【长文分析】让您明明白白“骨髓干细胞”治疗的利弊

盼山的备忘录 2024-07-23 11:02:54
虽然现在还看到有少量文章探讨“骨髓干细胞”,也依然看到一些专家言及和应用“骨髓干细胞”,但是大量的研究文章都会明确骨髓哪种干细胞,而不是用“骨髓干细胞”来笼统称之,因为骨髓里不同类型的干细胞有不同的功能和应用范围,因此需要给予非常科学的区分。

因为骨髓里面有很多种类型的细胞,主要有造血干细胞(HSC)和间充质干细胞(MSC)。骨髓干细胞在最初期是指骨髓造血干细胞,骨髓移植就是骨髓造血干细胞移植。后来,由于骨髓间充质干细胞的发现和持续地深入研究后,“骨髓干细胞”就无法明确地区分:是指骨髓造血干细胞,还是指骨髓间充质干细胞?

从骨髓腔中抽取出骨髓干细胞(混合的细胞群体),并没有进行纯化或体外培养来区分是骨髓造血干细胞还是间充质干细胞,那么这些从骨髓腔抽取的“骨髓干细胞”本质上就是“骨髓单个核细胞”,因此本文专用“骨髓单个核细胞”来代替“骨髓干细胞”进行阐述。

本文根据已经发表的专业文章来做汇总和分析,以期读者有一个清晰的认知,有利于后续的研究和客观的评价。

1,骨髓单个核细胞的相关知识点

【知识点1#】

“单个核细胞”需要跟“单核细胞”做一个区分:“单个核细胞”的英语专业名词是mononuclear cell,“单核细胞”的英语专业名词是monocyte。单个核细胞是含有多种细胞类型的混合细胞群体,最大特征是这群混合细胞都是单个核。虽然单核细胞也是单个核,但是单核细胞是一种特定的血液细胞,具有强的趋化变形能力和吞噬作用。

【知识点2#】

外周血单个核细胞,即Peripheral Blood Mononuclear Cell,缩写就是PBMC。骨髓单个核细胞,即Bone Marrow Mononuclear Cell,缩写为BM-MNC。脐血单个核细胞,即Umbilical Cord Blood Mononuclear Cell,缩写为UCB-MNC,也见到CB-MNC或UCB-MC的写法。这些英语专业名词常见于用复数的形式。

【知识点3#】干细胞随年龄增大而老化和减少

其实,本公众号的文章已经对这个问题做过专业的阐述,详情请看《干细胞的衰老是人体衰老的根源》(点击阅读)。

有研究显示人(14-59岁)骨髓中,白细胞的数量为(26.7±12.2)X 103个细胞/μL,其中造血干细胞(CD45dimCD34+)的含量为0.05%-0.89%,MSC的含量为0.022%-0.094%;而且随着年龄增加,造血干细胞和MSC的数量出现急剧下降[1]。

2023年的一篇文章证明,19岁左右的年轻人骨髓液中每毫升有(3.8±1.8)×107个骨髓单个核细胞,而57岁左右的中老年人骨髓液中每毫升仅有(1.2±0.8)×107个骨髓单个核细胞,即年轻人的骨髓单个核细胞的数量是中老年人的3倍[2]。越南一家干细胞研究结构也发现脑部神经损伤疾病的患者中,17岁以下患者每毫升骨髓中的骨髓单个核细胞含量是20岁以上患者的3倍[3]。

MSC在体内的老化被认为是组织和器官功能随机体老化而下降的关键原因。比如,MSC存在明显的与年龄有关的细胞增殖的差异,老年MSC或衰老的MSC表现三个方面的下降:细胞质量、分化能力和迁移能力[4-7]。与年轻供者分离的细胞相比,老年的MSC还表现出衰老的其他特征,比如活力、增殖和分化能力的降低[7-9]。因此,有研究发现老年MSC的临床治疗效果欠佳[8, 10, 11]。

