慢性炎癥和相關(guān)組織損傷引起的疾病。
MSC具有調節免疫的能力,活化的MSC可以分泌多種可溶性免疫調節因子,包括前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)、白細胞介素-10(interleukin-10,IL-10)、轉化生長(cháng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、一氧化氮(nitric oxide,NO)和吲哚胺2,3-雙加氧酶(indoleamine 2, 3-dioxygenase,IDO)。這些細胞因子和表面分子促進(jìn)樹(shù)狀突細胞和巨噬細胞的分化,抑制TH1和TH17淋巴細胞的增殖、活化和細胞因子表達。TGF-β與 (ICOSL)-ICOS相互作用刺激T細胞和B細胞,增加IL-10的表達,降低IgE的產(chǎn)生。IL-10抑制T細胞增殖、成熟,促進(jìn)T細胞凋亡,從而恢復組織穩態(tài)。
MSC除了具有抗炎作用外,還具有促進(jìn)組織修復的功能, 一方面該功能取決于MSC的分化能力,另一方面與其調節功能密切相關(guān)。通過(guò)分泌旁分泌生長(cháng)因子(VEGFα、促血管新生蛋白因子-1、TGF-β1、胰島素樣生長(cháng)因子(IGF1))刺激成纖維細胞和巨噬細胞向損傷組織遷移,促進(jìn)血管生成,抑制細胞凋亡和纖維化。
克羅恩病及其肛周瘺管形成的發(fā)病率高,且較為復雜,術(shù)后容易復發(fā)率。在美國奧姆斯特德縣的一項基于人群的隊列研究中,10年后克羅恩病及其瘺管形成的累積發(fā)病率為33%,20年后為50%,其中肛瘺占54%,腸瘺占24%,直腸陰道占9%。所以,MSC治療CD瘺管的療效得到了廣泛的研究。
2006年Onken等人在一項研究顯示,9名難治性CD患者(克羅恩氏病活動(dòng)指數(CDAI)≥220,C反應蛋白≥5mg/L)被隨機分為低劑量組(200萬(wàn)/kg)和高劑量組(800萬(wàn)/kg)。所有患者在第28天出現CDAI評分降低(平均降低105分,p=0.004),三個(gè)患者達到CDAI評分降低≥100分。所有輸注的患者均耐受良好,無(wú)相關(guān)不良事件發(fā)生。
2003年Garcia-Olmo等人發(fā)表了一例具有復發(fā)性、英夫利西單抗治療耐藥的年輕克羅恩病患者的病例報告,在干預后接受自體脂肪間充質(zhì)干細胞(ASCs)移植。干預一周后,在沒(méi)有糞便失禁和陰道松弛的情況下觀(guān)察到瘺管完全關(guān)閉,在3個(gè)月隨訪(fǎng)期間未復發(fā)。考慮到這一成功的治療,西班牙研究小組啟動(dòng)了一項I期臨床試驗,其中包括4例CD患者共9條瘺管。使用先前應用的MSC治療方案,第8周結束時(shí)的瘺管完全閉合率為75%。對照組(25例)在瘺管內注入纖維蛋白膠,治療組 (24例)在瘺管腔內注入ASC懸液。治療組8周瘺管閉合率明顯高于對照組,為70.8%:16%(p=0.001) 。
2013年,Cho等人發(fā)表了一項劑量遞增研究,評估了ASC治療的安全性和初步療效。10名患者分為3個(gè)不同的治療組,分別接受了10、20、40×106局部給藥的ASC。研究表明,所有三種劑量均是安全的,但只有在較高劑量時(shí),完全閉合才可實(shí)現。2016年的另一項劑量遞增研究證實(shí)了這一發(fā)現。6名CD肛周瘺管患者接受了1000萬(wàn)至3000萬(wàn)MSC的治療,無(wú)嚴重不良事件發(fā)生。
目前可獲得的的隨機雙盲安慰劑對照研究總結了CD瘺管患者的臨床數據,這些患者在7個(gè)歐洲國家和以色列共49家醫院分別接受了90x106異體ASC治療。在第24周達到合并緩解的治療組患者比例明顯高于安慰劑組(53/103[51%]vs 36/101[34%])。聯(lián)合緩解率在一年隨訪(fǎng)中無(wú)變化(58/103[56.3%]vs39/101[38.6%])。
MSC作為生物療法的一種,應用于臨床各種疾病治療的相關(guān)研究已取得較大進(jìn)步,目前所進(jìn)行的臨床研究,MSC治療克羅恩病具有突出的、持久的功效,復發(fā)率低,且未曾發(fā)生相關(guān)不良事件。MSC可以改善克羅恩病的自然病程、愈合受損腸道黏膜、恢復腸道正常功能、提高患者生存質(zhì)量。相信隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,治療經(jīng)驗的豐富,將會(huì )有更多患者從中受益。
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