孟 涵 徐小方 歐忠輝

人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療口干癥的研究進(jìn)展*

孟 涵 徐小方 歐忠輝

口干癥是因涎腺分泌的唾液減少而導(dǎo)致的一 種臨床癥狀。目前，藥物治療及對(duì)癥治療是其主要治療方法，但這些方法均無(wú)法修復(fù)受損的涎 腺組織，因此對(duì)于涎腺組織已發(fā)生不可逆性損傷的口干癥患者來(lái)說(shuō)治療作用極其有限。近年來(lái)，臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在治療自身免疫性疾病和修復(fù)組織損傷的初步療效已得到肯定。本文將著重探討人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在治療舍格倫綜合征及放射性涎腺損傷導(dǎo)致的口干癥的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景。

人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞；舍格倫綜合征；放射性口干癥；組織工程

口干癥(Xerostomia)是由多種因素致使唾液分泌減少的一種臨床癥狀，在老年人群中，口干癥的發(fā)生率達(dá)到30%-50%[1,2]。正常含量的唾液分泌對(duì)于維持口腔健康意義重大，其作用包括預(yù)防齲病，輔助 食物消化，保護(hù)口腔黏膜等[1]。唾液分泌過(guò)少則會(huì)造成患者口腔灼燒感、吞咽困難、口腔念珠菌病、齲齒等，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[3]。近年來(lái)，對(duì)于人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，hucMSCs)的研究已取得一定進(jìn)展，并且將其用于治療口干癥的初步療效已得到肯定，展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。本文就hucMSCs在口干癥的臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述，為口干癥的治療提供新的思路和方法。

1.口干癥的病因及治療現(xiàn)狀

口干癥的發(fā)病因素繁多復(fù)雜，主要有藥物、年齡、糖尿病、自身免疫性疾病、頭頸部放療和精神因素等[1-3]。其中，自身免疫性疾病舍格倫綜合征(Sj?gren’s syndrome，SS)及頭頸部腫瘤患者放療后導(dǎo)致的放射性口干癥(radiation-induced xerostomia，RIX)由于涎腺組織的不可逆性損傷，是兩種較為嚴(yán)重的口干癥[3,4]。

目前，藥物治療和對(duì)癥治療是口干癥的主要治療方式。藥物治療主要是通過(guò)藥物促進(jìn)殘存腺泡細(xì)胞的分泌能力以增加唾液流量[2]。對(duì)癥治療則是通過(guò)使用專用漱口水、人工唾液等，減 輕患者的口干癥狀，并部分替代唾液功能[1]。雖然這些方法能在一定程度上改善患者的口干癥狀，但卻無(wú)法修復(fù)受損的涎腺組織，對(duì)于SS和RIX這類口干癥患者來(lái)說(shuō)療效甚微。因此，尋求一種更為有效的方法治療此類因涎腺組織不可逆性損傷導(dǎo)致的口干癥已迫在眉睫。

近年來(lái)，有學(xué)者使用間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells，MSCs)治療自身免疫性疾病和修復(fù)放射性損傷的組織，其初步療效在體外及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已得到肯定[5,6]。這為治療SS和RIX提供了新的方向。

2.hucMSCs的發(fā)現(xiàn)和特點(diǎn)

1991年，McElreavey等[7]初次從臍帶華氏膠(Wharton’s jelly)中成功分離出了成纖維樣細(xì)胞。之后，Mitchell等[8]從臍帶華氏膠中分離出了具有多向分化潛能的MSCs。此后，hucMSCs作為一種新型組織工程種子細(xì)胞，受到極大關(guān)注。

hucMSCs屬于成體干細(xì)胞，來(lái)源于臍帶組織，細(xì)胞含量高，取材方便，不會(huì)對(duì)產(chǎn)婦和新生兒造成損傷[9]。其細(xì)胞具有良好的增殖分化能力，能跨胚層分化為不同的細(xì)胞類型，如中胚層來(lái)源的組織細(xì)胞如成骨細(xì)胞，外胚層來(lái)源的組織細(xì)胞如神經(jīng)細(xì)胞，內(nèi)胚層來(lái)源的組織細(xì)胞如肝樣細(xì)胞等[9-11]。hucMSCs具有更理想的歸巢性能，這可能與其趨化因子受體和粘附分子的表達(dá)有關(guān)[12]。

hucMS Cs免疫原性較低，不易引起移植物抗宿主病[13]。hucMSCs缺乏人白細(xì)胞抗原DR(human leukocyte antigen DR，HLA-DR)，還能分泌多種免疫抑制因子，具有免疫調(diào)節(jié)作用，在體外能直接對(duì)B細(xì)胞、T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用[9,13]。還有研究證明hucMSCs在動(dòng)物體內(nèi)不具有致瘤性，這為其今后應(yīng)用于臨床提供了安全性依據(jù)[14,15]。