简而言之,骨髓里面的造血干细胞和MSC的含量在人出生后就开始了持续下降,虽然身体机能在青春期达到巅峰,但是对于骨髓里的造血干细胞和MSC来说,出道即颠峰!人体过了中年平台期后,其身体状况和自愈能力就非常明显地下降,本质上是因为体内的干细胞数量和质量开始了明显的滑坡。

【知识点4#】大量抽取骨髓会加速干细胞衰老

持续抽取骨髓单个核细胞,就会造成一个潜在的风险,即加速骨髓里面的干细胞衰老。因为骨髓里面的干细胞本来就随着年龄增大而出现增殖功能下降;被抽取了部分骨髓腔里的各种干细胞后,存留在骨髓腔里的干细胞为了弥补骨髓腔干细胞的数量而加速增殖分裂,会导致干细胞出现复制性衰老(细胞增殖所导致的衰老)。

恰好有一研究团队做过这方面的初步探讨。这个团队的研究文章证明,距离第一次抽骨髓半年后的第二次抽骨髓时,每毫升骨髓中的骨髓单个核细胞含量少于第一次抽骨髓时的单个核细胞含量,尤其是CD34+细胞(造血干细胞)的减少更为显著[3]。这个研究结果证明“抽取骨髓”将会导致骨髓腔里面的干细胞数量减少,目前尚未知骨髓里面干细胞数量的恢复需要多久时间,但是至少半年的时间不足以恢复。

另一临床研究发现了患者抽取骨髓单个核细胞的数量与6个月后外周血白细胞计数下降密切相关(即抽取骨髓液,会导致着外周血白细胞数量减少)[12]。

2,骨髓单个核细胞治疗研究进展

骨髓单个核细胞治疗最早始于骨髓移植,但因为骨髓单个核细胞里面含有少量的造血干细胞和内皮祖细胞,所以顺其自然地进入了动脉疾病的治疗研究领域。2002年《Lancet》杂志(临床医学顶级杂志之一)发表一篇里程碑式临床文章,标记着骨髓单个核细胞进入多个领域的治疗研究。

(1)治疗动脉疾病

2002年《Lancet》杂志的这篇文章比较了肌肉注射外周血单个核细胞(PBMC)和骨髓单个核(BM-MNC)治疗外周动脉疾病的临床疗效;与注射安慰剂或PBMC治疗的肢体相比,注射BM-MNC治疗的肢体显示出ABI、TcPO2、静息痛和PWT的改善[13]。

这些令人鼓舞的结果导致了II期随机对照PROVASA(严重肢体缺血患者动脉内注射骨髓单个核细胞)试验,其中40名严重肢体缺血患者接受动脉内BM-MNC或安慰剂治疗,3个月后,两组均接受BM-MNC治疗;在3个月或6个月时,临床研究的结果却让人失望,踝肱指数(ABI)的主要终点没有差异,溃疡愈合和静息痛的次要终点虽然有改善,但在保肢方面无差异[14]。

迄今为止发表的最大的使用细胞疗法的随机对照试验是JUVENTAS(通过经皮动脉内补充再生内皮祖细胞)试验,在该试验中,160名严重肢体缺血患者接受了3次单独的BM-MNC动脉内输注(介入的方式);与安慰剂组相比,每隔3周向受累肢体的股总动脉内输注一次;但是这些临床研究却是以失败而告终,6个月大截肢率的主要终点或生活质量、静息痛、ABI或TcPO2没有显著差异[15]。这些大样本的临床研究直接证明了骨髓单个核细胞无法有效治疗严重肢体缺血。

因为抽取骨髓的操作比较痛苦和有创伤,临床上也有采用干细胞动员剂(G-CSF)来动员骨髓腔里面的干细胞到外周血液里,然后再采集外周血液,分离出外周血单个核细胞(PBMC),这时的PBMC富含骨髓来源的干细胞。

