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通過(guò)減輕神經(jīng)炎癥實(shí)現神經(jīng)保護:間充質(zhì)干細胞治療神經(jīng)系統疾病的機制與前景

簡(jiǎn)介:2026年《Translational Neurodegeneration》綜述:間充質(zhì)基質(zhì)細胞(MSC)通過(guò)旁分泌、免疫調節、促血管生成等多模式機制,靶向阿爾茨海默病、帕金森病、多發(fā)性硬化癥的慢性神經(jīng)炎癥。盤(pán)點(diǎn)全球臨床試驗(帕金森病I期、阿爾茨海默病鞘內給藥、多發(fā)性硬化癥MESEMS等),解析FDA批準Ryoncil、NMPA批準艾米邁托賽對神經(jīng)領(lǐng)域的啟示,附常見(jiàn)問(wèn)題解答。

通過(guò)減輕神經(jīng)炎癥實(shí)現神經(jīng)保護:間充質(zhì)干細胞治療中樞神經(jīng)系統(CNS)疾病的機制與前景

通過(guò)減輕神經(jīng)炎癥實(shí)現神經(jīng)保護:間充質(zhì)干細胞治療中樞神經(jīng)系統(CNS)疾病的機制與前景

一、神經(jīng)炎癥:多種中樞神經(jīng)系統疾病的共同病理核心

全球人口老齡化背景下,神經(jīng)退行性疾病與神經(jīng)炎癥性疾病正日益構成重大公共衛生挑戰。這類(lèi)疾?。ㄈ绨柎暮D?、帕金森病及多發(fā)性硬化癥)雖病因與病理特征各異,但常共享多種共同機制:突觸功能障礙、蛋白聚集引發(fā)的蛋白穩態(tài)失衡、細胞骨架破壞、代謝紊亂、基因組損傷,以及已被公認為核心病理特征的慢性神經(jīng)炎癥?,F有干預措施多限于緩解癥狀,對疾病長(cháng)期進(jìn)程影響有限。

神經(jīng)炎癥導致血腦屏障破壞的分子機制示意圖-MSCs干預位點(diǎn)
圖1:神經(jīng)炎癥條件下血腦屏障破壞的機制示意圖。

間充質(zhì)基質(zhì)細胞(MSCs)療法憑借其免疫調節與神經(jīng)保護的雙重能力,成為備受矚目的潛在策略。當前學(xué)界普遍認為MSCs主要通過(guò)旁分泌機制發(fā)揮作用——即分泌可溶性因子與細胞外囊泡(EVs)。這些無(wú)細胞介質(zhì)(包括全部分泌組分或純化的EVs)富含免疫調節、神經(jīng)營(yíng)養及抗凋亡因子,通過(guò)減輕神經(jīng)炎癥、穩定血腦屏障、重塑膠質(zhì)細胞與淋巴細胞活性,以及遞送調控神經(jīng)元凋亡與炎癥基因網(wǎng)絡(luò )的微小RNA,展現出多層面的神經(jīng)保護效應,從而重塑神經(jīng)炎癥微環(huán)境。

近期,《Translational Neurodegeneration》期刊發(fā)表了一篇題為“間充質(zhì)基質(zhì)細胞與神經(jīng)炎癥:神經(jīng)保護的多模式策略及未來(lái)治療前景”的綜述[1]。該文系統總結了來(lái)自體外、體內臨床前模型及早期臨床研究的分子證據,闡釋了組織來(lái)源與免疫生物可塑性如何影響MSCs的療效,并強調了向無(wú)細胞型MSCs衍生療法發(fā)展的新興趨勢。

二、中樞神經(jīng)系統疾病中的神經(jīng)炎癥

神經(jīng)炎癥的核心過(guò)程包括:小膠質(zhì)細胞與星形膠質(zhì)細胞的激活、促炎細胞因子分泌增加,以及外周免疫細胞向中樞神經(jīng)系統(CNS)的浸潤,最終導致局部組織損傷。生理條件下,駐留膠質(zhì)細胞通過(guò)感知擾動(dòng)、清除碎片及參與宿主防御,維持CNS穩態(tài)。

相反,這些細胞的持續或失調性激活可驅動(dòng)慢性神經(jīng)炎癥——這是多種CNS疾病的共同特征。在炎癥應激下,神經(jīng)元亦可呈現“神經(jīng)炎癥”表型,表現為氧化應激、凋亡易感性增加,并釋放危險相關(guān)介質(zhì),進(jìn)一步招募與激活膠質(zhì)細胞。

