文章信息
- 王佃亮.
- WANG Dian-liang.
- 细胞药物的临床应用--细胞药物连载之五
- The Clinical Application of Cell Drug
- 中国生物工程杂志, 2016, 36(12): 117-123
- China Biotechnology, 2016, 36(12): 117-123
- http://dx.doi.org/DOI:10.13523/j.cb.20161217
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文章历史
- 收稿日期: 2016-02-18
- 修回日期: 2016-02-28
多年来,胚胞干细胞(ESC)一直是医学界研究的热点,但人ESC (hESC)能否用其治疗疾病一直饱受伦理和道德争议[1-2]。目前世界上hESC系已有数百株,ESC建系建库的目的主要用于研究人体发育的生理病理机制,在此基础上在临床应用ESC治疗疾病。
迄今有4项被批准的hESC临床治疗试验,2010年美国杰龙(Geron)生物医药公司曾率先启动了全球首例hESC治疗临床试验,hESC分化为神经胶质细胞,用于脊髓损伤的治疗,后因巨额经费中止了这一试验计划。美国先进细胞科技公司(Advanced Cell Technology,ACT)用分化的视网膜色素上皮细胞治疗少年黄斑变性和老年黄斑变性,George Pompidou公司将hESC分化为心肌细胞用于心脏病治疗等。
2012年美国ACT公司的研究人员报道了首例hESC临床试验,相关研究论文发表在《柳叶刀》(The Lancet)上。研究人员利用hESC治疗两名患有不同退化性眼疾病的患者,数据表明hESC治疗不仅安全,而且显示出一些治疗效力[3]。
美国生物医药公司Novocell公司也计划在今后几年间开展ESC治疗糖尿病的试验。
1.2 成体干细胞 1.2.1 神经系统疾病干细胞可以分化成神经元和胶质细胞,通过启动再生相关基因的表达,使损伤轴突再生。同时产生多种胞外基质,填充脑损伤后遗留的空腔,为再生的轴突提供支持物,补充外伤后缺失的神经元和胶质细胞。使残存脱髓鞘的神经纤维和新生的神经纤维形成新的髓鞘,保持神经纤维功能的完整性。已经报道的干细胞治疗的神经系统疾病有多发性硬化、肌萎缩侧索硬化、脊髓损伤、帕金森、精神分裂、脑梗死后遗症、小脑萎缩、脑性瘫痪、脑卒中后遗症、颅内血肿后遗症、偏瘫、老年痴呆、共济失调、重症肌无力等。
Jiang等[4]对20例脊髓损伤的患者进行了MSC移植治疗,结果显示感觉、运动、自主神经功能都得到了明显的改善。国内有医院采用患者自体MSC移植治疗了127例脊髓损伤和25例缺血性脑损伤患者,移植方法为MSC脊髓内或脑内移植定向诱导分化与MSC定向分化诱导椎管内或脑内移植相结合。临床试验发现,MSC移植治疗安全有效,术后回访症状均有改善,运动和感觉功能均有不同程度恢复,以伤后1个月内接受干细胞移植者效果最明显,伤后时间越长疗效越不显著,但均无不良反应。Honmou等[5]报道的临床试验发现,自体骨髓MSC移植1周后可以缩小约20%的病灶体积,移植组患者不同程度神经功能恢复,进一步肯定了BMSC移植的效果及安全性。Liu等[6]为了观察脐带MSC治疗脊髓损伤的疗效和安全性,采用经腰椎穿刺鞘注干细胞的方法治疗22例患者,使用美国脊髓损伤协会的评分系统和神经康复学国际协会的脊髓损伤功能评定量表对神经功能的恢复情况及日常生活活动的完成能力进行评估,结果表明,治疗后22例脊髓损伤患者中13例患者有效,不完全性脊髓损伤有效率为81.25%。在大多数治疗有效的患者中,感觉运动功能以及排便和排尿的控制能力得到改善。
随着人们对神经系统再生与干细胞的认识逐渐加深,干细胞移植在脑出血治疗中的作用已备受关注。Li等[7]评价了骨髓单核细胞(包括MSC)对脑出血患者的临床作用,入选了100名患者分为治疗组(60例)和对照组(40例),研究组在出血周边注入骨髓单核细胞,6个月后治疗组神经修复和改善明显。但是目前国内外针对干细胞治疗脑出血的临床研究仍较少,仍需进一步的临床试验验证干细胞在脑出血治疗中的有效性和安全性。
1.2.2 自身免疫疾病传统方法治疗免疫系统疾病效果不理想,可用细胞治疗的自身免疫性疾病主要有系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、多发性溃疡、重症肌无力及过敏性疾病等。
