“紅、腫,、熱,、痛”,是機(jī)體對于外界刺激的一種防御結(jié)果,,稱為“炎”,。 假如我們的皮膚破皮了,傷口感染了細(xì)菌,,免疫的第一道防線(皮膚)宣告失守,就會(huì)造成發(fā)炎,。適當(dāng)?shù)摹鞍l(fā)炎”,,釋放信號,吸引大量免疫細(xì)胞前來作戰(zhàn),,發(fā)揮免疫的第二道(先天免疫),、第三道(獲得性免疫)防線功能。 因此,,“發(fā)炎”是有益的,,發(fā)炎是一種信號,促進(jìn)了我們免疫系統(tǒng)高效工作,。 △ 皮膚炎癥圖 然而,,事情總有兩面性,免疫系統(tǒng)是把“雙刃劍”,,我們雖然不希望它弱,但也不會(huì)希望它太強(qiáng),,我們喜歡的是“平衡”,。 就比如這次的新冠肺炎疫情,那些危重癥患者常見的臨床癥狀急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)就是“炎癥風(fēng)暴”的典型代表,,就是免疫過強(qiáng)而導(dǎo)致的免疫系統(tǒng)“失衡”狀態(tài),。 干細(xì)胞利用其旁分泌效應(yīng),,可以通過分泌一些炎癥相關(guān)因子,抑制免疫過激反應(yīng)(over-reactive immunity),。 這看上去像是中國儒家的傳統(tǒng)思想——“中庸之道”,。 01 免疫是把“雙刃劍” 大部分人普遍有一個(gè)“共識”,我們會(huì)生病,,是因?yàn)槲覀兊拿庖吡Φ拖铝?,所以才?huì)感染了病毒、細(xì)菌,。此話只對了一半,,免疫力低,的確會(huì)讓我們更容易感染病原微生物,,但因?yàn)椤懊庖吡Φ汀睂?dǎo)致的疾病,,其實(shí)只占我們生病的小部分,而大部分疾病恰恰是因?yàn)?,我們的“免疫力”太?qiáng)了導(dǎo)致的,。 免疫力太強(qiáng),導(dǎo)致免疫細(xì)胞殺紅了眼,,一時(shí)分辨不出“自己”和“異己”,,瘋狂地攻擊發(fā)炎部位周邊的細(xì)胞、組織,、器官,,激烈的戰(zhàn)斗會(huì)引起免疫過激反應(yīng),造成對自身的損害,。 △ 免疫過激反應(yīng)引發(fā)的“細(xì)胞因子風(fēng)暴” 因此,,我們將免疫系統(tǒng)形容是一把雙刃劍。 它既能保護(hù)你的身體,,也可能傷害到你的身體,。 春天出門看見花就打噴嚏,起床抖一抖被子也會(huì)打噴嚏,,這些都是我們熟知的免疫過激反應(yīng),,即過敏。一顆小小的花粉,,一個(gè)小小的螨蟲,,吸到鼻子里而已,我們的免疫細(xì)胞就如臨大敵,,小題大做,,開啟猛烈的免疫過激反應(yīng),造成疾病。 從這里可以看出,,免疫系統(tǒng)的穩(wěn)定對于機(jī)體的健康十分重要,。而間充質(zhì)干細(xì)胞臨床最早應(yīng)用的,就是它的3大作用之一,,免疫調(diào)節(jié),,抑制過激免疫反應(yīng)。 02 免疫平衡靠調(diào)節(jié) 何謂調(diào)節(jié),? 免疫太弱時(shí)刺激免疫系統(tǒng),,免疫過激時(shí)抑制免疫系統(tǒng),動(dòng)態(tài)平衡免疫力,,就是免疫調(diào)節(jié)的過程,。 間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)隸屬于干細(xì)胞中的多能干細(xì)胞,分化能力介于全能和單能干細(xì)胞之間,,是干細(xì)胞家族中研究得最廣泛,,應(yīng)用最廣泛的干細(xì)胞。 間充質(zhì)干細(xì)胞不表達(dá)或者僅表達(dá)可忽略的主要組織相容性復(fù)合體(MHC-I,,MHC-II),、Fas配體和T細(xì)胞共刺激分子B7-1、B7-2,、CD40,、CD40L等[1],因此MSC不容易被宿主T細(xì)胞識別,,可以逃避同種異基因反應(yīng)細(xì)胞的識別,,具有較低的免疫原性??梢哉J(rèn)為,間充質(zhì)干細(xì)胞是天生的免疫豁免細(xì)胞,,這是其免疫調(diào)節(jié)的大前提,。 △ 干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用 無論是體內(nèi)(in vivo)還是體外(in vitro)實(shí)驗(yàn),都證明了間充質(zhì)干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)抑制免疫過激的作用,。 在體外混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,,間充質(zhì)干細(xì)胞可以抑制同種異基因抗原、分裂素如植物凝血素(PNA),、刀豆球蛋白A(ConA),、結(jié)核菌素以及CD3和CD28抗體活化的T細(xì)胞誘導(dǎo)的淋巴細(xì)胞增殖[2]。