引言

機(jī)體內(nèi)的MSC廣泛存在于基質(zhì)中和血管周,，甚至曾認(rèn)為MSC屬于周細(xì)胞（pericyte）[1, 2]。大量的研究顯示MSC分泌多種營(yíng)養(yǎng)性因子或生長(zhǎng)因子,，通過(guò)旁分泌作用促進(jìn)多種細(xì)胞的存活[3-7],。MSC還能減少炎癥和減少組織細(xì)胞的凋亡[8]，促進(jìn)內(nèi)源性組織器官的干祖細(xì)胞的增殖[9, 10],，從而達(dá)到修復(fù)組織器官的效果,。那么機(jī)體自身MSC是否受到損傷，很大程度上決定機(jī)體自我修復(fù)功能是否健全,。

第一部分：

糖尿病整體環(huán)境損傷MSC

糖尿病的病理生理很復(fù)雜,，血糖控制不好，容易累及多器官病變,。糖尿病患者最基本的病理改變?cè)谟谕砥谔腔K末產(chǎn)物（AGEs）的積累增多所致,。AGEs形成后，通過(guò)介導(dǎo)胞內(nèi)線粒體呼吸鏈蛋白的糖基化,，產(chǎn)生過(guò)多的活性氧簇（ROS）,，氧自由基損傷胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，同時(shí)損傷細(xì)胞膜,，從而引起慢性炎癥反應(yīng)[11-14],。長(zhǎng)期的慢性炎癥損傷患者自體MSC，使得自體MSC的增殖能力下降,，難于獲得足夠的MSC細(xì)胞數(shù)來(lái)回輸治療[15],，而且患者自體MSC的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子分泌數(shù)量和種類減少，導(dǎo)致自體MSC抗纖維化,、消炎能力和促進(jìn)血管新生能力受到損傷[15-17],。

AGEs能刺激ROS的長(zhǎng)生增多,，而ROS對(duì)健康MSC亦有直接的損傷，包括損傷MSC的增殖能力,、遷移和粘附,、細(xì)胞因子分泌譜改變、誘導(dǎo)凋亡等[13, 14, 18],，因此,，減少干細(xì)胞胞內(nèi)氧自由基的堆積，有利于保持干細(xì)胞的健康狀態(tài),。有意思的是,，雖然AGE損傷骨髓MSC的干性，如果骨髓MSC高表達(dá)Nanog和Oct4,，那么I型糖尿病骨髓MSC的抗凋亡能力得到一定的提高,，而且阻斷AGE受體介導(dǎo)的信號(hào)通路在一定程度上保護(hù)了骨髓MSC[19]。

炎癥因子TNF-α不僅能通過(guò)激活下游的NFκB通路損傷健康骨髓MSC,，而且亦能增加糖尿病患者骨髓MSC的凋亡,，導(dǎo)致糖尿病患者骨髓MSC的數(shù)量減少，阻斷TNF-α的活性有利于恢復(fù)糖尿病患者骨髓MSC的促進(jìn)組織再生的能力[20],。雖然有研究顯示糖尿病大鼠骨髓MSC依然能分泌趨化因子和促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞形成血管結(jié)構(gòu)[21],，但是用糖尿病患者的血清培養(yǎng)健康者骨髓MSC，則出現(xiàn)健康MSC的促血管新生能力顯著下降,，同時(shí)伴隨著趨化能力的下降[22],，其原因可能在于糖尿病患者血液中富含的氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）能損傷骨髓MSC的胞膜，導(dǎo)致MSC死亡,，而且抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸并不能抵抗氧化低密度脂蛋白對(duì)MSC的損傷[23],。