2007年我国报道一项涉及150名下肢动脉硬化闭塞症患者的随机对照试验,患者分两组,分别接受肌内局部注射G-CSF动员的外周血单个核细胞(PBMC)与直接抽取的骨髓单个核细胞(BM-MNC),PBMC治疗组在踝肱指数(ABI)、皮肤温度和静息痛方面有更大的改善;但两组之间在无痛步行距离、经皮氧压、溃疡和下肢截肢率方面没有显著差异[16]。

因此,临床研究证明,不管是用G-CSF动员的外周血单个核细胞(PBMC),还是直接抽取的骨髓单个核细胞(BM-MNC),即使是通过介入的局部治疗方式,均不能有效治疗动脉疾病。

当然需要注意的一点,就是应用干细胞动员剂(G-CSF)最常见的副作用就是骨痛,因为刺激了骨髓腔里面的干细胞增殖和迁移出骨髓腔进入血液循环。MSC进入静脉后,发挥支持造血的功能,类似润物细无声,并不会引起骨头疼痛。除了CART,常见的NK/CIK/NKT等免疫细胞并不会刺激骨髓造血和引起骨痛。所以,如果静脉回输细胞注射液后出现明显的骨头疼痛,大概率是细胞注射液里面额外添加了干细胞动员剂。

关于干细胞治疗动脉疾病的详细论述,请看本公众号的文章《外周动脉疾病和细胞治疗》和《间充质干细胞治疗血管疾病的基础机制探讨》等文章。

(2)治疗心脏疾病

德国法兰克福大学一团队研究对比骨髓单个核细胞和外周血单个核细胞心脏冠脉内注射治疗急性心梗(心梗后3-7天)的疗效;这个团队获得单个核细胞后进行体外培养3天;细胞治疗1年后,患者的心功能有了不同程度的改善,平均心脏射血分数从44%提高到49%,或者从50%提高到58%(这个数据的差异可能在于不同的文章纳入的原始数据有差异,但是涉嫌利用一组数据来发表2篇文章),而且外周血单个核和骨髓单个核的疗效没有差异[17, 18]。不过,实在不明白把单个核细胞进行体外培养3天的意义何在?

该团队和其他团队分别开展有安慰剂对照的临床研究,结果证明心脏冠脉注射骨髓单个核细胞只能短期改善心脏射血分数小于48.9%的患者的心功能,而对射血分数大于48.9%的患者没有治疗效果[19, 20]。

2012年《JAMA》杂志(临床医学顶级杂志之一)发表一项心脏局部注射骨髓单个核细胞治疗慢性缺血性心衰的多中心临床对照研究文章。这个多中心临床研究涵盖了德克萨斯心脏研究所、宾夕法尼亚心血管医院、美国梅奥诊所等多家顶级医院。该多中心临床安慰剂对照研究证明了通过介入方式在心脏局部注射骨髓单个核细胞,并不能有效改善患者的心功能,疗效等同于安慰剂治疗[21]。

2014年《JAMA》杂志再次发表一项美国团队的临床随机对照研究成果,证明了介入方式心脏局部注射MSC比局部注射骨髓单个核细胞更能有效地治疗缺血性心肌病(ischemic cardiomyopathy),再一次证明骨髓单个核细胞治疗在6分钟步行距离和心梗面积这两个指标上和安慰剂对照组没有差异,而MSC治疗组却有很大的改善[22]。

2022年一篇meta分析文章对26项骨髓单个核细胞和10项MSC治疗心梗的临床研究进行对比性分析,总共纳入来2489名患者,结果发现骨髓单个核细胞和MSC仅能短期提高心梗患者的心脏射血分数,但是MSC的治疗效果更优于骨髓单个核细胞[23]。

利用骨髓单个核细胞治疗心脏疾病的基础原理也是基于骨髓单个核细胞里面含有内皮祖细胞和造血干细胞,只不过内皮祖细胞和造血干细胞的含量很少。正因为内皮祖细胞和造血干细胞的含量很少,所以多个高质量临床研究均证明骨髓单个核细胞治疗心脏疾病的疗效欠佳。