這些研究表明，hucMSCs在治療自身免疫性疾病及修復(fù)組織損傷方面極具潛力，已經(jīng)應(yīng)用于臨床多種疾病的治療研究，在口干癥的治療方面也有了一些進(jìn)展，有望成為治療口干癥的一種新方法。

3.hucMSCs在治療口干癥中的應(yīng)用

3.1 hucMSCs與SS SS是一種慢性系統(tǒng)性的自身免疫性疾病，其特征是外分泌腺的實(shí)質(zhì)細(xì)胞被淋巴細(xì)胞及組織細(xì)胞取代，致使腺體分泌功能受損及組織的不可逆性損傷，主要累及涎腺和淚腺[16]。其發(fā)病機(jī)制尚不明確，可以確定的是有多種細(xì)胞及細(xì)胞因子參與其中。

本病最為突出的免疫異常是B細(xì)胞被過(guò)度激活，從而產(chǎn)生大量的自身抗體，如抗SSA抗體、抗La/SSB抗體。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)樹(shù)突狀細(xì)胞[17]、白細(xì)胞介素-21(interleukin-21，IL-21)[18]、白細(xì)胞介素-7(interleukin-7，IL-7)等[17]均能激活B細(xì)胞。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在B細(xì)胞成熟及生成免疫球蛋白過(guò)程中濾泡性輔助性T細(xì)胞(follicular helper T cells，Tfh)發(fā)揮著不可替代的作用[19]，并且在SS患者體內(nèi)，Tfh的數(shù)量與血清自身抗體水平及病情嚴(yán)重程度呈正比[20]。此外，輔助性T細(xì)胞17(T helper cell 17，Th17)是公認(rèn)的參與SS的自身免疫及促進(jìn)腺體損傷的主要效應(yīng)因子之一，Th17與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell，Treg)的比例失衡會(huì)促進(jìn)SS病情的發(fā)展[21]。這些研究表明樹(shù)突狀細(xì)胞、Tfh、Th17等可能與SS的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

Glennie等[22]發(fā)現(xiàn)MSCs能 夠 下調(diào)HLA-DR 和CD83的表達(dá)，抑制樹(shù)突狀細(xì)胞的分化和成熟，從而抑制B細(xì)胞的增殖。Liu R等[23]發(fā)現(xiàn)hucMSCs可能通過(guò)分泌吲哚胺2，3-過(guò)氧化酶(indoleamine 2,3-dioxygenase，IDO)來(lái)抑制SS患者血清中的Tfh的增殖分化。Alunno A等[24]將hucMSCs與外周血單核細(xì)胞建立共培養(yǎng)體系，發(fā)現(xiàn)hucMSCs能明顯抑制原發(fā)性SS患者外周血中T細(xì)胞的增殖，Th17數(shù)量明顯減少，并且還影響Foxp3和維甲酸相關(guān)孤核受體γt(retinoid-related orphan nuclear receptor γt，RORγt)的表達(dá)[24]?，F(xiàn)已證實(shí)MSCs可以上調(diào)Foxp3表達(dá)，F(xiàn)oxp3作為一種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子能夠促進(jìn)Th17轉(zhuǎn)化為Treg[21]，而RORγt是Th17增殖分化過(guò)程中一種重要的轉(zhuǎn)錄因子[25]。因此，hucMSCs與外周血單核細(xì)胞共培養(yǎng)體系可能通過(guò)調(diào)控SS患者體內(nèi)Foxp3和RORγt的表達(dá)，促進(jìn)Th17轉(zhuǎn)化為Treg。

這些研究表明hucMSCs可能通過(guò)抑制樹(shù)突狀細(xì)胞、Tfh、Th17等細(xì)胞的增殖分化，從而對(duì)SS達(dá)到一定的治療作用。但是，這些研究均處于體外研究階段，在體內(nèi)hucMSCs是否還具有類似的作用，Tfh在原發(fā)性SS的發(fā)病過(guò)程中到底扮演著什么角色，IDO抑制Tfh增殖分化的確切機(jī)制等諸多問(wèn)題尚需進(jìn)一步的探索。此外，hucMSCs與外周血單核細(xì)胞共培養(yǎng)體系作為一種具有生物學(xué)效應(yīng)的人工體系，在體外能夠發(fā)揮強(qiáng)大的免疫學(xué)效應(yīng)，對(duì)SS達(dá)到某些治療效果。但是如何將hucMSCs與外周血單核細(xì)胞共培養(yǎng)的人工體系作用于人體，如何保障其在體內(nèi)應(yīng)用的安全性及有效性等等，尚需要更深入的研究。

Xu等[26]的研究證明了hucMSCs對(duì)SS的治療作用。Xu等將hucMSCs靜脈注射輸入SS患者體內(nèi)，約6個(gè)月后，患者血清中的抗SSA抗體基本消失，12個(gè)月后，患者的唾液流量約是注射hucMSCs前的1.5倍。但由于Xu等的臨床實(shí)驗(yàn)樣本量較少，不能較全面的反映hucMSCs對(duì)SS的治療作用及其作用機(jī)制以及可能存在的問(wèn)題，因此在正式應(yīng)用與臨床治療SS前，還需更深入的研究。