總體而言,小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞及浸潤免疫細胞是主要效應細胞,它們釋放的細胞因子與活性氧,會(huì )放大神經(jīng)元應激反應及炎癥相關(guān)的功能障礙。

三、炎癥性中樞神經(jīng)微環(huán)境中的膠質(zhì)細胞與內皮細胞動(dòng)力學(xué)

小膠質(zhì)細胞活化驅動(dòng)的內皮屏障損傷

在炎癥性中樞神經(jīng)微環(huán)境中,激活的小膠質(zhì)細胞是血腦屏障(BBB)功能障礙的早期驅動(dòng)力。生理狀態(tài)下,小膠質(zhì)細胞通過(guò)免疫監視維持CNS穩態(tài);但在慢性神經(jīng)退行性疾?。ㄈ绨柎暮D?、帕金森?。┲?,持續的病理刺激(β-淀粉樣蛋白、α-突觸核蛋白等)促使其向促炎的“M1樣”表型轉化,大量釋放白介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、一氧化氮及金屬蛋白酶。這些可溶性介質(zhì)直接作用于腦微血管內皮細胞,系統性地破壞緊密連接結構:

  • IL-1β通過(guò)激活蛋白激酶C誘導ZO-1磷酸化,使其從細胞膜移位至細胞質(zhì),長(cháng)期暴露還可通過(guò)β-連環(huán)蛋白和FOXO1核轉位下調Claudin-5表達,并經(jīng)MAPK通路降低Occludin水平。
  • TNF-α經(jīng)NF-κB和PI3K途徑抑制Claudin-5啟動(dòng)子活性,同時(shí)降低Occludin和ZO-1表達,并間接誘導內皮細胞釋放IL-6及SPARC(一種阻礙緊密連接功能的細胞外基質(zhì)重塑分子)。

實(shí)驗證據表明,脂多糖刺激的小膠質(zhì)細胞可顯著(zhù)增加BBB通透性,而阻斷TNF-α或減少活性氧產(chǎn)生可逆轉這一效應。

星形膠質(zhì)細胞的功能轉換:從屏障支持者到降解協(xié)同者

星形膠質(zhì)細胞在維持BBB完整性中具有生理性支持作用:通過(guò)釋放膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營(yíng)養因子(GDNF)、成纖維細胞生長(cháng)因子和血管生成素-1增強內皮緊密連接。然而,在炎癥或缺血條件下,星形膠質(zhì)細胞轉化為反應性表型,其功能發(fā)生根本性逆轉:

  • 降解屏障:缺氧缺糖時(shí),星形膠質(zhì)細胞上調金屬蛋白酶MMP9和血管內皮生長(cháng)因子(VEGF),直接降解緊密連接蛋白。
  • 釋放炎癥介質(zhì):反應性星形膠質(zhì)細胞分泌IL-1β、TNF-α、一氧化氮及補體成分3,進(jìn)一步加劇內皮損傷。
  • 與小膠質(zhì)細胞雙向通訊:小膠質(zhì)細胞釋放的TNF-α、IL-1α和補體成分1q可維持星形膠質(zhì)細胞的持續活化;反之,星形膠質(zhì)細胞來(lái)源的趨化因子(CCL2、CXCL10)及炎癥介質(zhì)又能增強小膠質(zhì)細胞的神經(jīng)毒性。

值得注意的是,部分星形膠質(zhì)細胞可向抗炎修復表型轉化(產(chǎn)生IL-10、TGF-β及神經(jīng)營(yíng)養因子),但慢性炎癥條件下這種保護性反應往往被神經(jīng)毒性表型所淹沒(méi)。

正反饋循環(huán):自我維持的神經(jīng)炎癥放大器

健康狀態(tài)下,BBB的完整性與星形膠質(zhì)細胞的保護性支持構成一個(gè)半透性屏障。疾病狀態(tài)下,膠質(zhì)細胞活化直接破壞屏障,細胞因子介導緊密連接損傷,并形成“膠質(zhì)活化→屏障破壞→炎癥浸潤→膠質(zhì)持續活化”的正反饋循環(huán)。這是慢性神經(jīng)炎癥難以自限的關(guān)鍵病理機制。

四、外周免疫參與中樞神經(jīng)系統組織損傷

BBB完整性的受損,不僅是膠質(zhì)細胞活化的“后果”,更為外周免疫成分進(jìn)入CNS打開(kāi)了“門(mén)戶(hù)”。外周免疫細胞(T細胞、B細胞、單核細胞及自然殺傷細胞)在神經(jīng)炎癥中的具體作用如下:

