脐带间充质干细胞移植对强直性脊柱炎患者免疫调节及组织损伤的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.01.011

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

间充质干细胞的免疫调节作用：间充质干细胞的免疫学效应朝着抗炎/耐受特性方向倾斜，通过各种生长因子可降低树突细胞产生/分化，增加调节T细胞数量和抑制效应T细胞从而调节免疫反应，间充质干细胞缺乏MHCⅡ型抗原，说明其在同种异体移植中可以规避免疫反应。

强直性脊柱炎：是一种累及中轴骨的慢性关节炎疾病，属于自身免疫性疾病。全基因组关联研究发现这种与基因高度相关疾病有特异性免疫途径的参与，包括白细胞介素17/白细胞介素23通路、核因子κB控制活化、主要组织相容性复合体抗原呈递的氨基酸修剪等。

背景：间充质干细胞具有独特的免疫调节特性，使得其成为移植领域和治疗自身性免疫疾病的研究热点。

目的：探讨脐带间质干细胞对强直性脊柱炎患者免疫水平以及组织损伤的影响。

方法：回顾性分析61例强直性脊柱炎患者的临床资料，按照治疗方法分为对照组(33例)和观察组(28例)，分别进行免疫及生物剂治疗、脐带间充质干细胞输注治疗。治疗结束后随访12个月，观察两组治疗效果、免疫学指标、病情活动指数评分和不良反应发生情况。

结果与结论：①总有效率：观察组和对照组分别为89%和76%，经比较差异有显著性意义(P < 0.05)。②随访12个月，两组的血沉等指标均得到显著改善，且观察组均显著优于对照组(P < 0.05)；两组病情活动指数评分均随着时间的推移不断下降，且治疗后3个月开始，观察组病情活动指数评分均显著低于对照组(P < 0.05)。③不良反应：观察组有1例患者在治疗过程中出现注射外渗现象，经重新选择血管后顺利完成注射。2例患者出现轻微发热现象，经积极物理降温之后体温恢复至正常水平。④结果表明，脐带间充质干细胞输注治疗强制性脊柱炎可以显著改善患者的免疫水平，并有效减轻组织损伤，不良反应较轻微。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

ORCID: 0000-0002-7355-6232(汪军)

关键词: 干细胞, 移植, 强直性脊柱炎, 脐带间充质干细胞, 免疫水平, 病情活动指数评分, 组织损伤

Abstract:

BACKGROUND: Because of unique immunomodulatory properties, mesenchymal stem cells have become a research hotspot in the field of transplantation and the treatment of immune disease.
OBJECTIVE: To investigate the effect of umbilical cord mesenchymal stem cells on immune level and tissue injury in patients with ankylosing spondylitis.
METHODS: The clinical data of 61 patients with ankylosing spondylitis were analyzed retrospectively, and these
patients were divided into control group (n=33) and observation group (n=28) according to the treatment method, who were given immune and biological agents or umbilical cord mesenchymal stem cell infusion, respectively. All the patients were followed up for 12 months and at 12 months after treatment, therapeutic effect, immune level, disease activity index and adverse reactions were observed and compared between the two groups.
RESULTS AND CONCLUSION: The total effective rate was 89% in the observation group and 76% in the control group, and there was a significant difference between groups. At 12 months after treatment, erythrocyte sedimentation rate and other indicators were improved in all the patients, especially in the observation group (P < 0.05); the disease activity index scores were reduced gradually in the two groups, which were significantly lower in the observation group than the control group beginning at 3 months after treatment (P < 0.05). In the observation group, one case presented with injection extravasation and then the injection was successfully completed after re-choice of the blood vessel; two cases had mild fever, and their temperature returned to normal after active physical cooling. These findings indicate that umbilical cord mesenchymal stem cells for ankylosing spondylitis can remarkably improve the immune level, reduce tissue damage and result in little adverse effects in patients.

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 4

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析。

1.2 时间及地点于2013年8月至2015年8月在阆中市人民医院骨科完成。

1.3 对象纳入61例强直性脊柱炎患者，男43例，女18例，年龄17-49岁，平均年龄(28.85±2.15)岁；病程3个月至3年，平均(19.95±3.25)个月。采用美国风湿病学会(ARA)确定的分级标准，经X射线分级^[8]，Ⅰ级(可疑骶髂关节炎)33例，Ⅱ级(骶髂关节边缘模糊，略有硬化和微小侵蚀病变，关节腔轻度变窄)21例，Ⅲ级(骶髂关节两侧硬化，关节边缘模糊不清，有侵蚀病变伴关节腔消失)7例。

纳入标准：①符合强直性脊柱炎诊断标准。②自愿受试，并签署同意书。③相关内容提交医学伦理部门审核通过，临床干细胞的使用通过相关伦理审批。

排除标准：①不符合强直性脊柱炎诊断标准者。②同时参加其他临床研究者。③身体一般情况差，有重大内科疾病或脏器功能衰竭并长期卧床者。

入组患者按照治疗方法分为对照组(33例)和观察组(28例)，两组患者的平均病程和X射线分级情况等进行统计学比较，差异无显著性意义(P > 0.05)。

1.4 方法

1.4.1 人脐带间充质干细胞分离与培养获得健康孕妇分娩所得脐带，孕妇及其家属均知情同意，签署同意书。无菌条件下获得脐带，DPBS冲洗，添加胰酶消化。消化结束之后利用移液枪将细胞转移至离心管中，添加15倍体积DPBS进行离心(1 500 r/min离心10 min)，弃掉上清，用DPBS平衡液进行清洗，收集细胞，置于DMEM培养基中进行培养，制备脐带间充质干细胞悬液，调整细胞浓度为2×10¹⁰ L^-¹。

