为器官移植铺路,干细胞再度胜任免疫排斥

从1954年世界首例器官移植——发生于一对同卵孪生兄弟之间的肾移植开始,器官移植就成为治疗器官衰竭最有效的终极手段。
移植手术的施术水平在最近的数十年间发生了质的飞跃,而紧随其后得到重大发展的还包括免疫抑制剂,如果没有它的帮助,许多病患无法抵抗移植排斥反应(transplant rejection)所带来的猛烈“后劲”。

免疫抑制是人体天生带有的一套完整防疫机制,它的本意是对细菌、病毒、异物等异己成分进行破坏清除,这套防御机制也是人类得以躲过各种病害侵袭的关键原因。
然而在移植手术中,受体和器官供体的人类白细胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)不同,尽管术前会针对HLA进行条件苛刻的配型,但找到完美符合HLA系统的组织配型几乎是不可能完成的任务,绝大多数器官移植的HLA配型都只能尽量趋近,配型差异越大,术后的排异往往也越凶险。

想要完全发挥移植手术的优势、同时避免排异反应的干扰,只能想办法绕过免疫排斥反应这道护城河。传统方式是服用大量免疫抑制剂,却容易增加病患感染几率,同时引发心血管和代谢并发症,风险不小。
随着近年来对干细胞疗法的深入研究,医学研究者终于探索出一条新的路径。
向体内输注间充质干细胞,可能是解决人体排斥器官移植的有效途径。在Stem Cells Translational Medicine(干细胞转化医学)期刊上刊发的一篇文章揭示了世界首例针对肾移植功能障碍的自体干细胞移植病例。

这项研究由意大利Mario Negri 药理学研究所的Giuseppe Remuzzi团队开展,研究对象是一名接受了肾移植的37岁男性,为了避免移植物功能的急剧恶化,研究人员为其注射了自体骨髓间充质干细胞,并持续跟踪观察病患的术后生活情况。观察发现,在移植术后2年内病情稳定,病人逐步减少了服用的抗排异药物,最终停止服药。
为什么干细胞能打破移植术后必剧烈排异的魔咒呢?
这得从干细胞的特性开始说起。我们知道,干细胞是具有很强增殖和多项分化潜能的一类细胞,但它同时也具有免疫调节、抗凋亡的功效,在此前我们已经开发出不少以干细胞移植为核心的新型疗法,它可按需求分化为心肌细胞、干细胞、神经细胞、血管内皮细胞等。由于干细胞自身具有较低的免疫原性,将其自体输注、异体移植使用都很少引发免疫排斥反应,而且它还能促进调节性T淋巴细胞增殖,助力免疫系统尽快恢复平衡态。

间充质干细胞(MSC)之所以能避开人体免疫系统的识别和攻击,就是因为它具有低免疫原性,而且它还能通过减轻机体的炎症反应以显著降低免疫排斥反应的发生概率。这种免疫调节功能主要是通过旁分泌实现的,MSC所分泌出的诸多免疫因子中,发挥重大功效的是外泌体(exosomes,Exos),这种直径在40-100nm的细微囊泡富含脂质、糖分、蛋白、mRNA和DNA等生物分子,是细胞间通信的重要媒介。
许多学者认为,外泌体具有干细胞的部分特性,并且能组织各类生物活性化学物质的转运,降低细胞凋亡、缓解炎症。
研究人员对11例亲属活体肾移植联合造血干细胞移植(HSCT)进行分析,其中10例的移植肾功能稳定,且11例均未产生骨髓抑制和移植物抗宿主病。这在一定程度上表明,干细胞输注不仅通过外泌体诱导器官移植后的免疫耐受,并且可通过趋化作用移动到机体受损位置,促进供受体的免疫嵌合作用,提高移植成功率,降低免疫抑制剂使用和并发症风险。

此前,王福生院士团队也曾在《干细胞转化医学》发表文章,初步证实了脐带间充质干细胞(UC‐MSC)治疗肝移植后急性免疫排斥的安全性与有效性。
研究数据表明,输注脐带间充质干细胞治疗肝移植后急性移植排斥反应是可行的,并且可能介导治疗性免疫抑制效应。

由于干细胞取材广泛,诱导培育手段也日趋成熟,这为不同医疗水平的国家和地区应用干细胞技术提供了便利。目前,细胞疗法正成为免疫排斥领域的研究热点,以促进同种异体移植器官的耐受,同时减少与免疫抑制药物相关的副作用。
在未来的器官移植中,我们可以期望在干细胞技术的保驾护航下,具有更高成功率的器官移植能为广大病患带去生命希望。
参考文献:
[1]王雯娟,龚莎,马乐,单琳玲,赵娟,关键虹,刘亚琳,贺鹏程.供者干细胞淋巴细胞亚群检测对异基因造血干细胞移植后免疫排斥反应及免疫重建的临床意义[J].临床血液学杂志,2023,36(03):170-174.
[2]李丹妮,赵艳双,王轶,潘登科,邓绍平.异种移植新进展:从实验到临床[J].中国普外基础与临床杂志,2022,29(06):705-710.
[3]吴志芳,徐亿普,王福,夏登胜,ZHOU Jian.间充质干细胞在小型猪重组牙胚同种异体移植中的免疫调节作用[J].北京口腔医学,2023,31(01):12-17.
[4]洪政,王峰.间充质干细胞在同种异体心脏移植中诱导免疫耐受的进展[J].湖北民族大学学报(医学版),2022,39(04):56-59.
*内容为【干细胞精研社】原创,转载请注明来源
图片来源于网络,侵删