哮喘病已經成為當今世界上最為普遍的疾病之一,尤其是在兒童中,哮喘病的傳播更為廣泛。被世界衛(wèi)生組織列為疾病中四大頑癥之一,它也成為僅次于癌癥的世界第二大致死和致殘疾病。
據全球哮喘防治創(chuàng)議委員會估計,全球約有 3 億人受到哮喘病的困擾;據 WHO 預測,至 2025 年哮喘患者將增至 4 億人。我國哮喘患者約有 3000萬,患病人數每年持續(xù)增長。僅有四成(40.5%)患者病情得到控制,哮喘死亡率遠高于發(fā)達國家。
哮喘的發(fā)作,和當前空氣質量的關系尤為密切。同時,接觸煙霧、香水、油漆、灰塵、寵物、花粉等刺激性氣體或變應原之后發(fā)作,夜間或清晨癥狀容易發(fā)生或加劇。
臨床表現(xiàn)
哮喘患者的常見癥狀是發(fā)作性的喘息、氣急、胸悶或咳嗽等癥狀,少數患者還可能以胸痛為主要表現(xiàn)。
近年來,間充質干細胞獨特的免疫調節(jié)功能使其在自身免疫性疾病領域成為熱點?,F(xiàn)已證明間充質干細胞可通過分泌生長因子、細胞因子、抗纖維化因子或者血管生成介質等實現(xiàn)旁分泌反應,并發(fā)揮免疫調節(jié)功能。最近有研究證實誘導哮喘早期移植間充質干細胞可上調外周CD4+CD25+調節(jié)性T細胞,降低支氣管肺泡灌洗液中炎癥細胞的數量,明顯抑制支氣管哮喘(簡稱哮喘)小鼠的氣道炎癥。因此,全面了解間充質干細胞生物學特性有助于更深入探討其與哮喘之間的聯(lián)系,為哮喘治療開辟新的途徑。
間充質干細胞由于具有來源廣泛,易在體外培養(yǎng),誘導和擴增以及免疫原性低等特性,成為組織工程,細胞工程和基因工程理想的種子細胞和研究熱點。大量的研究突出間充質干細胞的治療作用主要在兩個方面:一是調節(jié)T細胞介導的免疫反應;二是移植間充質干細胞并使其歸巢到缺血和損傷組織。
間充質干細胞與氣道炎癥
哮喘發(fā)病與機體免疫系統(tǒng)功能異常有密切關系。T細胞活化及T細胞亞群之間的平衡狀態(tài)已越來越引起重視,成為哮喘發(fā)病機制研究的一個熱點。有研究表明,誘導哮喘早期使用間充質干細胞可上調外周血CD4+CD25+調節(jié)性T細胞,降低支氣管肺泡灌洗液中炎癥細胞的數量,明顯抑制哮喘小鼠的氣道炎癥;這在Kavanagh等的研究中也得到證實,使用間充質干細胞后卵蛋白誘導的小鼠氣道炎癥明顯減輕,抗原特異性IgE減少、調節(jié)性T細胞增多,支氣管肺泡灌洗液中IL-4減少、IL-10增多,這說明間充質干細胞對氣道炎癥發(fā)揮抑制作用不僅僅是依賴調節(jié)性T細胞,還存在別的獨立的抑制炎癥機制。
間充質干細胞與哮喘氣道重塑
氣道重塑是哮喘特征性病理改變之一,即使是輕度的哮喘患者也存在氣道重塑的現(xiàn)象。發(fā)生氣道重塑涉及氣道結構的多種組分,包括上皮組織的喪失、上皮下纖維化、新血管生成、膠原沉積、成纖維細胞和肌成纖維細胞增生和氣道平滑肌細胞的增生肥大等。
1、目前已經有實驗證實間充質干細胞可調理肺并分化為肺上皮細胞以緩解由脂多糖引起的急性肺損傷和博萊霉索引起的慢性肺損傷。而將人間充質干細胞與小氣道上皮細胞共培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)一部分間充質干細胞迅速分化為上皮細胞并回復上皮細胞單層,其他間充質干細胞直接與上皮細胞融合。最近有報道稱間充質干細胞通過修復哮喘氣道上皮細胞促進氣道上皮重建。因而我們可以考慮憑借干細胞技術來修復氣道上皮細胞,增強上皮防御能力,防止哮喘疾病進展。
2、有研究證實哮喘氣道中肌成纖維細胞增多,可能是哮喘氣道炎癥募集循環(huán)中的骨髓間充質干細胞來源的成纖維細胞至氣道所致;從哮喘患者肺組織中分離的成人支氣管成纖維細胞樣細胞經流式細胞儀檢測發(fā)現(xiàn)細胞表面標志物呈骨髓來源的間充質干細胞樣的結果。這些結果都提示增生的肌成纖維細胞有一部分可能來自于間充質干細胞的遷移分化,因此確切了解間充質干細胞遷移到靶組織的機制,對哮喘疾病的治療可能有重大意義。
3、間充質干細胞作為具有多向分化潛能的干細胞,雖然初步研究證實外源性干細胞可調理肺,并可分化為多種細胞參與氣道重塑。目前更多的研究傾向于間充質干細胞通過分泌生長因子、細胞因子、抗纖維化因子或者血管生成介質等旁分泌反應,直接或間接啟動細胞內機制,參與組織修復和免疫調節(jié)等生物效應,由此可見,間充質干細胞可能通過旁分泌效應減輕氣道重塑。
間充質干細胞的治療機制
1、間充質干細胞能定制并分化為受損組織細胞。
2、間充質干細胞通過線粒體轉移及促進內源性干細胞增生及趨化來改善病情。
3、間充質干細胞具有免疫調節(jié)作用,通過分泌可溶性因子及小分子化學物質介導免疫抑制。
以上的治療機制都為基于干細胞治療哮喘提供大量的依據,有學者將間充質干細胞移植入用雞卵白蛋白致敏及激發(fā)的的哮喘模型中,哮喘小鼠肺部炎癥減輕,血清中IL-12增高,而IL-10和IL-13明顯減低。
間充質干細胞有望徹底治愈哮喘
遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院呼吸二科主任張建勇教授等人在《中國組織工程研究雜志》上刊發(fā)的研究文章認為間充質干細胞對治療哮喘擁有較大潛力。
在減輕哮喘氣道炎癥和降低氣道
高反應方面的作用
◆ 氣道炎癥可使間充質干細胞定向募集并定植在損傷的氣道上皮;
◆ 間充質干細胞通過調節(jié)Th1/Th2的平衡緩解氣道炎癥;
◆ 間充質干細胞通過直接或間接的方式調節(jié)免疫細胞降低氣道炎癥;
◆ 間充質干細胞可以通過一系列的可溶性因子來抑制免疫細胞的免疫應答,減輕甚至終止氣道炎癥炎性損傷;
◆ 間充質干細胞可以通過上調CD4+ CD25+調節(jié)性T細胞來抑制氣道炎癥。
在延緩氣道重塑中的作用
◆ 間充質干細胞可以誘導分化肺泡上皮修復氣道炎性損傷;
◆ 間充質干細胞可抑制炎癥并觸發(fā)修復性生長因子延緩哮喘氣道重塑。
間充質干細胞已經有大量的臨床前期和臨床研究顯示間充質干細胞的安全性、無毒性,且制備簡便、來源廣泛,這無疑對哮喘的治療開辟了一條新途徑。