人脐带间充质干细胞治疗口干症的研究进展

2017-5-17 09:05  来源:中华老年口腔医学杂志
作者:孟涵 徐小方 欧忠辉 阅读量:556

    口干症(Xerostomia)是由多种因素致使唾液分泌减少的一种临床症状,在老年人群中,口干症的发生率达到30%-50%。正常含量的唾液分泌对于维持口腔健康意义重大,其作用包括预防龋病,辅助食物消化,保护口腔黏膜等。唾液分泌过少则会造成患者口腔灼烧感、吞咽困难、口腔念珠菌病、龋齿等,严重影响患者的生活质量。近年来,对于人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hucMSCs)的研究已取得一定进展,并且将其用于治疗口干症的初步疗效已得到肯定,展现了良好的应用前景。本文就hucMSCs在口干症的临床应用进行综述,为口干症的治疗提供新的思路和方法。
    1.口干症的病因及治疗
    现状口干症的发病因素繁多复杂,主要有药物、年龄、糖尿病、自身免疫性疾病、头颈部放疗和精神因素等。其中,自身免疫性疾病舍格伦综合征(Sjögren’s syndrome,SS)及头颈部肿瘤患者放疗后导致的放射性口干症(radiation-induced xerostomia,RIX)由于涎腺组织的不可逆性损伤,是两种较为严重的口干症。目前,药物治疗和对症治疗是口干症的主要治疗方式。药物治疗主要是通过药物促进残存腺泡细胞的分泌能力以增加唾液流量。对症治疗则是通过使用专用漱口水、人工唾液等,减轻患者的口干症状,并部分替代唾液功能。
    虽然这些方法能在一定程度上改善患者的口干症状,但却无法修复受损的涎腺组织,对于SS和RIX这类口干症患者来说疗效甚微。因此,寻求一种更为有效的方法治疗此类因涎腺组织不可逆性损伤导致的口干症已迫在眉睫。近年来,有学者使用间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)治疗自身免疫性疾病和修复放射性损伤的组织,其初步疗效在体外及动物实验中已得到肯定。这为治疗SS和RIX提供了新的方向。
    2.hucMSCs的发现和特点
    1991年,McElreavey等初次从脐带华氏胶(Wharton’s jelly)中成功分离出了成纤维样细胞。之后,Mitchell等从脐带华氏胶中分离出了具有多向分化潜能的MSCs。此后,hucMSCs作为一种新型组织工程种子细胞,受到极大关注。hucMSCs属于成体干细胞,来源于脐带组织,细胞含量高,取材方便,不会对产妇和新生儿造成损伤。其细胞具有良好的增殖分化能力,能跨胚层分化为不同的细胞类型,如中胚层来源的组织细胞如成骨细胞,外胚层来源的组织细胞如神经细胞,内胚层来源的组织细胞如肝样细胞等。
    hucMSCs具有更理想的归巢性能,这可能与其趋化因子受体和粘附分子的表达有关。hucMSCs免疫原性较低,不易引起移植物抗宿主病。hucMSCs缺乏人白细胞抗原DR(human leukocyte antigen DR,HLA-DR),还能分泌多种免疫抑制因子,具有免疫调节作用,在体外能直接对B细胞、T细胞、自然杀伤细胞产生抑制作用。还有研究证明hucMSCs在动物体内不具有致瘤性,这为其今后应用于临床提供了安全性依据。这些研究表明,hucMSCs在治疗自身免疫性疾病及修复组织损伤方面极具潜力,已经应用于临床多种疾病的治疗研究,在口干症的治疗方面也有了一些进展,有望成为治疗口干症的一种新方法。
    3.hucMSCs在治疗口干症中的应用
    3.1hucMSCs与SS
    SS是一种慢性系统性的自身免疫性疾病,其特征是外分泌腺的实质细胞被淋巴细胞及组织细胞取代,致使腺体分泌功能受损及组织的不可逆性损伤,主要累及涎腺和泪腺。其发病机制尚不明确,可以确定的是有多种细胞及细胞因子参与其中。本病最为突出的免疫异常是B细胞被过度激活,从而产生大量的自身抗体,如抗SSA抗体、抗La/SSB抗体。现已发现树突状细胞、白细胞介素-21(interleukin-21,IL-21)、白细胞介素-7(interleukin-7,IL-7)等均能激活B细胞。还有学者发现,在B细胞成熟及生成免疫球蛋白过程中滤泡性辅助性T细胞(follicular helper Tcells,Tfh)发挥着不可替代的作用,并且在SS患者体内,Tfh的数量与血清自身抗体水平及病情严重程度呈正比。