3.2hucMSCs與RIX RIX是頭頸部腫瘤患者接受放射治療后最常見(jiàn)的并發(fā)癥，放射線 會(huì)對(duì)涎腺組織造成不可逆性的損傷，造成涎腺分泌功能障礙，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量。有學(xué)者認(rèn)為微血管損傷和血液流率降低是引起涎腺組織放射性損傷的主要機(jī)制[27]。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，放射線被組織細(xì)胞吸收后將發(fā)生電離產(chǎn)生自由基，進(jìn)而誘發(fā)細(xì)胞凋亡[28]。由于腺泡細(xì)胞功能活躍，含有較豐富的氧離子，這使得腺泡細(xì)胞在經(jīng)過(guò)放 射線照射后更易產(chǎn)生自由基，這可能是涎腺組織對(duì)放射線高度敏感的原因之一。

雖然目前尚未有hucMSCs治療RIX的相關(guān)報(bào)道。但是國(guó)內(nèi)外許多研究證實(shí)對(duì)于其他組織的放射性損傷，譬如放射性肺損傷[29]、放射性腦損傷[30]、放射性腸損傷[31]、放射性皮膚損傷[32]等，hucMSCs均發(fā)揮出了不同程度的修復(fù)作用。對(duì)于hucMSCs修復(fù)組織放射性損傷的機(jī)制的研究尚不深入，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為這可能與hucMSCs較好的歸巢能力，易定植于受損組織并能向多種組織分化的潛能[9,29]，hucMSCs的免疫調(diào)節(jié)能力及旁分泌作用[30]，能促進(jìn)微血管生成[31,32]等因素相關(guān)。Lim JY等[33]將骨髓來(lái)源的MSCs直接注射至RIX小鼠的涎腺內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組中小鼠的涎腺分泌功能得到改善，并且 發(fā)現(xiàn)有部分MSCs分化為腺泡細(xì)胞。

這些研究表明hucMSCs治療RIX具有理論可行性，但是hucMSCs是否能準(zhǔn)確的遷移至受損區(qū)域，在體內(nèi)是否能分化為有功能性的腺泡細(xì)胞，其確切的作用機(jī)制以及其臨床應(yīng)用的安全性等問(wèn)題，還需要大量探索。

綜上所述，hucMSC具有易獲取、無(wú)損傷、增殖能力確切、免疫排斥反應(yīng)小等優(yōu)勢(shì)，是一種較理想的種子細(xì)胞。雖然目前對(duì)于hucMSCs是否能修復(fù)受損的涎腺組織尚無(wú)明確定論，但是已證實(shí)hucMSCs 對(duì)SS患者體內(nèi)的一些效應(yīng)細(xì)胞具有良好的免疫學(xué)效應(yīng)，對(duì)放射性損傷的組織也有較好的修復(fù)作用，若能將hucMSCs有效安全的應(yīng)用于臨床，有望成為治療口干癥的一種新的方式，為患者帶來(lái)福音。但是hucMSCs治療口干癥的相關(guān)研究尚處于初步探索階段，而且口干癥患者以老年人居多，而hucMSCs多取材自年輕女性，盡管hucMSCs的免疫排斥反應(yīng)相較于其他成體干細(xì)胞較小，但同種異體間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫排斥反應(yīng)仍客觀存在。因此，在將hucMSCs正式應(yīng)用于臨床前，還需更多的基礎(chǔ)及臨床研究。

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Research progress on human umbilical cord mesenchymal stem cells in the treatment of xerostomia

MENG Han, XU Xiao-fang, OU Zhong-hui. (Zunyi Medical College, Zunyi 563003, China)

Xerostomia is a clinical symptom caused by the reduction of saliva secretion. At present, drug treatment and symptomatic treatment is the main treatment of xerostomia. However, these methods are unable to repair the damaged salivary tissue, so the treatment eff ect of xerostomia patients whose the salivary gland tissue has occurred for irreversible injury is very limited. In recent years, the eff ect of human umbilical cord mesenchymal stem cells in the treatment of autoimmune diseases and repair of tissue injury has been affi rmed. The purpose of this review is to discuss the potential application of human umbilical cord mesenchymal stem cells in the treatment of Sj?gren’s syndrome and radiation-induced xerostomia.

human umbilical cord mesenchymal stem cells; Sj?gren’s syndrome; radiation-induced xerostomia; tissue engineering

R781.4

A

1672-2973(2017)01-0057-04

2016-05-20)

北京市自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào)：7142121，7152108)

孟 涵 遵義醫(yī)學(xué)院 碩士生 貴州 563003

解

放軍第三零七醫(yī)院口腔科 碩士生 北京 100071

徐小方 解放軍第三零七醫(yī)院口腔科 主治醫(yī)生 北京 100071

歐忠輝 通訊作者 遵義醫(yī)學(xué)院 副主任醫(yī)師 貴州 563003