关于间充质干细胞(MSC)治疗心脏疾病的详细论述,请看本公众号的文章《心梗的干细胞治疗和临床研究最新进展》和《提高MSC治疗心梗临床效果的优化方案》等文章。

(3)治疗骨科疾病

因为骨髓单个核细胞存活在骨髓腔里面,研究者很自然地猜想骨髓单个核细胞很可能和骨再生方面有一定的关系,因此可以应用于骨科疾病的治疗。

在髓核减压术的基础上,联合应用自体富血小板血浆(PRP)和骨髓单个核细胞治疗ARCO II-IIIA期非创伤性股骨头坏死(ONFH),能有效减少股骨头坏死导致的骨头塌陷和提高自体髋关节的使用寿命[24]。

2023年一篇文章系统分析了骨髓单个核细胞和韩国MediPost细胞公司的脐血MSC产品(Cartistem)治疗胫骨高位手术患者的膝骨关节炎,纳入499名患者(MSC组为330名)进行分析,结果发现Cartistem产品的疗效稍微优于骨髓单个核细胞,但是没有统计学差异[25]。韩国干细胞产品的表现确实不给力,疗效都比不过骨髓单个核细胞。

2024年台湾团队报道自体富血小板血浆(PRP)和骨髓单个核细胞应用于前交叉韧带重建术后的随机对照临床研究结果,与对照组相比,单独的PRP以及骨髓单个核细胞和PRP组合在临床关节功能、韧带重建和腱骨界面愈合方面显示出非常有限的增强作用[26]。

有学者深入分析研究了46个MSC治疗关节软骨损伤的临床研究,非常意外地发现了有21个临床研究所用的细胞并不是真正的MSC,其中18个临床研究本质上采用脂肪血管基质组份(SVF)、2个临床研究本质上采用外周血单个核细胞(PBMC),一个临床研究采用骨髓单个核细胞[27]。

这也提示我们,有些临床研究,甚至市面应用,只是打着MSC的幌子,并不是真正的MSC。要获得真正的MSC,需要进入培养操作,或者需要分选纯化操作。如果只是简单的抽取骨髓或脂肪,然后再离心分离获得一群细胞,那么这群细胞就不是真正的MSC,反而是一群混合细胞,所含的MSC细胞数量极少。

关于间充质干细胞(MSC)治疗骨科疾病的详细论述,请看本公众号的文章《间充质干细胞在骨科疾病的应用大全》等文章。

(4)治疗肝病

2006年日本团队发表第一篇骨髓单个核细胞治疗肝病的文章。该篇文章报道了9名Child-Pugh评分在7-10分的肝硬化患者,经过自体骨髓单个核细胞通过外周静脉回输体内治疗肝硬化,24周后大部份患者的血清白蛋白升高,总体Child-Pugh评分下降,但是只有1名患者的Child-Pugh评分下降到6分[28]。Child-Pugh评分是反映整体肝功能的一个非常重要的临床指标。

多个小样本的临床研究显示,病情比较轻的肝硬化患者(Child-Pugh评分不超过8分)进行自体骨髓单个核细胞的外周静脉注射治疗,发现部分患者的肝功能改善明显,而且能维持6-12个月不等[29, 30]。但是,多个临床研究显示Child-Pugh评分超过8分后,自体骨髓单个核细胞进行肝脏介入治疗的患者会出现严重的不良反应,包括感染、肝功能恶化、反复腹水、肝性脑病、肝癌、介入手术引起的因腹腔出血和肝衰竭而死亡等等[31-35]。

即使进行了2次骨髓单个核细胞的肝脏介入治疗,肝功能只是短期内有所改善,在治疗后的第6个月时MELD评分病没有改善,和安慰剂组的MELD评分没有差异[32]。不同于成年人,自体骨髓单个核细胞2次输注治疗19名儿童胆道闭锁Kasai术后肝硬化的疗效比较好,除了血清白蛋白在12个月时掉到治疗前的水平,其他指标都有不同程度的改善,总体PELD评分下降[36]。