Liang等使用异基因MSC治疗15例难治性系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)患者,观察其疗效和安全性,结果表明MSC治疗后所有患者的临床症状明显改善,SLE疾病活动指数(SLEDI)和24h尿蛋白明显减少,随访12个月SLEDAI积分从12.2±3.3降低到3.2±2.8,并且24h尿蛋白降低(P < 0.05)。13例患者随访1年,2例蛋白尿复发,而其他11例患者在给予维持治疗后疾病活性持续减低。另外,抗双链DNA (anti-dsDNA)水平减低,两例患者肾小球滤过率明显改善,非肾相关的临床症状也显著改善,治疗过程中未发现与治疗有关的不良反应。
国内外均有临床研究表明,移植MSC能明显改善类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)患者的症状。Wang等[8]进行的一项最新研究,探索类风湿性关节炎患者间充质干细胞治疗的有效性和安全性。共纳入172名对传统治疗效果欠佳的类风湿性关节炎患者,随机分为两组,传统抗风湿药物组和脐带MSC组。结果发现,移植中和移植后均没有明显的不良反应,外周血CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞百分比增高,且疾病得到明显缓解。
目前欧洲和北美洲的多个研究机构都开始了干细胞治疗系统性硬化(systemic sclerosis,SSc)Ⅱ、Ⅲ期临床研究。例如,最新的临床试验ASSIST研究是一项北美洲Ⅱ期临床试验,用于评价自体干细胞移植在SSc使用中的安全性和有效性。欧洲抗风湿病联盟(European League Against Rheumatism)与欧洲血液骨髓移植组织(European Group for Blood and Marrow Transplantation)联合组织了一项造血干细胞移植(HSCT)治疗难治性、早期内脏受累的严重SSc的研究[国际硬皮病自体干细胞移植试验(Autologous Stem Cell Transplantation International Scleroderma Trial,ASTIS Trail)],ASTIS研究是第一个在早期弥漫性皮肤系统性硬化症患者中开展的Ⅲ期临床试验,涉及10个国家的27个医疗中心。在该研究中包括156例最长病程为4年的患者,随机分入自体干细胞移植组或标准治疗组,前者包括大剂量环磷酰胺和可致淋巴细胞衰竭的抗体治疗,后者包括12个月静脉环磷酰胺脉冲治疗。结果表明,尽管移植相关死亡风险较高,但其长期生存获益显著。
1.2.3 心血管系统疾病干细胞移植理论上能够分化为心肌细胞,并替代坏死心肌细胞,成为临床研究的热点。治疗心血管疾病的干细胞包括胚胎干细胞、间充质干细胞、内皮祖细胞、CD133+细胞、心脏干细胞、脐血干细胞、脂肪干细胞、iPS细胞等[9]。骨髓MSC在临床上对心力衰竭患者的疗效首次被Hare等[10]证实。将30位左室功能不全的缺血性心肌病患者(LVEF≤50%)经心内注射自体和异体BMSCs治疗,剂量分别为2×107个、1×108个和2×108个细胞。30天内,1名患者因心衰住院。一年后,异体移植组严重不良事件为33.3% (n=5),自体移植组为53.3%(n=8)。自体BMSCs移植6min步行试验,明尼苏达心力衰竭生活质量评分(MLHFQ score)明显改善。心肌球衍生细胞(cardiosphere-derived cell, CDC)是一种心脏来源的干细胞,存在于心肌内,具有分化及自我更新能力,目前已经从基础研究进入了临床试验阶段。2012年的CADUCEUS研究[11]将心肌梗死后2~4周心衰的患者分为CDC组17例和标准治疗组8例,CDC组通过心肌活检获得的自体CDC被输入心肌梗死相关冠脉,6个月后MRI分析显示接受CDC治疗的患者与对照组相比心脏瘢痕面积减少,增加心肌细胞存活,局部心肌收缩力增强,收缩期室壁显著增厚。CDC输注后24h内没有发现并发症,6个月后无患者死亡,无肿瘤发生,CDC组有4例患者(24%)出现不良心血管事件。上述结果表明,心肌梗死伴心衰患者经冠脉内输注自体CDC治疗是安全的和有效的。2014年该研究团队又发表了一篇CADUCEUS研究[12],也是将自体CDC经梗死相关冠脉输注给17位心肌梗死后出现左室功能不全的患者,1年后MRI显示心脏瘢痕面积减少、活力心肌细胞增加,再次阐明了CDC的安全性和有效性。
