炎癥性腸病治療的研究進(jìn)展

炎癥性腸病治療的研究進(jìn)展

炎癥腸病（ibd）是一組非特異性慢性腸炎，包括潰瘍性胃炎（iu）和克羅恩?。╟d）。近年來,其發(fā)病率在我國有逐年上升趨勢。雖然我國仍未有以人群為基礎(chǔ)的IBD流行病學(xué)調(diào)查報(bào)告,但近十年來有關(guān)臨床報(bào)道及系統(tǒng)分析研究表明IBD病例數(shù)量上升了約3.1倍,其中UC患病率約為11.6/10萬,而CD患病率則為1.38/10萬。炎癥性腸病的發(fā)病機(jī)制尚不清楚,但其發(fā)生可能與現(xiàn)代生活方式、遺傳易感性(如NOD2/CARD15基因突變)、腸道正常菌群的免疫耐受缺失、對自身抗原免疫反應(yīng)活躍等因素有關(guān)。與正常腸道微環(huán)境相比,IBD腸道具有CD4+T細(xì)胞增殖、炎癥反應(yīng)失調(diào)、免疫抑制失效、修復(fù)重建失敗、血栓形成灌注不足以及局部結(jié)構(gòu)異常等改變。而黏膜耐受狀態(tài)的發(fā)生則可能與腸道微生物、腸腔內(nèi)抗原、腸上皮屏障、淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞有關(guān)。這些細(xì)胞在炎癥的形成、延長、復(fù)原、修復(fù)中起了重要的作用。1間質(zhì)細(xì)胞和腸壁的恢復(fù)1.1間質(zhì)細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用正常人群中腸道上皮細(xì)胞通過表達(dá)非經(jīng)典的MHCⅠ類分子激活CD8+調(diào)節(jié)T細(xì)胞,而在IBD的腸道上皮細(xì)胞由于CEA家族及CD1d的表達(dá)缺失,使得調(diào)節(jié)亞群擴(kuò)增失敗,CD4+T細(xì)胞增殖;更甚者,Perera等認(rèn)為UC腸道上皮不能表達(dá)MHCⅠ類分子,而CD腸道上皮表達(dá)HLA-E、MICA和MICB,但并不包括CD1d。另一方面,內(nèi)皮細(xì)胞通過對白細(xì)胞遷移的嚴(yán)密調(diào)控來維持黏膜免疫的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,其對白細(xì)胞的高黏附性與NO合酶有關(guān);而間質(zhì)細(xì)胞在維持黏膜內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和微環(huán)境建立中的作用遠(yuǎn)比先前估計(jì)的重要。過去認(rèn)為間質(zhì)細(xì)胞的作用只是產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)(ECM),而目前則認(rèn)為間質(zhì)細(xì)胞在恢復(fù)腸壁完整、狹窄形成等方面有著重要的作用。急性損傷后,腸道的修復(fù)機(jī)制通過調(diào)節(jié)膠原蛋白轉(zhuǎn)錄翻譯、促進(jìn)活化的纖維化型間質(zhì)細(xì)胞凋亡作用來完成。正常情況下,基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)由成纖維細(xì)胞產(chǎn)生,主要作用為調(diào)控代謝、降解細(xì)胞外基質(zhì),阻止其大量沉積,而活化的T細(xì)胞可刺激成纖維細(xì)胞產(chǎn)生MMPs。而組織金屬蛋白酶抑制物(TIMPs)可抑制MMPs的活性。在CD和UC中,細(xì)胞外基質(zhì)的沉淀和降解處于不平衡的狀態(tài),一方面慢性炎癥刺激腸道內(nèi)間質(zhì)細(xì)胞活化使得大量細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生并沉淀;另一方面CD狹窄腸道內(nèi)肌成纖維細(xì)胞的TIMP-1活性增高,使得MMPs活性下調(diào)從而抑制了細(xì)胞外基質(zhì)的降解,導(dǎo)致纖維化反應(yīng)過強(qiáng),疤痕形成。纖維化型間質(zhì)細(xì)胞分為成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞,以Vimentin(V)免疫染色和SMA-α(A)區(qū)分。成纖維細(xì)胞V+/A-位于正常腸道組織的黏膜下層和漿膜層;平滑肌細(xì)胞V-/A+位于黏膜肌層和固有肌層,而肌成纖維細(xì)胞V+/A+與上皮細(xì)胞毗鄰。成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞產(chǎn)生腸壁纖維化所需的膠原蛋白,即產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)的主要細(xì)胞。