糖尿病骨髓微環(huán)境亦損傷MSC

長(zhǎng)期高血糖可以引起長(zhǎng)骨骨小梁結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，導(dǎo)致骨髓腔微環(huán)境的改變[24],。骨髓微環(huán)境的改變能影響到骨髓腔干細(xì)胞龕（niche）的微環(huán)境及干細(xì)胞的功能[25],。糖尿病患者的骨髓微環(huán)境重構(gòu)的原因有[25, 26]：①骨微結(jié)構(gòu)改變：脂肪沉淀增多，骨髓MSC成骨分化功能受損導(dǎo)致成骨祖細(xì)胞的減少[27-29],；②微血管障礙：骨髓腔內(nèi)血管通透性改變,，導(dǎo)致干細(xì)胞龕出現(xiàn)血液灌注不足[30, 31]；③骨髓神經(jīng)病變：糖尿病患者骨髓神經(jīng)病變導(dǎo)致傷害感受無(wú)法正常傳遞到骨髓MSC,，使得骨髓MSC未能感受到組織損傷的信號(hào),，骨髓MSC處于無(wú)應(yīng)答狀態(tài)[32]。也有研究顯示是糖尿病骨髓里面的M1型巨噬細(xì)胞增多,，限制了骨髓MSC的趨化遷移能力[33],。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)I型糖尿病骨髓MSC抑制免疫反應(yīng)的能力下降，提示I型糖尿病骨髓微環(huán)境對(duì)MSC有損傷[34, 35]。但是I型糖尿病患者骨髓MSC的形態(tài),、免疫抑制能力和遷移能力均和健康骨髓MSC沒(méi)有明顯的差異[26, 36, 37],。和健康骨髓MSC相比，糖尿病小鼠骨髓MSC高分泌炎癥介質(zhì)：ccl-2, ccl-3, ccl-4, IL-6, IκBα, MCP-1/5, MIP-1α/β, MIP-2, TNF-α[16],。比如MIP-1α/β能吸引M1型巨噬細(xì)胞（促進(jìn)炎癥的巨噬細(xì)胞）趨化到損傷部位[38],，這種促進(jìn)炎癥的巨噬細(xì)胞的聚集進(jìn)一步加劇了組織的損傷和阻礙了損傷后的自體修復(fù)[39]。骨髓微環(huán)境損傷MSC的修復(fù)功能,，而MSC無(wú)法正常地發(fā)揮組織損傷后的修復(fù)作用,，進(jìn)而加劇了糖尿病并發(fā)癥的發(fā)展[24]。

生長(zhǎng)因子（IGF-1和bFGF）體外培養(yǎng)糖尿病患者骨髓MSC,，通過(guò)自分泌或旁分泌機(jī)制,，能促進(jìn)損傷的MSC分泌多種生長(zhǎng)因子，使得增殖能力得到恢復(fù)[40],。富血小板血栓釋放上清（platelet rich clot releasate）同樣起到生長(zhǎng)因子的作用，促進(jìn)損傷的MSC的功能恢復(fù)[41],。這說(shuō)明糖尿病骨髓MSC的功能受損是暫時(shí)性的和可逆性的,，給與恰當(dāng)?shù)闹委煾深A(yù)，能夠逆轉(zhuǎn)糖尿病骨髓微環(huán)境對(duì)MSC的損傷,。

胰島β細(xì)胞替代技術(shù)的發(fā)展,，給I型糖尿病的治療帶來(lái)治愈的曙光。但I(xiàn)I型糖尿病病生病理比I型糖尿病復(fù)雜,，而且并發(fā)癥和致殘率高于I型糖尿病,。除了控制血糖外，可能還需要綜合治療,，尤其是積極預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生,。

參考文獻(xiàn)：（略）

第二部分：MSC治療糖尿病的臨床研究

第一部分已經(jīng)總概述了糖尿病全身性環(huán)境和骨髓微環(huán)境對(duì)MSC的損害性影響。第二部分重點(diǎn)綜述MSC治療糖尿病的臨床研究的成果,，但不涉及MSC治療糖尿病并發(fā)癥,。

2010年著名的新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志發(fā)文介紹了中國(guó)糖尿病的流行病學(xué)情況，糖尿病患者約9千萬(wàn),，40歲以上的發(fā)病率超過(guò)10%,，其中90%為2型糖尿病[1]。高發(fā)病率和高并發(fā)癥已經(jīng)嚴(yán)重威脅到糖尿病患者生活質(zhì)量和身體健康,，因此,，尋求有效降低和穩(wěn)定血糖的治療方法，以及預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生,，意義非凡,。干細(xì)胞，尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞的出現(xiàn),，其獨(dú)特的功能特性迅速被應(yīng)用于糖尿病的治療研究,。