国内外对干细胞移植治疗扩张型心肌病也进行了一系列临床研究。Vrtovec等[13]的研究将左室收缩功能不全的非缺血性扩张型心肌病患者(LVEF < 30%)分为移植组(28例)和对照组(27例)。移植组向冠脉内输注CD34+干细胞治疗,随访1年后,结果发现CD34+干细胞移植组患者的LVEF和6分钟步行距离增加,其NT-proBNP水平下降,总死亡率显著降低。随后,该团队研究CD34+干细胞对扩张型心肌病患者的长期疗效,5年的观察显示,接受CD34+干细胞治疗的患者LVEF提高5.7%,6min步行距离现在增加,NT-proBNP的水平也明显下降,心力衰竭死亡率相比对照组显著降低。两次研究结果说明CD34+干细胞能显著改善心室重构、运动耐受能力,并且能影响长期预后。
1.2.4 血液系统疾病凡涉及造血系统病理、生理并以其为主要表现的疾病都属于血液病。为了让患者尽快恢复造血功能,挽救患者生命就需要移植造血干细胞(HSC)。近年来,造血干细胞移植(HSCT)的适应征范围扩大,很多难治性疾病都取得了有效的尝试,并获得了较好的疗效。
来自欧洲ALWP (Acute Leukaemia Working Party)的未发表数据提示,1996~2001年2100例接受自体外周血干细胞移植的完全缓解期急性髓系白血病患者,5年无白血病生存率、总生存率、复发率、移植相关病死率分别为43%、76%、53%和9%,而以化疗作为巩固强化方案的疗效远低于以上数据,即便是化疗后完全缓解期低危患者无病生存率都低于40%~60%。美国莫菲特癌症中心Anasetti博士等研究人员开展了一项Ⅲ期、随机、多中心临床试验[14],比较非亲缘供者外周血干细胞移植和骨髓移植的2年生存率。共纳入551例白血病患者,按1:1的比例随机分组分别接受外周血干细胞移植或骨髓移植,结果显示,外周血组2年总生存率为51%,与之相比骨髓移植组则为46% (P=0.29),绝对差值为5%。研究人员发现,外周血组和骨髓移植组的总移植失败率分别为3% vs 9% (P=0.002)。2年间慢性GVHD发生率为53%,相比骨髓移植组则为41% (P=0.01)。急性GVHD或复发发生率无显著性组间差异。
由解放军总医院第一附属医院与国家干细胞工程技术研究中心合作的研究表明,低强度预处理的半相合HSC与脐带MSC联合移植治疗重型再生障碍性贫血(severe aplastic anemia,SAA)可以显著提高疗效[15]。研究共纳入17例年龄4~29岁的SAA患者,所有病例均进行半相合HSC移植。17例患者中9例是重重型再生障碍性贫血(VSAA),其余8例为SAA。受者接受骨髓和外周血干细胞输注前6h接受脐带MSC注射。输注中及输注后30min、4h、24h和72h监测患者的生命体征和过敏症状。16例患者在造血干细胞移植后30天达到完全供体嵌合率,23.5%病例出现Ⅲ~Ⅳ级急性GVHD,14.2%出现中度和重度慢性GVHD,未观察到不良反应。以上研究数据证明半相合HSC和脐带MSC联合移植对SAA是安全的,有效地降低了严重GVHD的发生率,提高了患者生存率。
1.2.5 消化系统疾病国内由于存在大量的肝病患者,利用各种干细胞移植治疗肝病的临床研究也开展得比较早且广泛。来自国内的一项最新临床研究观察了干细胞移植治疗肝硬化顽固性腹水的疗效。将39例肝硬化顽固性腹水患者分为对照组16例,行常规治疗;治疗组23例,在常规治疗基础上行干细胞移植。常规治疗:两组患者均采用限钠、限水、护肝、利尿及对症支持治疗(乙肝患者常规抗病毒),必要时行腹水浓缩回输术; 治疗组在常规治疗基础上行干细胞移植术(自体骨髓或脐血密度梯度离心纯化后回输),术后未补充白蛋白。结果表明,两组在治疗后3个月腹水均有一定程度缓解。治疗组干细胞移植患者腹水增长速率放缓,治疗组白蛋白合成及肾功能的好转均优于对照组(P < 0.05),胆碱酯酶和凝血酶原活动度变化不明显(P > 0.05);根据卡诺夫斯基健康状况量化(KPS)评分,两组健康状况均较治疗前好转(P < 0.05),治疗组健康状况好转优于对照组(P < 0.05)。因此,干细胞移植治疗肝硬化顽固性腹水有较好近期疗效,可进一步推广使用。