  • CD4+ T淋巴細胞:神經(jīng)炎癥的啟動(dòng)者與放大者,Th1和Th17亞群分泌IFN-γ、IL-17等,破壞BBB并損傷神經(jīng)元。
  • CD8+ T淋巴細胞:通過(guò)穿孔素、顆粒酶和FAS信號造成細胞毒性攻擊,同時(shí)具備雙向調節功能。
  • 調節性T細胞與B細胞:Treg功能失效,B細胞產(chǎn)生自身抗體并形成三級淋巴組織,加劇脫髓鞘。
  • 單核細胞與自然殺傷細胞:浸潤放大炎癥,但也可能支持組織修復;NK細胞兼具保護與損傷雙重作用(圖2)。
圖2:B細胞在多發(fā)性硬化癥(MS)發(fā)展中的致病作用。
圖2:B細胞在多發(fā)性硬化癥(MS)發(fā)展中的致病作用。

理解這一擴展模型,對于識別新的治療干預節點(diǎn)(如免疫細胞募集、調節性T細胞功能)以及充分認識MSCs作為系統免疫調節劑的治療潛力,均至關(guān)重要。

五、MSCs的作用機制:從免疫調節到血管重建

細胞來(lái)源、安全性及旁分泌主導的修復范式

MSCs是一類(lèi)貼壁生長(cháng)的多能細胞,表達CD105、CD73、CD90,不表達造血及免疫標志物(CD45、CD34、HLA-DR),可從骨髓、脂肪、臍帶、羊膜等多種組織分離。不同來(lái)源的MSCs各有優(yōu)劣:骨髓來(lái)源研究最充分但取材侵入性強;圍產(chǎn)期組織(臍帶、羊膜)符合倫理、易獲取,且具有高增殖能力和強大的免疫調節活性。

臨床研究表明,MSCs在神經(jīng)退行性疾病I期臨床試驗中表現出卓越的安全性,移植物反應非常有限。更為關(guān)鍵的是,目前共識強調MSCs介導的神經(jīng)修復主要源于旁分泌機制而非神經(jīng)元替代——甚至凋亡的MSCs仍能被宿主巨噬細胞吞噬并發(fā)揮免疫調節效應。這一發(fā)現推動(dòng)了無(wú)細胞療法(外泌體、分泌組分)的開(kāi)發(fā)。

MSCs對先天免疫與適應性免疫的多層次調節

MSCs通過(guò)分泌前列腺素E?、吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)、肝細胞生長(cháng)因子、TGF-β及IL-1受體拮抗劑等可溶性介質(zhì),發(fā)揮廣泛的免疫調節作用:

  • 對先天免疫:將小膠質(zhì)細胞和單核細胞重編程為神經(jīng)保護性M2樣表型(IL-10↑,精氨酸酶-1↑)。
  • 對T細胞:抑制Th1和Th17分化,促進(jìn)Th2和調節性T細胞(Treg)擴增;通過(guò)隧道納米管轉移線(xiàn)粒體,甚至可將Th17轉化為T(mén)reg表型。
  • 對B細胞:抑制B細胞增殖和漿細胞分化,促進(jìn)調節性B細胞表型。
  • 對NK細胞:抑制增殖,下調激活性受體(NKG2D、NKp46),上調抑制性受體(如CD158),減弱細胞毒性。

總的來(lái)說(shuō),這些研究結果表明,間充質(zhì)干細胞的免疫調節特性可以影響先天性和適應性免疫的激活和表型。這一范式支持基于間充質(zhì)干細胞的方法作為一種潛在的、安全的、機制多樣的再生免疫學(xué)和神經(jīng)治療策略(圖3)。

MSCs調節T細胞、B細胞和NK細胞的免疫機制示意圖
圖3:MSCs對先天性和適應性免疫的廣泛調節作用

MSCs的神經(jīng)保護與血管重建

MSCs具有強大的神經(jīng)保護特性:在新生大鼠缺氧缺血性腦病模型中,臍帶MSCs通過(guò)調節Beclin-2和caspase-3信號通路減輕腦損傷,上調抗凋亡蛋白Bcl-2。同時(shí),MSCs通過(guò)分泌血管生成素-1、胎盤(pán)生長(cháng)因子和VEGF促進(jìn)血管再生,激活內皮細胞中的Notch信號通路,誘導自分泌VEGF-A產(chǎn)生,促進(jìn)新生血管形成?;謴臀⒀芄嘧τ谥亟ㄑ鯕夂蜖I(yíng)養供應、支持神經(jīng)元修復至關(guān)重要。

