系統性硬化癥的細胞療法：從造血干細胞移植到干細胞療法

系統性硬化癥 (SSc) 是一種罕見的自身免疫系統性疾病，其特征在于三個主要功能障礙：自身免疫反應、血管病變和組織纖維化。結果是微血管逐漸喪失，皮膚和內臟器官（包括肺和胃腸道）纖維化。呈現的第一個也是最常見的癥狀是雷諾現象，這是血管功能障礙的直接征兆，通常并發指潰瘍 (DU)，這是SSc患者的主要負擔之一。血管病變的另一種表現是肺動脈高壓，連同廣泛的皮膚和內臟器官纖維化，導致SSc患者的殘疾和死亡率增加。

系統性硬化癥的發病機制

該疾病的發病機制很復雜，但在了解所涉及的機制方面已經取得了實質性進展。據推測，在遺傳易感人群中，環境因素會導致細胞因子釋放、免疫細胞激活和結締組織修復失調。事實上，在SSc患者中觀察到的纖維化變化可能是由于結締組織對氧化應激等損傷的反應功能失調。涉及廣泛的細胞成分，主要是內皮細胞、間充質細胞以及T和B淋巴細胞。纖維化是由肌成纖維細胞產生過多的膠原蛋白和其他細胞外基質蛋白引起的。內皮細胞向肌成纖維細胞的轉變是由活化的B和T細胞（IL-6、IFN-α、IL-10、TGF-β、PDGF）釋放的細胞因子誘導的。

目前，SSc被認為是無法治愈的。最近引入的生物疾病改善藥物 (DMARDs) 和抗纖維化療法提供了更多的特異性和有效性。然而，此類療法通常只能減緩疾病進展，很少逆轉疾病表現。此外，維持治療會使患者暴露于副作用，例如感染，并且可能與合并癥的累積風險有關。在出現廣泛且不可逆的損傷之前，需要重新設置自身免疫致病機制，這導致了從動物模型到臨床實踐的許多努力，以開發能夠恢復自我耐受性的細胞的療法。除了它們的耐受特性外，細胞療法還顯示出一種有趣的潛力，即能夠修復已經受損的組織的再生療法。

系統性硬化癥的細胞療法：從造血干細胞移植到干細胞療法

在這里，我們回顧了有關干細胞療法治療系統性硬化癥的現有文獻，從臨床前模型到臨床應用，以及在其他自身免疫性疾病中采用的方法，這些方法可能對系統性硬化癥患者的未來研究感興趣。

造血干細胞移植

造血干細胞移植（HSCT）在治療血液系統惡性腫瘤方面具有鞏固的作用。20多年來人們對其在自身免疫性疾病治療中的應用越來越感興趣，由于三項陽性RCT，自體造血干細胞移植現在被認為是難治性系統性硬化癥的標準療法。

HSCT是一個多步驟程序，旨在用源自HSC的新系統替換患者的造血系統，該系統可以從健康供體（異基因HSCT）或同一患者（自體）收集。移植物可以進行CD34選擇以富集HSC并可能去除自身反應性淋巴細胞，或者可以在未經操作的情況下注入。自身反應性免疫細胞的消融是通過預處理方案實現的，其強度變化很大，從完全到非清髓性不等，通常包括抗胸腺細胞球蛋白 (ATG)。

自體造血干細胞移植治療自身免疫性疾病的基本原理是重置功能失調的、自身反應性免疫系統，以恢復更天真的、自我耐受的免疫系統。

造血干細胞移植治療系統性硬化癥的臨床案例

在SSc的初步報告中，arge及其同事在一項I-II期研究中記錄了12名患者自體造血干細胞移植的安全性和臨床益處。觀察到所有患者的造血功能恢復，11名可評估患者中有8名取得了顯著的臨床反應。

在取得這些有希望的初步結果之后，針對干細胞療法進行了三項隨機對照研究，將自體造血干細胞移植與標準免疫抑制療法進行了比較。

II期ASSIST試驗將19名SSc患者隨機分配接受非清髓性、未經處理的HSCT或每月一次的環磷酰胺治療。與環磷酰胺標準免疫抑制后缺乏顯著的長期益處相比，造血干細胞移植組的所有患者均表現出皮膚和肺部改善。值得注意的是，間質性肺病長期以來被認為是不可逆的，在造血干細胞移植后可能至少部分逆轉，移植后數年觀察到持續改善。

最近，一項納入80名SSc患者的非干預性前瞻性研究結果表明，自體HSCT后2年無進展生存率為81%。通過多變量分析，較高的基線皮膚改良Rodnan皮膚評分和較高的移植年齡已被確定為較低無進展生存期的預測因子，而移植物操作CD34選擇與較好的反應相關。CD34移植物選擇的必要性是有爭議的。一些研究報告說，與未經處理的移植相比，CD34選擇的移植改善了臨床結果和更好的無進展生存期，具有相當的毒性和感染率，而其他研究則沒有顯示出任何顯著差異。

到2022年5月，已有776名系統性硬化癥患者在EBMT登記處接受了造血干細胞移植治療（圖1）。雖然自體HSCT被認為是一種標準的治療選擇，但由于移植相關并發癥的風險較高，使用同種異體造血干細胞移植治療系統性硬化癥仍然是傳聞。需要降低毒性的HSCT平臺來進一步研究和擴大AD患者的同種異體手術。