造血干细胞移植也被用来治疗克罗恩病(Crohn’s disease,CD)。造血干细胞移植可改变CD的自然进程,可能成为不能手术的顽固性CD患者的重要治疗选择。2008年发表的自体骨髓造血干细胞移植治疗CD的I、II期临床研究表明,该项研究包括4例临床症状类似的CD患者,均为采用免疫抑制和抗TNF治疗失败,其中2例还经历多次外科手术治疗。患者CD病情在细胞移植时均为活动期(CDAI 258-404)。外周血干细胞动员采用环磷酰胺1.5g/m2和G-CSF 10μg/(kg·d), 以环磷酰胺200mg/kg和兔ATG 7.5mg/kg进行预处理。自体外周血干细胞移植时未经任何免疫选择,全部回输。移植后3个月,所有患者均获得了临床症状的缓解,2例患者内镜检查所见也明显改善。中位随访时间16.5个月时,3例患者症状持续缓解。目前美国Osiris公司开发的干细胞产品Prochymal是来自骨髓的成体MSC,针对GvHD和CD已经完成了Ⅲ期临床试验。
1.2.6 下肢缺血细胞治疗基于能促进血管新生的优势可适用于下肢缺血患者。临床上采用全骨髓细胞、骨髓单个核细胞及外周血单个核细胞移植策略以达到成功的血管新生。目前常用的移植途径包括经动脉途径及经肌肉途径。Lu等研究证实:与骨髓单个核细胞比较,骨髓MSC改善下肢缺血,增加血流量,促进溃疡愈合的效果更好,提出骨髓MSC可能是一种更易耐受、更有效的方法。Li等运用骨髓MSC治疗下肢缺血疾病时,对静息痛和皮温等临床表现有显著改善。
1.2.7 整形美容越来越多的科学家研究将干细胞用于整形美容方面。一些临床试验结果显示,干细胞对整形美容和脂肪组织重建具有效果。自体脂肪作为一种软组织填充剂在整形美容的应用中既有优势也有劣势,由于其吸收率高、存活率低,并且并发症多,曾限制了其在临床中的应用。随后通过各种改进脂肪获取技术,加强了脂肪血管化和成活率。
Zuk等于2001年发现脂肪组织中除了含有已经定型的前脂肪细胞外,也包含一种具有多向分化潜力的细胞群,其性质与MSC十分相似,这种细胞已被证实不仅具有分化成为骨骼、软骨、脂肪、心肌、神经等组织的能力,而且同样具有促进伤口愈合、损伤组织细胞再生和减少疤痕的能力,能够对人体已经衰老的皮肤产生良好的修复和美容作用,这种细胞被称为脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cell,ADSC)。ADSC首先在整形外科领域引起轰动效应,这种关注大大推动了研究进展,其临床应用也正在追赶着MSC的步伐。通过对衰老皮肤进行自体ADSC治疗,使得皮肤厚度有了显著性的增加,真皮中的胶原含量也呈现出显著性增加现象。有学者对自体ADSC在隆乳术中的应用进行研究,整形效果良好。Park等研究者将ADSC直接注射到人体面部鱼尾纹处的真皮层中,发现患者面部鱼尾纹变浅了,皮肤的纹理也变得较为细腻。通过相关研究证实,自体ADSCs能够分泌出大量的生长因子,如表皮、血管内皮及成纤维等生长因子,能够促进人体胶原合成,增加血管,使人体皮肤质地产生变化。Yoshimura等又发明了细胞辅助脂肪移植疗法(cell-assisted lipotransfer, CAL),为脂肪移植提供了一种更为可靠的方法,是将自体ADSC与脂肪细胞混合,联合注射移植,能有效提高脂肪移植的生存期。
此外,整形外科手术中,干细胞可以直接替代人工假体美化身体及面部轮廓,对于脂肪移植、疤痕、除皱抗老化等也有不错功效。干细胞整形吸收率低、成活率高,且效果较持久,因此,近来干细胞代替人工假体成为填充剂的新生力军。
1.3 治疗实例 1.3.1 骨髓MSC治疗心梗(1) 移植前准备。入选临床实验的心梗患者必须告知其骨髓MSC移植的意义及详细的程序,签订患者知情同意书,而且此次研究的计划和方案需要经伦理委员会讨论通过。入选的患者要小于70岁,无心源性休克和传导阻滞,无严重的伴随疾病。
(2) 干细胞采集。在PCI术后,经过局部麻醉,从患者骨髓中抽取自体骨髓(含有大量骨髓细胞)。人骨髓间充质干细胞的培养根据Jaiswal等的方法,培养7~10天,并且控制在15代之内。
(3) 质量鉴定。进行移植的MSC需要进行表面标记CD105+,CD166+CD45-检查纯度,检测支原体、细菌、内毒素检测,以及人类染色体和性分析来排除染色体异常。最后需要进行活力检测(用trypan blue方法),保证至少有70%人间充质干细胞是存活的。
(4) 制备悬液。收集人骨髓MSC,用肝素化的生理盐水洗3次或4次,并在移植前2h准备好干细胞悬液(肝素化),每毫升悬液含有超过8×109骨髓MSC。
(5) 移植注射。每毫升含有8~10×109MSC的细胞悬液经OTW球囊导管中心管腔在较高的压力下(1MPa)移植进入目标冠脉(在移植前,球囊至少连续膨胀2min来阻断血流)。对照组患者按照上述方法注射标准生理盐水。