六、間充質(zhì)干細胞治療神經(jīng)退行性疾病中的臨床應用

基于大量臨床前證據闡明了間充質(zhì)干細胞(MSCs)在神經(jīng)退行性疾病和神經(jīng)炎癥環(huán)境下促進(jìn)神經(jīng)元存活的機制,已開(kāi)展多項I/II期臨床試驗,以評估其在患者中的安全性,并初步探索其對運動(dòng)、認知和生化指標的潛在療效(表1)。

表1:全球范圍內測試基于間充質(zhì)干細胞療法治療三種最常見(jiàn)神經(jīng)退行性疾病的臨床試驗
表1:全球范圍內測試基于間充質(zhì)干細胞療法治療三種最常見(jiàn)神經(jīng)退行性疾病的臨床試驗
表1:全球范圍內測試基于間充質(zhì)干細胞療法治療三種最常見(jiàn)神經(jīng)退行性疾病的臨床試驗
表1:全球范圍內測試基于間充質(zhì)干細胞療法治療三種最常見(jiàn)神經(jīng)退行性疾病的臨床試驗
表1:全球范圍內測試基于間充質(zhì)干細胞療法治療三種最常見(jiàn)神經(jīng)退行性疾病的臨床試驗
表1:全球范圍內測試基于間充質(zhì)干細胞療法治療三種最常見(jiàn)神經(jīng)退行性疾病的臨床試驗

帕金森病與阿爾茨海默病的臨床試驗:初步安全性與有限療效信號

在帕金森病領(lǐng)域,目前僅有一項I期臨床試驗發(fā)表了結果。該試驗采用靜脈輸注自體骨髓來(lái)源MSCs,即使是在最高劑量下也表現出極佳的安全性與免疫原性特征。

最高劑量組顯示出外周炎癥降低(多種促炎細胞因子下調)、運動(dòng)功能改善及血清腦源性神經(jīng)營(yíng)養因子水平升高,提示神經(jīng)營(yíng)養支持?;谶@些發(fā)現,后續啟動(dòng)了更大患者隊列的II期試驗(NCT04506073)及另一項使用自體脂肪來(lái)源MSCs的II期試驗(NCT04928287),但結果尚未發(fā)表。

在阿爾茨海默病方面,采用更具侵入性的鞘內給藥途徑的同種異體臍帶來(lái)源MSCs(NEUROSTEM?-AD)在I期、II期及隨訪(fǎng)研究中均表現出良好的耐受性,無(wú)劑量限制性毒性,并在輕中度認知與精神障礙患者中顯示出有希望的療效。

值得注意的是,腦脊液中阿爾茨海默病相關(guān)生物標志物(Aβ1–42、總tau蛋白和過(guò)度磷酸化tau蛋白)出現一過(guò)性降低,且白細胞增多,進(jìn)一步支持免疫調節與旁分泌通路為其作用機制。此外,自體骨髓來(lái)源MSCs(Lomecel-B)和脂肪來(lái)源MSCs(Astro-Stem)通過(guò)靜脈輸注也已獲得令人鼓舞的安全性結果及初步認知益處。

多發(fā)性硬化癥的臨床試驗:最多的臨床證據與矛盾的療效結果

目前,最多的臨床結果來(lái)自多發(fā)性硬化癥的I期和II期試驗。大多數試驗采用自體骨髓來(lái)源MSCs,在某些情況下經(jīng)工程化改造以作為神經(jīng)營(yíng)養因子的儲庫或定向分化為神經(jīng)祖細胞樣表型。

不同試驗的一致發(fā)現是:無(wú)論給藥途徑如何,MSCs給藥均具有良好的安全性和耐受性,藥物不良反應通常輕微,從未嚴重到損害臨床可行性。幾項研究還報告了運動(dòng)功能的改善,這些改善伴隨著(zhù)腦脊液成分的變化,包括作為神經(jīng)元損傷指標的神經(jīng)絲蛋白水平降低。外周免疫方面,觀(guān)察到Th1淋巴細胞減少和調節性T細胞一過(guò)性增加,證實(shí)了MSCs的旁分泌免疫調節作用。影像學(xué)上,部分研究描述了脫髓鞘斑塊水平的益處,表現為現有病灶穩定且無(wú)新病灶形成,提示疾病無(wú)再激活。