1.4.2 分组治疗对照组实施免疫及生物剂治疗，静脉滴注英夫利昔单抗，首次剂量5 mg/kg，然后，在首次给药后的第2周和第6周及以后每隔6周各给予一次相同剂量。观察组外周静脉输注脐带间质干细胞，输注过程中保持静脉通畅，输注量30 mL，输注时间30 min，每隔4周进行1次输注治疗，共4次。两组患者在治疗期间均停用其他药物。治疗结束后随访12个月，观察两组的治疗效果、免疫水平、病情活动指数评分以及不良反应发生情况。

1.5 主要观察指标 ①治疗效果。经HLA-B27、骶髂关节CT及MRI综合判定，显效：基本恢复至正常水平，患者受累关节晨僵、疼痛现象消失，脊柱活动情况基本恢复至正常水平；有效：较治疗前明显好转，患者受累关节晨僵、疼痛现象明显改善，脊柱活动情况显著改善；好转：较治疗前好转，患者受累关节晨僵、疼痛现象、脊柱活动情况有改善；无效：患者受累关节晨僵、疼痛现象、脊柱活动情况无明显改善。最终统计时，将显效、有效以及好转计入总有效率中。②免疫学指标。治疗前和末次随访，分别采集两组患者的清晨空腹静脉血，常规抗凝后送检，利用魏氏法检测血沉水平，利用双抗体酶联免疫夹心法检测细胞间黏附分子1以及血清肿瘤坏死因子α水平，严格按照试剂盒说明书操作。③病情活动指数评分。治疗前和治疗后1，3，6，12个月，分别进行病情活动指数评分，得分越高说明患者的病情越严重。④不良反应发生情况。治疗前后对两组患者进行常规肝肾功能等检查，了解是否出现异常，观察并记录患者在治疗过程中出现的发热、呕吐等不良反应。

1.6 统计学分析利用SPSS 19.0软件完成数据处理。等级资料运用Radit分析，计量资料以x(_)±s表示，组间比较t 检验，总有效率等计数资料进行χ²检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

强直性脊柱炎是一种主要累及中轴骨骼(脊椎)的自身免疫性疾病，也可累及其他组织，如心脏、眼部、肺部等^[8]。强直性脊柱炎的病程演变差异很大，其特征是自发缓解和加重交替出现。该病具有高致残性，如不及时有效治疗将可造成脊柱强直、驼背畸形等，严重影响患者正常生活^[9]。

强直性脊柱炎与遗传、感染、内分泌代谢等方面有一定的关系，很难做到很好的预防，因此早期发现显得尤为重要。强直性脊柱炎药物治疗措施少，无法治愈。在常用的药物中，长期服用不良反应大，容易耐药^[10]。目前，常采取激素类、非类固醇类、免疫抑制剂等药物治疗^[11-13]。这些药物可以达到缓解患者肿胀、疼痛的效果，但却无法阻止关节继续病变。随着病情的发展，患者还会出现贫血、消瘦、双下肢无力等症状。另一方面，目前常用的药物都存在不同程度的不良反应，容易造成股骨头坏死、胃部出血、胃肠道反应、肝脏损害、骨髓抑制等^[14]。

强直性脊柱炎与自身免疫功能关系密切，免疫功能会出现明显紊乱，且出现各种组织损伤^[15]。干细胞移植对患者本身的伤害极小，是治疗强直性脊柱炎的理想选择。通过细胞移植治疗能对患者失衡的免疫网络进行重建，使患者自身免疫功能得以长期缓解，同时修复被破坏的软骨及关节组织^[16-22]。

干细胞可以逐渐代替病变部位死亡或受损的细胞，与此同时分泌出细胞活性因子，修复被破坏的软骨及关节组织，骨关节变形停止，活动功能逐渐恢复，病情逐渐好转^[23-24]。另外，强直性脊柱炎患者的全身免疫功能基本失调，经细胞移植后，患者自身的免疫功能得到恢复^[25-27]。试验结果显示，观察组和对照组的总有效率分别为89%和76%，经比较差异有显著性意义(P < 0.05)。随访12个月，两组血沉等指标均得到显著的改善，且观察组的各项指标均显著优于对照组(P < 0.05)。两组病情活动指数评分均随着时间的推移不断下降，治疗后3个月开始，观察组的病情活动指数评分均显著低于对照组(P < 0.05)。分析出现这一结果的原因，可能是因为间充质干细胞具有很强的分化能力，可以在极短的时间内在病灶深处对病变细胞进行全方位包围，大量的活性细胞会分泌很多种营养因子，促进损伤细胞的修复^[28-29]。随着细胞的不断分化、增殖，在修复受损细胞的同时激活体内休眠的细胞，逐渐恢复相应的功能^[30-32]。活性细胞还能激活患者体内沉睡的免疫因子，调节失衡的免疫机制，提高患者自身免疫力，从而达到标本兼治的最佳疗效^[33-36]。观察组患者有1例在治疗过程中出现注射外渗现象，经重新选择血管后顺利完成注射。2例患者出现轻微发热现象，经积极物理降温之后体温恢复至正常水平。患者均未出现呕吐、肝肾功能异常等情况，表明间充质干细胞输注治疗强直性脊柱炎不良反应轻微。

综上所述，脐带间充质干细胞具有分化能力和免疫调节以及抗炎等能力，将其植入强直性脊柱炎患者体内，可以修复体内关节病变坏死、受损的细胞，达到机体免疫功能重建、减轻组织损伤的目的，且不良反应轻微，是一种安全有效的治疗方案。