(6) 疗效观察。在移植当天检测各项心肌活力和心功能的指标,并在几个月后(如3个月、6个月)复查各项指标,观察干细胞治疗对于心肌梗死是否有治疗作用。
1.3.2 脐带MSC治疗肌营养不良症(1) 选择患者。确诊Duchenne型肌营养不良症,表现全身骨骼肌进行性无力、萎缩和或小腿腓肠肌假性肥大。实验室检查:血清肌酸激酶、乳酸脱氢酶、α羟丁酸脱氢酶、肌红蛋白等升高。肌电图提示肌源性受损。病理检查有相应改变。
(2) 脐带干细胞采集和分离。来源于足月正常分娩产妇的脐带,在超净台内将脐带充分洗涤,冲去脐静脉及动脉内的残存血并剔除动静脉血管。将脐带剪成长度约1.0cm的小段,经匀浆处理至1mm3大小后移至1g/L IV型胶原酶中,置于37℃恒温振荡器内,持续消化1.0~1.5h,再加入2.5g/L的胰酶,37℃振荡消化10min,然后用DMEM培养液终止消化,滤网过滤后去除未消化的组织。将含细胞的滤液进行离心洗涤。
(3) 干细胞培养。将洗涤后的细胞接种于含有ULtraCULTURE培养液的75cm2培养瓶中。放置于37℃、5%CO2及饱和湿度的细胞培养箱中培养,3~4天后更换培养基,去掉未贴壁细胞,至细胞融合达80%~90%时进行传代培养。
(4) MSC传代。原代细胞生长融合80%~90%进行传代。加入2.5g/L胰酶,放入温箱内3~4min取出,倒置显微镜下观察细胞大部分呈圆形浮起,即刻加DMEM培养液终止反应。离心弃上清液,细胞稀释4~5倍分瓶继续培养。
(5) 检测。将脐带MSC经2.5g/L的胰酶消化后,用生理盐水洗涤2~3遍,重新混匀。流式细胞仪检测CD29+、CD71+、CD105+的表达。收集UCMSC制备成1×106/ml细胞悬液待用。
(6) 干细胞移植。①经静脉移植。将UCMSC悬液通过外周静脉输注于患者体内,30min内输完,每次总量106/kg左右,间隔1周左右再次行经静脉干细胞移植,共输注2~4次。②肌肉局部注射。在手术室进行UCMSC移植术,严格按照无菌操作要求进行。将MSC配制成1×106/ml细胞悬液,多点注射法移植于四肢肌肉内,下肢肌肉可间距3cm×3cm注射,每点细胞数为1×106/ml个左右,上肢肌肉可间距(1cm×1cm)~(3cm×3cm)注射,每点细胞数为105~106。
2 体细胞 2.1 软骨细胞细胞移植和软骨组织工程技术是治疗关节软骨损伤的新方法,也是当今国内外关节骨科的研究热点。ACI/ACT技术在1987年由一名瑞典医生首次在临床上应用于软骨损伤修复。该技术主要包括三方面内容:①通过关节镜检查,检查并确诊缺损部位后,从患者关节非负重区采取一小片关节软骨,在无菌条件下送到细胞培养室;②应用酶消化等方法分离软骨细胞,在体外加入软骨细胞培养基及动物血清进行增殖培养,以获取足够数量的细胞;③通过开放手术暴露关节损伤部位,修整创口,将含有一定数量的软骨细胞悬液注射到创面,然后用自体骨膜或胶原蛋白膜覆盖并缝合。该技术为第一代的组织工程化软骨技术。
组织工程生物支架开发是第二代软骨细胞移植的核心技术,目前正引起国内外广泛关注。MACI技术由德国Verigen公司开发,后由美国Genzyme公司收购,在美国、澳大利亚及欧洲多个国家临床应用,是迄今临床应用最为广泛的第二代软骨细胞移植技术。该技术主要采用Ⅰ/Ⅲ型胶原蛋白生物膜作为细胞支架。该生物膜具有双层结构,粗糙面的纤维排列较为稀疏,供软骨细胞黏附、生长、迁徙及营养渗透;光滑面纤维结构较致密,植入时面向关节腔,修复关节软骨的光滑表面。该技术利用生物膜代替骨膜,减少了缝合步骤,结合关节镜技术,有效缩短了手术时间,减少手术创伤。Cherubino等在2003年率先报道了MACI术后6个月的短期随访结果,显示MACI治疗可明显改善患者关节功能,MRI检查提示透明样软骨修复,同时未发现任何术后并发症。Bartlett等报道6个月到1年的随访结果也证实MACI可有效修复膝关节全层骨软骨缺损。12例患者3年随访结果提示中期MACI治疗效果良好。
2.2 肝细胞代谢性疾病常被归因于某种细胞功能障碍或缺陷,细胞移植被合乎逻辑地应用于这些疾病的治疗,如肝细胞移植。肝细胞移植是将获得的正常的肝细胞及相关生长刺激因子经体外进行分离纯化、冷冻、复苏,并将处理后的肝细胞植入体内使其分化增殖,再生肝组织结构恢复重建肝功能,治疗损害的肝细胞。肝细胞移植部位包括:①原位HCT,经颈静脉、肝静脉、脐静脉进入门脉系统或肝穿刺入肝内移植和经股动脉的脾脏移植;②异位HCT,腹腔内移植、胰腺、肠系膜间及肾脂肪囊等部位移植。其中脾脏是HCT中应用最多、最成熟的部位。