    此外,辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)是公认的参与SS的自身免疫及促进腺体损伤的主要效应因子之一,Th17与调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)的比例失衡会促进SS病情的发展。这些研究表明树突状细胞、Tfh、Th17等可能与SS的发病机制有关。Glennie等发现MSCs能够下调HLA-DR和CD83的表达,抑制树突状细胞的分化和成熟,从而抑制B细胞的增殖。LiuR等发现hucMSCs可能通过分泌吲哚胺2,3-过氧化酶(indoleamine2,3-dioxygenase,IDO)来抑制SS患者血清中的Tfh的增殖分化。AlunnoA等将hucMSCs与外周血单核细胞建立共培养体系,发现hucMSCs能明显抑制原发性SS患者外周血中T细胞的增殖,Th17数量明显减少,并且还影响Foxp3和维甲酸相关孤核受体γt(retinoid-related orphannuclear receptor γt,RORγt)的表达。
    现已证实MSCs可以上调Foxp3表达,Foxp3作为一种转录调控因子能够促进Th17转化为Treg,而RORγt是Th17增殖分化过程中一种重要的转录因子。因此,hucMSCs与外周血单核细胞共培养体系可能通过调控SS患者体内Foxp3和RORγt的表达,促进Th17转化为Treg。这些研究表明hucMSCs可能通过抑制树突状细胞、Tfh、Th17等细胞的增殖分化,从而对SS达到一定的治疗作用。但是,这些研究均处于体外研究阶段,在体内hucMSCs是否还具有类似的作用,Tfh在原发性SS的发病过程中到底扮演着什么角色,IDO抑制Tfh增殖分化的确切机制等诸多问题尚需进一步的探索。
    此外,hucMSCs与外周血单核细胞共培养体系作为一种具有生物学效应的人工体系,在体外能够发挥强大的免疫学效应,对SS达到某些治疗效果。但是如何将hucMSCs与外周血单核细胞共培养的人工体系作用于人体,如何保障其在体内应用的安全性及有效性等等,尚需要更深入的研究。Xu等的研究证明了hucMSCs对SS的治疗作用。Xu等将hucMSCs静脉注射输入SS患者体内,约6个月后,患者血清中的抗SSA抗体基本消失,12个月后,患者的唾液流量约是注射hucMSCs前的1.5倍。但由于Xu等的临床实验样本量较少,不能较全面的反映hucMSCs对SS的治疗作用及其作用机制以及可能存在的问题,因此在正式应用与临床治疗SS前,还需更深入的研究。
    3.2hucMSCs与RIX
    RIX是头颈部肿瘤患者接受放射治疗后最常见的并发症,放射线会对涎腺组织造成不可逆性的损伤,造成涎腺分泌功能障碍,严重影响患者的生存质量。有学者认为微血管损伤和血液流率降低是引起涎腺组织放射性损伤的主要机制。还有学者发现,放射线被组织细胞吸收后将发生电离产生自由基,进而诱发细胞凋亡。由于腺泡细胞功能活跃,含有较丰富的氧离子,这使得腺泡细胞在经过放射线照射后更易产生自由基,这可能是涎腺组织对放射线高度敏感的原因之一。
    虽然目前尚未有hucMSCs治疗RIX的相关报道。但是国内外许多研究证实对于其他组织的放射性损伤,譬如放射性肺损伤、放射性脑损伤、放射性肠损伤、放射性皮肤损伤等,hucMSCs均发挥出了不同程度的修复作用。对于hucMSCs修复组织放射性损伤的机制的研究尚不深入,大多数学者认为这可能与hucMSCs较好的归巢能力,易定植于受损组织并能向多种组织分化的潜能,hucMSCs的免疫调节能力及旁分泌作用,能促进微血管生成等因素相关。
    LimJY等将骨髓来源的MSCs直接注射至RIX小鼠的涎腺内,实验组中小鼠的涎腺分泌功能得到改善,并且发现有部分MSCs分化为腺泡细胞。这些研究表明hucMSCs治疗RIX具有理论可行性,但是hucMSCs是否能准确的迁移至受损区域,在体内是否能分化为有功能性的腺泡细胞,其确切的作用机制以及其临床应用的安全性等问题,还需要大量探索。
    综上所述,hucMSC具有易获取、无损伤、增殖能力确切、免疫排斥反应小等优势,是一种较理想的种子细胞。虽然目前对于hucMSCs是否能修复受损的涎腺组织尚无明确定论,但是已证实hucMSCs对SS患者体内的一些效应细胞具有良好的免疫学效应,对放射性损伤的组织也有较好的修复作用,若能将hucMSCs有效安全的应用于临床,有望成为治疗口干症的一种新的方式,为患者带来福音。但是hucMSCs治疗口干症的相关研究尚处于初步探索阶段,而且口干症患者以老年人居多,而hucMSCs多取材自年轻女性,尽管hucMSCs的免疫排斥反应相较于其他成体干细胞较小,但同种异体间充质干细胞的免疫排斥反应仍客观存在。因此,在将hucMSCs正式应用于临床前,还需更多的基础及临床研究。

编辑: 陆美凤

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