然而,大型多中心MESEMS試驗(“間充質(zhì)干細胞治療多發(fā)性硬化癥”)雖證實(shí)了骨髓來(lái)源MSCs極佳的安全性,但未能達到次要療效終點(diǎn)——未觀(guān)察到疾病進(jìn)展或運動(dòng)功能的顯著(zhù)改善。其他來(lái)源的MSCs(脂肪組織、圍產(chǎn)期組織)也均達到主要安全性結局,并在某些情況下提供了功能性益處(如改善運動(dòng)表現、膀胱功能控制及穩定腦部病灶活動(dòng)),但總體療效證據仍不一致。

轉化瓶頸:尚無(wú)注冊的III期臨床試驗及其主要原因

令人遺憾的是,由于關(guān)鍵障礙導致的轉化瓶頸,目前尚無(wú)注冊的基于MSCs治療神經(jīng)退行性疾病的III期臨床試驗。

主要障礙包括以下幾個(gè)方面:在細胞來(lái)源、制備和細胞生產(chǎn)標準化方面缺乏共識仍然是主要障礙。其他限制包括試驗設計和終點(diǎn)的巨大差異性(通常難以合理實(shí)現),以及未解決的監管復雜性。關(guān)于確切作用機制的不確定性,以及難以找到可長(cháng)期隨訪(fǎng)的大規?;颊哧犃?,使情況更加復雜。

臨床里程碑與未來(lái)前景:從移植物抗宿主病獲批到神經(jīng)領(lǐng)域的啟示

2024年,美國食品藥品監督管理局(FDA)批準了Ryoncil(remestemcel-L-rknd),一種用于治療類(lèi)固醇難治性急性移植物抗宿主?。╝GVHD)的同種異體骨髓來(lái)源MSCs療法。

緊隨其后,2025年1月2日,中國國家藥品監督管理局(NMPA)通過(guò)優(yōu)先審評審批程序,附條件批準了鉑生卓越生物科技(北京)有限公司申報的艾米邁托賽注射液(商品名:睿鉑生)上市,用于治療14歲以上消化道受累為主的激素治療失敗的aGVHD。該藥系人臍帶間充質(zhì)干細胞注射劑,是我國首款獲批上市的間充質(zhì)干細胞治療藥品。

這兩項史無(wú)前例的監管決策,標志著(zhù)基于細胞的免疫調節療法的一個(gè)重要臨床里程碑,同時(shí)也為MSCs在神經(jīng)退行性疾病中的臨床應用提供了重要啟示——即通過(guò)免疫調節機制治療炎癥相關(guān)疾病是可行的。

為了實(shí)現未來(lái)在神經(jīng)病理學(xué)中的臨床應用,有必要改進(jìn)MSC的生產(chǎn)方法,采用更大的患者群體來(lái)增強統計穩健性,改進(jìn)診斷策略,并加深我們對MSC為NDD患者帶來(lái)益處的機制的了解。

七、結論與展望

大多數神經(jīng)退行性疾病至今仍缺乏有效的疾病修飾療法。間充質(zhì)基質(zhì)細胞憑借其免疫調節、神經(jīng)保護、抗凋亡及促血管生成等多重特性,成為極具前景的治療平臺。其低免疫原性支持同種異體移植,旁分泌主導的作用機制推動(dòng)了無(wú)細胞衍生產(chǎn)品的發(fā)展。

臨床研究已證實(shí)MSC良好的安全性,監管里程碑(Ryoncil、睿鉑生)更是歷史性突破。然而,在神經(jīng)退行性疾病領(lǐng)域,轉化瓶頸依然突出。多數神經(jīng)退行性疾病或為晚發(fā)性,或進(jìn)展迅速且預后兇險,延遲性不良事件的潛在風(fēng)險或許并不足以抵消其臨床獲益。

當前的關(guān)鍵任務(wù)在于:推動(dòng)制備工藝標準化,依托大規模多中心試驗提升證據等級,利用生物標志物與影像技術(shù)實(shí)現患者精準分層,并進(jìn)一步闡明體內主導機制。隨著(zhù)基礎與臨床研究的深入,MSC及其衍生物有望成為神經(jīng)病學(xué)的有效武器。

八、常見(jiàn)問(wèn)題解答(FQA)

參考資料

[1] Bufi, A.A., Papait, A., Ponsaerts, P. et al. Mesenchymal stromal cells and neuroinflammation: a multimodal approach to neuroprotection and future therapeutic horizons. Transl Neurodegener 15, 23 (2026). https://doi.org/10.1186/s40035-026-00554-4

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