肝细胞移植在治疗终末期肝病和遗传代谢性肝病中发挥重要作用,已初步完成了从基础研究向临床应用的转化。经过多年发展,肝细胞移植技术日臻成熟,在临床应用方面已有成功案例。
3 免疫细胞 3.1 DC和CIK体细胞免疫治疗是肿瘤生物治疗的一大类,现已得到广泛的应用。DC已广泛运用于各种肿瘤的相关治疗中,包括黑色素瘤、卵巢癌、宫颈癌、乳腺癌、前列腺癌、非小细胞肺癌、肾癌、胃肠道癌及各种恶性血液病(如白血病、淋巴瘤等)等中,在其疫苗的Ⅰ、Ⅱ期试验中均取得了令人鼓舞的结果[16]。
Timmerman等应用独特型抗体体外刺激致敏的自体DC,过继回输治疗10例初发的非霍奇金B淋巴瘤患者,结果所有患者均产生了特异性的抗肿瘤免疫应答,2例患者瘤体完全消失,1例明显减小,1例为分子学水平缓解,未见不良反应。Kugler等用DC与肿瘤细胞杂交治疗了17例肾肿瘤转移患者,结果4例转移灶消失,1例表现混合反应,2例瘤体缩小超过50%。Kobayashi等对1例50岁诊断为Ⅳ期乳腺癌并双侧腋窝淋巴结转移的病例进行免疫治疗。用自体同源的肿瘤碎片冲击致敏DC并将此DC注射人右侧腋窝淋巴结,结果发现转移灶消退,组织学检查发现此淋巴结内有大量的CD45+T淋巴细胞聚集。从而得出结论,DC在晚期乳腺癌治疗中能产生安全有效的抗肿瘤作用。DC的肿瘤疫苗在肺癌治疗方面也有令人兴奋的发现。
DC和CIK是肿瘤免疫治疗的两个重要组成部分, 前者识别病原、激活获得性免疫系统,后者通过发挥自身细胞毒性与分泌细胞因子杀伤肿瘤细胞,两者联合起来确保高效和谐的免疫反应的完成。DC-CIK联合抗肿瘤治疗可望成为肿瘤过继细胞免疫治疗的首选方案,目前该免疫疗法已进入临床应用阶段。
3.2 DC-CIK治疗实例 3.2.1 病例选择细胞学或病理学方法确诊为晚期非小细胞肺癌(NSCLC),经手术、放疗或化疗后行DC-CIK治疗的患者43例,根据国际抗癌联盟(UICC)分期标准进行临床分期。其中,Ⅲb期18例,18例中9例给予化疗、7例给予化放疗、1例放疗、1例未接受任何治疗;截止生物治疗之前18例中12例病情稳定、6例进展。男性26例,女性17例;年龄46~80岁,中位年龄57岁; 鳞癌19例,腺癌24例;43例患者均有可测病灶。
3.2.2 DC及CIK制备取患者经造血动员后抗凝外周血100~150ml,常规Ficoll分离外周血单个核细胞(PBMC)。PBMC用pH 7.4的PBS洗涤3次,将细胞按2 ×106/ml数量悬浮于10%自体血清的RPMI 1640培养基培养2h,弃上清液,获得贴壁的PBMC,向每孔加入含100ng /ml rhGM-CSF、50ng/ml rhIL-4的完全培养基诱导DC,第5天加入终浓度为10ng/ml的IL-1β、10μg/ml的PGE-2、20ng/ml的TNF-α置37℃、5% CO2培养箱中继续培养48h,获得成熟DC。
PBMC经pH7.4的PBS洗涤3次,将细胞按2×106 /ml数量悬浮于10%自体血清的RPMI 1640培养基培养,加入1 000U/ml IFN-γ、50ng /ml anti-CD3mAb、1 000U/ml IL-2、10%自体血清的RPMI 1640培养基诱导CIK。第7天将DC与CIK按照1:10比例混合培养、5~7天产生DC-CIK。参照卫生部2003年3月颁布的《人体细胞治疗研究和制剂质量控制技术指导原则》,取部分细胞进行细菌、霉菌的检测,待上述结果均为阴性后收集12天诱导扩增后获得的DC-CIK细胞,0.9%氯化钠溶液洗涤3次后配成100ml液体静脉回输,每天输1次,每次回输细胞数1 × 109,连续5次为一个疗程,每个疗程回输细胞总数为(5~6) ×109个。
3.2.3 检测T细胞亚群及细胞因子流式细胞仪检测T细胞亚群及胞内细胞因子的水平,抽取患者治疗前后外周血送检,分别进行T细胞亚群检测,包括CD3+、CD4+、CD8+、CD56+、CD4+/CD8+;另外同时检测细胞因子,包括IL-2、IL-10、IL-12、IFN-γ和TNF-α。
3.2.4 治疗效果治疗后患者外周血中CD3+、CD4+、CD56+细胞比例和CD4+/CD8+值较治疗前明显升高(P < 0.05)。由此说明培养的DC-CIK细胞可以改善患者的免疫功能。患者DC-CIK治疗后细胞因子IL-2、IL-12、IFN-γ和TNF-α较治疗前升高。43例患者中有6例患者在细胞回输过程中出现发热,最高温度达39℃,持续时间1~2h,给予处理后可消退,1例患者出现轻度皮疹,原因不明,给予对症处理后缓解,未发生其他不良反应。