較早時(shí)候的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明,，經(jīng)過(guò)體外誘導(dǎo)培養(yǎng)，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）能分化為分泌胰島素的β細(xì)胞樣的細(xì)胞,，降低糖尿病老鼠的血糖水平[2-4],。隨后進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，MSC輸注后,，改善胰島β細(xì)胞的微環(huán)境,，比如抑制局部的免疫反應(yīng)和改善缺血缺氧，能保護(hù)胰島β細(xì)胞免受進(jìn)一步的損傷[5, 6],。因此,，在MSC治療糖尿病的臨床研究中，MSC存在兩種狀態(tài)：①經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)培養(yǎng),，能分泌胰島素,，②不經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)培養(yǎng)。目前的臨床研究中常用糖化血紅蛋白（HbA1c）和胰島素用量這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)判斷MSC治療糖尿病的療效[7],。

1 型糖尿病

1型糖尿病屬于自身免疫性疾病的一種,，由自身的T細(xì)胞異常激活，不斷攻擊胰島的β細(xì)胞,，使得β細(xì)胞凋亡或壞死,，從而引起胰島素不足而出現(xiàn)高血糖[8]。阻斷T細(xì)胞對(duì)β細(xì)胞的破壞和促進(jìn)β細(xì)胞的再生,，是治愈1型糖尿病的兩個(gè)策略,，也是1型糖尿病研究的重點(diǎn)方向和巨大的挑戰(zhàn)。

9例臨床研究評(píng)估自體骨髓MSC治療1型糖尿病的療效,，年齡18-40歲,，初診首治患者，給與自體骨髓(2.1-3.6) x 10*6/kg MSC外周靜脈治療,；在10周和1年后的時(shí)間點(diǎn),，治療組和對(duì)照組患者的糖化血紅蛋白（HbA1c）和C-肽沒(méi)有差異[9]。

5例1型糖尿病酮癥酸中毒患者接受健康異體骨髓MSC和對(duì)癥處理,，其中MSC靜脈輸入,，按體重1 x 10*6/kg；1例患者在3個(gè)月內(nèi)無(wú)需依賴胰島素,，2例患者在2年內(nèi)胰島素用量減少,；MSC治療有效的患者3年內(nèi)的糖化血紅蛋白（HbA1c）均能維持較低的水平[10]。

28例單純的1型糖尿病患者納入一個(gè)隨機(jī)對(duì)照雙盲臨床研究,，所有的患者均給與常規(guī)基礎(chǔ)治療,，其中的15例患者給與2次臍帶MSC靜脈輸入治療(1.5-3.2 x 10*7)，中間相隔一個(gè)月，整個(gè)臨床研究觀察了2年,，治療組糖化血紅蛋白（HbA1c）水平低于對(duì)照組,，而且胰島素的使用量下降約50%[11]。

從上述的三個(gè)臨床研究的報(bào)道來(lái)看,，暫時(shí)可以得出一些結(jié)論：①1型糖尿病患者自體骨髓MSC不適合用來(lái)自體治療,；②健康患者的MSC輸入治療可以降低胰島素的使用量，說(shuō)明胰島β細(xì)胞的數(shù)量或功能得到一定的恢復(fù),；③臨床研究例數(shù)偏少,，各研究對(duì)照組病情不一致，治療方案不一致,，導(dǎo)致結(jié)果可能出現(xiàn)偏差,。另有Meta分析顯示臍帶MSC治療1型糖尿病的效果優(yōu)于骨髓MSC，而且在診斷明確后越早治療效果越好[12],。

2 型糖尿病

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明了MSC可以治療II型糖尿病,，提高胰島素和C-肽的分泌量，增強(qiáng)胰島素的敏感性,，降低血糖水平[13, 14],。和MSC治療其他適應(yīng)癥一樣，多次注射MSC能維持較長(zhǎng)的療效時(shí)間,，療效優(yōu)于單次注射[14],。

2型糖尿病的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,，病情進(jìn)展到體內(nèi)胰島素相對(duì)不足之時(shí),，需要額外注射胰島素治療。目前,，MSC治療2型糖尿病的出發(fā)點(diǎn)在于,，經(jīng)過(guò)MSC治療后，患者是否能擺脫胰島素治療,？當(dāng)然,，治愈糖尿病依然是一個(gè)未來(lái)的終極目標(biāo)。MSC治療2型糖尿病的總體概括見下表,。

大部分臨床研究均顯示,，MSC輸入治療后，患者胰島素的使用量下降比較明顯,，而且效果能維持?jǐn)?shù)月甚至一年半[15-19],。也有臨床研究顯示MSC并不能明顯地提高2型糖尿病患者胰島素的敏感性，不能減少胰島素的使用量[20, 21],。下面逐一詳細(xì)匯報(bào)各臨床研究的基本情況,。