且抑制作用隨著間充質(zhì)干細(xì)胞濃度的增加而升高,,如果沒有細(xì)胞周期蛋白(cyclinD)的活化,,T細(xì)胞將始終維持在G0期,不會(huì)活化。 △ 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)活化T細(xì)胞的分裂停滯 這些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),,間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)上清對T細(xì)胞的活化沒有抑制作用,,但卻對B細(xì)胞的活化有明顯的抑制作用。存在或缺乏間充質(zhì)干細(xì)胞的不同條件下,,用抗CD40和IL-4刺激B細(xì)胞,,進(jìn)一步證實(shí)了間充質(zhì)干細(xì)胞對B細(xì)胞活化的抑制作用[3]。 在體內(nèi),,靜脈注射狒狒骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞,,發(fā)現(xiàn)可以延長同種異基因的皮膚移植物存活時(shí)間,且單次劑量的間充質(zhì)干細(xì)胞靜脈注射獲得的抑制強(qiáng)度與目前臨床上使用的有效的免疫抑制劑藥物作用效果相似[4],。說明間充質(zhì)干細(xì)胞可以替代免疫抑制劑類藥物,,發(fā)揮臨床免疫調(diào)節(jié)的功能。 進(jìn)一步探索間充質(zhì)干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)的具體機(jī)制,,我們發(fā)現(xiàn)需要從免疫系統(tǒng)本身入手,,即先天免疫和獲得性免疫。間充質(zhì)干細(xì)胞正是采用雙管齊下的方式,,調(diào)節(jié)平衡,。 03 間充質(zhì)干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)的機(jī)制 間充質(zhì)干細(xì)胞之所以能夠在體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)中均達(dá)到免疫調(diào)節(jié)的作用,抑制免疫過激反應(yīng),,主要是因?yàn)殚g充質(zhì)干細(xì)胞對先天免疫和獲得性免疫均有一定的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制,。 △ 干細(xì)胞調(diào)控免疫系統(tǒng)示意圖 自然殺傷細(xì)胞(NK)、巨噬細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞是清除病原微生物的重要細(xì)胞,,前兩者屬于先天免疫,,無差別攻擊微生物,后者屬于獲得性免疫,,通過識別異物表面的HLA分子達(dá)到清除的目的,。 間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過細(xì)胞與細(xì)胞間的直接接觸,以及分泌效應(yīng)分泌生物活性因子,,如生長因子,、細(xì)胞因子和趨化因子等行使其免疫調(diào)節(jié)作用。比如MSC與巨噬細(xì)胞相互作用后,,上調(diào)巨噬細(xì)胞中與吞噬功能相關(guān)的分子表達(dá),,如清道夫受體等,使得巨噬細(xì)胞對微生物的吞噬能力增強(qiáng),,減少入侵的微生物對免疫細(xì)胞的進(jìn)一步刺激,。MSC還可以通過分泌TGF-b和PEG-2,來抑制IL-2刺激的NK細(xì)胞的增殖,。 對于T細(xì)胞的過度活化,,研究發(fā)現(xiàn),,間充質(zhì)干細(xì)胞一方面可以抑制PBMC(外周血單核細(xì)胞)形成抗原遞呈細(xì)胞——樹突狀細(xì)胞(DC),從而抑制淋巴細(xì)胞增殖,,導(dǎo)致了效應(yīng)T細(xì)胞的衰減,。而另一方面,間充質(zhì)干細(xì)胞可以直接通過調(diào)控T細(xì)胞的活化亞群含量,,CD4+CD25+,、CD4+ctla4+和CD4+CD25+CTLA4+,而抑制T細(xì)胞的過度活化[5],。 △ 人間充質(zhì)干細(xì)胞與參與同種抗原特異性免疫反應(yīng)的細(xì)胞的相互作用促進(jìn)了表達(dá)調(diào)節(jié)/抑制表型的CD4 + T細(xì)胞亞群的分化 免疫系統(tǒng)本身是具有一定的調(diào)節(jié)能力的,,主要依賴T helper細(xì)胞,如Treg,,Th17等,,而間充質(zhì)干細(xì)胞能夠影響這類細(xì)胞而達(dá)到改善免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的目的。 