[1] | Plaza Reyes A, Petrus-Reurer S, Antonsson L, et al. Xeno-free and defined human embryonic stem cell-derived retinal pigment epithelial cells functionally integrate in a large-eyed preclinical model. Stem Cell Reports , 2016, 6 (1) : 9–17. DOI:10.1016/j.stemcr.2015.11.008 |
[2] | Peng Y. The patentability of human embryonic stem cell technology in China. Nat Biotechnol , 2016, 34 (1) : 37–39. DOI:10.1038/nbt.3417 |
[3] | Schwartz S D, Hubschman J P, Heilwell G. Embryonic stem cell trials for macular degeneration:a preliminary report. Lancet , 2012, 379 (9817) : 713–720. DOI:10.1016/S0140-6736(12)60028-2 |
[4] | Jiang P C, Xiong W P, Wang G. A clinical trial report of autologous bone marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation in patients with spinal cord injury. Exp Ther Med , 2013, 6 (1) : 140–146. |
[5] | Honmou O, Houkin K, Matsunaga T. Intravenous administration of auto serum-expanded autologous mesenchymal stem cells in stroke. Brain , 2011, 134 (Pt 6) : 1790–1807. |
[6] | Liu J, Han D, Wang Z. Clinical analysis of the treatment of spinal cord injury with umbilical cord mesenchymal stem cells. Cytotherapy , 2013, 15 (2) : 185–191. DOI:10.1016/j.jcyt.2012.09.005 |
[7] | Li Z M, Zhang Z T, Guo C J. Autologous bone marrow mononuclear cell implantation for intracerebral hemorrhage-a prospective clinical observation. Clin Neurol Neurosurg , 2013, 115 (1) : 72–76. DOI:10.1016/j.clineuro.2012.04.030 |
[8] | Wang L, Wang L, Cong X. Human umbilical cord mesenchymal stem cell therapy for patients with active rheumatoid arthritis:safety and efficacy. Stem Cells and Development , 2013, 22 (24) : 3192–3202. DOI:10.1089/scd.2013.0023 |
[9] | Clifford D M, Fisher S A, Brunskill S J. Stem cell treatment for acute myocardial infarction. Cochrane Database Syst Rev , 2012, 2 : Cd006536. |