目前唯一出现了一项临床数据非常漂亮的研究成果,即进行2次自体骨髓单个核细胞的肝脏介入(分2组:网膜静脉介入和穿刺注入肝脏)治疗后,能做到每组都有Child-Pugh评级为B级和C级的失代偿期肝硬化患者(27-75岁)的情况下,失代偿期肝硬化患者的肝功能各指标稳步改善,数据线性很好,而且数据的标准误(bar)很小;虽然文章里面的数据很完美,但是稍微遗憾的一点就是没有MELD评分或Child-Pugh评分的变化[37]。

有不少国外专家认识到单纯的骨髓单个核细胞不能有效治疗肝硬化,考虑的原因可能是造血干细胞含量太低所致,因此在细胞治疗之前从单个核细胞中纯化分离出CD34+造血干细胞,但是临床研究依然证明了纯化的CD34+造血干细胞治疗肝硬化的效果也欠佳和不持久,肝功能只在1-3个月的时间里有些改善[38-40],而且并没有提高患者的生存率[38]。

正是因为单纯的骨髓单个核细胞治疗肝硬化疗效不佳,英国伯明翰大学科研团队开展联合用药治疗肝硬化(MELD评分在11.0-15.5之间)的多中心临床对照研究;先用CD133抗体来纯化单个核细胞(即视为CD133+造血干细胞),然后给予患者联合应用干细胞动员剂G-CSF;不过让人意外的是,这群CD133+造血干细胞并不是来自于骨髓,而是来自于外周血;结果发现干细胞动员剂G-CSF联合应用CD133+造血干细胞(3次)治疗的严重不良反应(43%)远高于单独应用干细胞动员剂G-CSF治疗(11%);不管是单独干细胞动员剂G-CSF,还是联合应用CD133+造血干细胞,均不能有效改善肝功能,也不能改善肝脏纤维化[41]。

2021年有一篇综述和meta分析文章发现骨髓单个核细胞只能短期(3个月内)改善肝硬化患者的肝功能,而长期疗效欠佳,而且不能减少失代偿期肝硬化患者的死亡率[42]。

不过,在学习了很多篇骨髓单个核细胞治疗肝硬化的临床文章之后,发现了一些有趣的规律,即国外的骨髓单个核细胞治疗疾病的临床文章的数据都比较难堪,有明显的波动,而且疗效维持很难超过半年,而国内的骨髓单个核细胞治疗疾病的临床文章的数据都比较漂亮,数据稳定性很好,病情很少波动,疗效基本上能维持1年。

多项临床研究均已经证明间充质干细胞(MSC)能有效治疗肝硬化和肝衰竭[43-48],而且脐带和胎盘羊膜等异体来源MSC的获取并不会对患者增加任何创伤。因为肝硬化和肝衰竭的患者常常有凝血功能障碍和免疫功能低下,介入的操作方式容易导致严重的出血和感染,所以不建议肝硬化和肝衰竭的患者采用自体骨髓单个核细胞或MSC进行肝脏介入治疗。

3,小结

骨髓单个核细胞的有效性不稳定,疗效也不持久,抽取骨髓液更会引起骨髓干细胞的减少(见知识点4#),造成骨髓空心化,那么骨髓单个核细胞貌似就剩下唯一宣传亮点:自体细胞。这里其实就存在一个逻辑思维的误区,即自己的细胞就一定比别人的细胞安全?其实,在操作规范的情况下,自己的细胞和别人的细胞一样都安全;操作不规范,那么自己的细胞和别人的细胞一样都不安全。

综上所述,突然有灵魂一问:很多疾病明明就可以选择更有效的间充质干细胞(MSC)来治病,为何非得用有创伤性的疗效不明确的骨髓单个核细胞来治疗?

(参考文献:略,暂不提供。)

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