臨床報(bào)道

MSC治療有效的臨床報(bào)道

一個(gè)安慰劑對(duì)照的臨床試驗(yàn)，同時(shí)比較評(píng)價(jià)骨髓MSC（1 x 10*6/kg MSC）和骨髓單個(gè)核（MNC，1 x 10*9/人）治療2型糖尿病的療效,；治療組每組均10例患者,，胰腺動(dòng)脈介入方法單次輸注治療；1年后,，MSC治療組患者的胰島素使用量減半,，但是糖化血紅蛋白（HbA1c）和C-肽沒(méi)有明顯變化；MNC治療組患者的胰島素使用量也減半,，C-肽明顯提高,，但是糖化血紅蛋白（HbA1c）沒(méi)有明顯變化[15]。

61例（18-60歲）2型糖尿病患者隨機(jī)分為2組,，治療組給與臍帶MSC治療,，每月一次，連續(xù)2次,，外周靜脈輸入,，細(xì)胞數(shù)為(5.3-8.9) x 10*7，觀察評(píng)價(jià)時(shí)間為3年,；MSC治療組患者的胰島素使用量同樣下降約50%,，同時(shí)糖化血紅蛋白（HbA1c）下降明顯，但是1年半以后胰島素使用量和和糖化血紅蛋白（HbA1c）開始緩慢升高,；在3年的時(shí)間點(diǎn),，治療組的胰島素使用量依然低于對(duì)照組，但是糖化血紅蛋白（HbA1c）已經(jīng)沒(méi)有差異[16],。

6例不伴隨并發(fā)癥的難治性胰島素依賴性2型糖尿病患者（27-51歲）,，每2周一次，連續(xù)2次,，給與(0.79-0.95) x 10*6/kg的臍帶MSC外周靜脈注射,；觀察周期為2年，1例患者在3個(gè)月,、2例患者在6個(gè)月擺脫胰島素治療,，而且C-肽水平隨著升高；剩下3例患者的胰島素使用量在6個(gè)月后開始恢復(fù)到治療前的水平,，甚至有2例超過(guò)之前的用量[17],。

10例胰島素依賴性2型糖尿病患者（48-82歲），均有嚴(yán)重的心腎血管疾病并發(fā)癥接受胎盤來(lái)源的MSC治療,，每月一次,，連續(xù)3次，外周靜脈輸入,，(1.22–1.51) x 10*6/kg,；6個(gè)月后,，患者體內(nèi)的胰島素水平升高，提示胰島β細(xì)胞的功能得到一定程度的恢復(fù),，而且4例患者胰島素的使用量減半,，所有患者的糖化血紅蛋白（HbA1c）均顯著下降[18]。

22例不伴隨并發(fā)癥的2型糖尿病患者（18-70歲）,，17例同時(shí)接受口服降糖藥和胰島素治療,，先給與外周靜脈輸入臍帶MSC，5天后給與胰腺動(dòng)脈介入方式輸入同量的MSC,，1 x 10*6/kg,；一個(gè)月后，糖化血紅蛋白（HbA1c）和C-肽輕微改善,，此后至1年的時(shí)間內(nèi)胰島素用量逐漸減少至一半,；雖然胰島素用量一年內(nèi)持續(xù)下降，但一個(gè)月后患者的餐后血糖和糖化血紅蛋白（HbA1c）維持穩(wěn)定水平,，HbA1c并不隨著胰島素用量減少而下降,，而且治療前后的空腹血糖沒(méi)有變化；意外的是,，患者體內(nèi)的CD3+T淋巴細(xì)胞和CD4+T淋巴細(xì)胞的數(shù)量均下降[19],。

MSC治療無(wú)效的臨床報(bào)道

一個(gè)多中心隨機(jī)安慰劑對(duì)照臨床試驗(yàn)，不伴隨并發(fā)癥的2型糖尿病患者,，口服降糖藥不能穩(wěn)定血糖,，而且使用胰島素不超過(guò)7天；患者單次靜脈注射異體骨髓MSC,，根據(jù)MSC的細(xì)胞數(shù)不同分為3組,，每組均為15例患者，0.3 x 10*6/kg組,、1.0 x 10*6/kg組,、2.0 x 10*6/kg組,；12周內(nèi),，2.0 x 10*6/kg組的患者糖化血紅蛋白（HbA1c）下降明顯，但是其他觀察指標(biāo)沒(méi)有明顯的改變[20],。這是一個(gè)高質(zhì)量的臨床研究,，但是從結(jié)果來(lái)看，即使給與高劑量MSC（2.0 x 10*6/kg）治療,，單次注射不能讓2型糖尿病患者明顯收益,。