[10] | Hare J M, Fishman J E, Gerstenblith G. Comparison of allogeneic vs autologous bone marrow-derived mesenchymal stem cells delivered by transendocardial injection in patients with ischemic cardiomyopathy:the POSEIDON randomized trial. JAMA , 2012, 308 (22) : 2369–2379. DOI:10.1001/jama.2012.25321 |
[11] | Makkar R R, Smith R R, Cheng K. Intracoronary cardiosphere-derived cells for heart regeneration after myocardial infarction (CADUCEUS):a prospective, randomised phase 1 trial. The Lancet , 2012, 379 (9819) : 895–904. DOI:10.1016/S0140-6736(12)60195-0 |
[12] | Malliaras K, Makkar R R, Smith R R. Intracoronary cardiosphere-derived cells after myocardial infarction evidence of therapeutic regeneration in the final 1-year results of the CADUCEUS trial (Cardiosphere-derived autologous stem cells to reverse ventricular dysfunction). Journal of the American College of Cardiology , 2014, 63 (2) : 110–122. DOI:10.1016/j.jacc.2013.08.724 |
[13] | Vrtovec B, Poglajen G, Lezaic L. Effects of intracoronary CD34+ stem cell transplantation in nonischemic dilated cardiomyopathy patients:5-year follow-up. Circ Res , 2013, 112 (1) : 165–173. DOI:10.1161/CIRCRESAHA.112.276519 |
[14] | Anasetti C, Logan B R, Lee S J. Peripheral-blood stem cells versus bone marrow from unrelated donors. N Engl J Med , 2012, 367 (16) : 1487–1496. DOI:10.1056/NEJMoa1203517 |
[15] | Li X H, Gao C J, Da W M. Reduced intensity conditioning, combined transplantation of haploidentical hematopoietic stem cells and mesenchymal stem cells in patients with severe aplastic anemia. PLoS One , 2014, 9 (3) : e89666. DOI:10.1371/journal.pone.0089666 |
[16] | Wei F Q, Sun W, Wong T S, et al. Eliciting cytotoxic T lymphocytes against human laryngeal cancer-derived antigens:evaluation of dendritic cells pulsed with a heat-treated tumor lysate and other antigen-loading strategies for dendritic-cell-based vaccination. J Exp Clin Cancer Res , 2016, 35 (1) : 18. DOI:10.1186/s13046-016-0295-1 |