比如MSC可以上調(diào)Treg細(xì)胞來抑制促炎癥因子IFN-g的釋放,,上調(diào)Th2來促進(jìn)抗炎因子IL-4的釋放,。 間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用,最早在臨床應(yīng)用,,也會(huì)應(yīng)用得越來越廣泛,,值得期待。 04 免疫調(diào)節(jié)的應(yīng)用 免疫調(diào)節(jié)的應(yīng)用得益于干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用,,干細(xì)胞可以用于治療多種免疫相關(guān)疾病,,比如本次的新冠病毒肺炎、GvHD,、系統(tǒng)性紅斑狼瘡,、炎癥性腸病、過敏性鼻炎等,。 新冠肺炎(COVID-19) 在此次全球肆虐的新冠肺炎中,,干細(xì)胞更是發(fā)揮了重要作用,因?yàn)槲V匕Y的新冠肺炎患者的大部分會(huì)有免疫反應(yīng)應(yīng)過激現(xiàn)象,,也就是“細(xì)胞因子風(fēng)暴”,,從而導(dǎo)致各個(gè)器官迅速衰竭。 而間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)可以抑制過度激活的免疫反應(yīng),,調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)平衡,減輕免疫系統(tǒng)對自身器官的攻擊,,為患者身體修復(fù)提供充足的時(shí)間,。 移植物抗宿主病(GvHD) 它多發(fā)生在骨髓移植之后,,來自移植物對宿主的猛烈攻擊,,造成多系統(tǒng)損害(皮膚,、食管、胃腸,、肝臟等),,是造成死亡的重要原因之一。間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)的出現(xiàn),,給GvHD患者帶來了確切的希望,,基于強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)能力,MSC不僅僅抑制了瘋狂的免疫應(yīng)答,,更是平衡了穩(wěn)態(tài),,成為了英國和歐盟治療2-4級GvHD患者的用藥指南。 系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE) 以針對自身細(xì)胞核成分產(chǎn)生病理性的自身抗體為特征,,損害多種器官的功能(心血管,、腎、神經(jīng)系統(tǒng)等),。間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)能夠通過分泌可溶性細(xì)胞因子來抑制過激的免疫反應(yīng),,包括獲得性免疫,減少T和B細(xì)胞的活化,,減少自身抗體產(chǎn)生,。 炎癥性腸病(IBD) 炎癥性腸病,,包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩氏病,,具體表現(xiàn)在腹痛、腹瀉,、粘液膿血便等,,嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致腸梗阻、出血,、穿孔甚至癌癥,,且反復(fù)復(fù)發(fā),得不到根治,。間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)可以調(diào)節(jié)腸道免疫環(huán)境,,改善微環(huán)境,有效治療肛瘺,、腸梗阻等并發(fā)癥,,大幅下降復(fù)發(fā)率。 過敏性鼻炎(AR) 過敏性鼻炎,,是鼻腔粘膜的變態(tài)反應(yīng),,具體表現(xiàn)在鼻癢、打噴嚏,、流清鼻涕,、鼻塞等難受癥狀,,雖然不會(huì)危及患者生命,但卻是影響每一天的生活質(zhì)量,。間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)可以促進(jìn)Treg細(xì)胞增殖,,平衡Th1/Th2因子的含量,減輕過敏性鼻炎的刺激,,不易復(fù)發(fā),。 因此,干細(xì)胞憑借自身較低的免疫原性,,和對先天性及獲得性免疫的調(diào)節(jié),,能夠幾乎無副作用地控制過激免疫反應(yīng),實(shí)現(xiàn)治療多種免疫相關(guān)疾病的功能,。 參考文獻(xiàn): [1]Robert J. 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