18例不伴隨并發(fā)癥的2型糖尿病患者（23-65歲），每2周一次,，連續(xù)3次,，給與(1-3) x 10*6/kg的臍帶MSC外周靜脈注射,；經(jīng)過(guò)MSC治療后，18例患者被分為有效組（8例）和無(wú)效組（10例）,；在有效組中,，空腹血糖和餐后血糖有明顯改善，但胰島素使用量略為下降,，從0.96到0.78 IU/day/kg（P=0.085）,，糖化血紅蛋白（HbA1c）和C-肽沒(méi)有明顯變化，Treg細(xì)胞含量顯著升高,，但其他淋巴細(xì)胞亞群沒(méi)有明顯變化[21],。

MSC和其他細(xì)胞聯(lián)合使用

印度的一個(gè)研究小組不區(qū)分糖尿病的分型，而是直接將11例胰島素依賴性糖尿病患者納入研究組（沒(méi)明確指出是哪型糖尿病,，就是這么瘋狂?。幌仍隗w外誘導(dǎo)異體脂肪來(lái)源的MSC分泌胰島素,，抽取患者骨髓進(jìn)行造血干細(xì)胞培養(yǎng)8天后,，通過(guò)手術(shù)方法，在腹部大網(wǎng)膜靜脈注射分泌胰島素的MSC和造血干細(xì)胞（HSC）,；同時(shí)給與患者200cGY連續(xù)5天的放射,，以預(yù)防細(xì)胞輸入引發(fā)的排異反應(yīng)（這臨床治療方案也是前無(wú)古人后無(wú)來(lái)者！）,；觀察了12個(gè)月后,，9例患者的胰島素使用量明顯下降，2例患者沒(méi)有明顯變化[22],。該研究小組隨后進(jìn)行一個(gè)對(duì)照臨床試驗(yàn),，相同的治療方案，只是研究比較自體干細(xì)胞和異體干細(xì)胞治療1型糖尿病的療效差異,；結(jié)果發(fā)現(xiàn)自體干細(xì)胞治療的患者C-肽升高明顯,，而其他的指標(biāo)都沒(méi)有差異[23]。

中國(guó)的一個(gè)研究小組亦開展相似但相對(duì)比較簡(jiǎn)單點(diǎn)的研究方案,，即臍帶MSC（1.0 x 10*6/kg）聯(lián)合自體骨髓單個(gè)核（BM-MNC,，106.8 x 10*6/kg）胰腺動(dòng)脈介入方法單次輸注治療1型糖尿病,；1年后,，21例患者的糖化血紅蛋白（HbA1c）和胰島素使用量略為下降，分別為HbA1c從平均8.6%降到7.5%,，胰島素的用量從0.9降到0.6 IU/day/kg[24],。

總結(jié)

從目前的臨床研究的結(jié)果來(lái)看，“MSC治療糖尿病”此論斷實(shí)屬不妥,，因?yàn)闀簳r(shí)還沒(méi)有嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)證明MSC可以代替常規(guī)降糖藥和胰島素,。但是目前的研究都支持MSC可以應(yīng)用于糖尿病患者,，在一定程度上能保護(hù)胰島β細(xì)胞的功能，提高機(jī)體對(duì)胰島素的敏感性,。胰島素使用量的減少,，將給機(jī)體帶來(lái)什么好處？MSC的使用是否能維持血糖的穩(wěn)定性,？MSC的使用能否預(yù)防或治療并發(fā)癥,？這些問(wèn)題源于前期探索性臨床研究，需要在未來(lái)的臨床研究中解決,。

另外,，如果在文獻(xiàn)中并沒(méi)提及或證明所用的細(xì)胞為間充質(zhì)干細(xì)胞，比如所用細(xì)胞為：骨髓干細(xì)胞（單個(gè)核細(xì)胞,，MNC）,，則不給與引用和討論，因?yàn)楣撬韪杉?xì)胞包含多種明顯異質(zhì)的細(xì)胞群體,，而且所含的MSC數(shù)量很少,。

參考文獻(xiàn)（略）