除了造血干細胞移植，其他具有免疫調節特性的創新治療策略也在自身免疫性疾病的背景下進行了研究，包括干細胞療法（圖2）。

間充質干細胞治療系統性硬化癥具有的臨床潛力

間充質干細胞是一種具有高再生能力的異質基質細胞群，可以在離體分離、培養和擴增，由于其免疫抑制、血管生成和抗纖維化特性，代表了針對SSc的細胞治療方法的有希望的來源。幾十年來，骨髓 (BM) 間充質干細胞一直是MSCs的主要來源。然而，很明顯，具有相似生物學特性的間充質干細胞也可以從胎盤、沃頓氏膠、血管、牙髓、真皮和脂肪組織中分離出來。對MSCs的臨床興趣源于它們向中胚層細胞譜系分化的能力，包括成軟骨細胞、脂肪細胞和成骨細胞，以及它們通過在細胞外囊泡內分泌營養因子、細胞因子和其他生物活性分子而發揮的旁分泌作用。

不同組織來源的間充質干細胞已被研究用于治療多種適應癥，包括組織損傷、自身免疫性疾病和轉移性癌癥。已經研究了自體和同種異體MSC的使用。

移植外源性的干細胞可調節免疫反應，對系統性硬化癥具有抗纖維化、緩解炎癥和減輕血管病變的作用。

靜脈注射間充質干細胞

在系統性硬化癥的動物模型中，幾項體內研究表明，注入MSCs可以限制細胞損傷和膠原蛋白沉積。例如，在SSc大鼠模型中暴露于博來霉素后靜脈輸注骨髓來源的MSC會導致支氣管肺泡灌洗液中組織損傷標志物水平降低，促炎細胞因子水平降低。

鑒于臨床前模型中的這些經驗，近幾十年來已在SSc患者中研究了MSC。已發表的數據僅限于小型病例系列研究或回顧性研究，但均報告了治療的高安全性和極低的治療相關死亡率（表1）。

在一項回顧性研究中，Liang 等人研究了來自骨髓或臍帶血來源的單劑量靜脈注射同種異體MSCs的安全性；該研究重點關注2007年和2016年治療的404名自身免疫性疾病患者，其中包括39名SSc患者。

主要評估指標是治療的安全性和耐受性。五年總生存率約為90%，疾病進展或疾病相關并發癥是最常見的死亡原因，只有一名患者經歷了與治療相關的死亡。感染率高達30%，其中嚴重感染約為 13%，據作者稱，這不僅可以解釋為治療并發癥，還可能部分解釋為與疾病相關的免疫功能障礙。

張等人研究了14名SSc患者的血漿置換和異基因MSC移植的組合。根據研究設計，患者接受重復的血漿置換術，隨后進行三次環磷酰胺脈沖和單劑量1×106個細胞/kg體重的MSC。通過血清學檢測和器官功能分析測量療效。作者觀察到隨訪一年后平均改良 Rodnan皮膚評分顯著改善，以及部分肺纖維化患者的肺功能測試顯著改善?？筍cl70自身抗體、VEGF和TGF-β的水平隨著時間的推移而降低。

最近，Farge等人報道了20名對免疫抑制治療或HSCT反應不足或有禁忌癥的患者使用骨髓來源的MSC。MSCs注入劑量為每公斤體重1×106或3×106。輸液總體耐受性良好，沒有與治療相關的嚴重不良事件。15名患者作出反應，在皮膚厚度方面具有臨床益處。

也有小病例系列報道，均顯示至少暫時的臨床改善。最佳細胞劑量、給藥時機以及來源（自體與異體）仍然存在爭議，需要進行大規模的前瞻性臨床研究。Van Rhijn-Brouwer報告了一項隨機、安慰劑對照研究提案（MANUS試驗，NCT03211793）的開放，該研究提案使用肌肉內MSC注射對20名患有標準治療無效的DU的SSc患者進行。

其他研究已發布在clinicaltrials.gov上。

同種異體間充質干細胞輸注治療系統性硬化癥的注冊號位（NCT05016804、NCT04432545、NCT04356287、NCT02213705）。

干細胞移植治療系統性硬化癥的開放性問題和未來展望

系統性硬化癥的生物學復雜性和臨床異質性對尋找最佳治療方法提出了若干挑戰（圖3）。自身反應性B細胞和T細胞克隆以及適應性和先天免疫系統的失調在疾病發病機制中起核心作用。已經研究了幾種針對它們的治療方法。

缺乏有效的治療方法引導了幾種方法開發能夠恢復自我耐受性的基于細胞的治療方法。已在SSc患者中研究了自體造血干細胞移植，以獲得對自身反應性細胞的深度免疫消融。幾項III期試驗證明其在長期疾病控制方面優于標準免疫抑制藥物。然而，接受HSCT的嚴重心肺功能障礙患者發生移植相關發病率和死亡率的風險較高，因此，我們可以推測應該在心肺功能障礙發展之前的疾病早期提供HSCT。適當的患者選擇和對患者量身定制的低強度預處理方案的研究代表了SSc移植中的重要步驟。

努力研究其他非移植、細胞療法至關重要。其中，間充質干細胞引起了人們極大的興趣：除了它們的耐受特性外，間充質干細胞治療系統性硬化癥顯示出巨大臨床潛力，能夠修復已經受損的組織，而不會產生繼發于預處理方案和HSCT發育不全的潛在毒性。在I期和II期研究中研究了間充質干細胞的局部和全身使用，記錄了它們在穩定或改善疾病方面的整體安全性和潛在功效。

系統性硬化癥的治療是一個不斷發展的領域，目前正在評估新的方法中。間充質干細胞的治療應該是一種安全且潛在有效的治療選擇。

參考資料：

Xue, E.; Minniti, A.; Alexander, T.; Del Papa, N.; Greco, R.; on behalf of The Autoimmune Diseases Working Party of the European Society for Blood and Marrow Transplantation. Cellular-Based Therapies in Systemic Sclerosis: From Hematopoietic Stem Cell Transplant to Innovative Approaches. Cells 2022, 11, 3346. https://doi.org/10.3390/cells11213346.

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