一些證據(jù)表明IBD腸道成纖維細(xì)胞顯示了更強(qiáng)的增殖力和膠原分泌能力,其功能更為活躍。另有研究表明,成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為表達(dá)SMA-α的肌成纖維細(xì)胞后產(chǎn)生ECM能力明顯增加。而在IBD中則出現(xiàn)了更多的SMA-α的肌成纖維細(xì)胞。1.2基底體結(jié)構(gòu)優(yōu)化)近來發(fā)現(xiàn)骨髓干細(xì)胞分化而來的間質(zhì)細(xì)胞在修復(fù)及纖維化過程中有著突出的作用。ISEMFs位于大部分腸黏膜上皮與固有層組織之間,具有調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞功能、參與病理形成免疫應(yīng)答、誘導(dǎo)耐受等重要功能,并通過調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)代謝、控制生長因子和細(xì)胞因子的釋放來調(diào)控黏膜修復(fù)過程。當(dāng)基底膜損傷淺,即殘余基底膜相對完整時(shí),ISEMFs通過釋放細(xì)胞因子(如β-TGF、EFG、α-FGF、β-FGF)促進(jìn)剩余的上皮細(xì)胞增生、遷移、覆蓋損傷區(qū)域,從而完整地恢復(fù)基底膜;而當(dāng)基底膜損傷很深需要上皮下組織重建時(shí),ISEMFs先自我增殖構(gòu)成一個(gè)新的基底膜,后上皮細(xì)胞隨之相應(yīng)地增殖、遷移,即構(gòu)建了新的基底膜。另外,有研究發(fā)現(xiàn)ISEMFs通過分泌COX-1、COX-2和TGF等生物活性物質(zhì)來增強(qiáng)上皮細(xì)胞抵抗能力。生理情況下,ISEMFs數(shù)量增加有益于損傷恢復(fù)、抗感染。而在病理狀態(tài)時(shí),ISEMFs持續(xù)增生,導(dǎo)致間質(zhì)細(xì)胞過多、病變纖維化、瘢痕形成,甚至腔道狹窄。但有人認(rèn)為ISEMFs除了調(diào)節(jié)纖維化過程,自身也受一些活性物質(zhì)的影響,比如TGF水平就與此相關(guān)。在UC中,ISEMFs常位于潰瘍的邊緣;而CD中,其擁有更高的增殖及分泌生長因子的能力。另外,動物模型數(shù)據(jù)顯示具有抗炎特性的趨化因子IL-11能夠抑制IL-1β、TNF-α及其他LPS刺激巨噬細(xì)胞后產(chǎn)生的促炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子產(chǎn)物。而活化T細(xì)胞和某些炎癥細(xì)胞因子(IL-1β、β-TGF、IL-22)能夠誘導(dǎo)ISEMFs分泌IL-11。從這個(gè)角度來說,ISEMFs能夠通過分泌細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)免疫。1.3細(xì)胞移植對細(xì)胞的功能骨髓干細(xì)胞包括間充質(zhì)細(xì)胞(MSCs)、造血干細(xì)胞(HSCs)和內(nèi)皮祖細(xì)胞。在骨髓移植后,受體內(nèi)的供體骨髓細(xì)胞除了分化為造血細(xì)胞,還可以分化為其他組織細(xì)胞。之后又發(fā)現(xiàn)成纖維樣細(xì)胞具有自我更新、體外擴(kuò)增等潛能,并在適宜微環(huán)境中能夠分化為多種中胚層如成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、肌腱細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和星狀神經(jīng)細(xì)胞等。這些細(xì)胞具有遷移能力且廣泛分布于體內(nèi),并普遍存在于干細(xì)胞中。因此近年來,對于MSCs的研究增多。Caplan等對MSCs的旁分泌研究表明其具有參與組織愈合和長期修復(fù)的作用,其指出MSCs亦在骨髓移植受體中長期具有免疫調(diào)節(jié)作用;Lennon等認(rèn)為MSCs可在體外擴(kuò)增的骨髓中發(fā)現(xiàn),但由于缺乏特征性標(biāo)志而無法自新鮮標(biāo)本中分離出。Brittan等將雄性小鼠骨髓移植到同基因雌性小鼠體內(nèi),通過熒光原位雜交法檢測發(fā)現(xiàn)雌性小鼠受體細(xì)胞含Y染色體及SMA-α,2周后發(fā)現(xiàn)小腸和結(jié)腸一些細(xì)胞同時(shí)表達(dá)Y染色體和SMA-α,表明骨髓細(xì)胞可以移居腸道并進(jìn)一步分化為肌纖維母細(xì)胞。骨髓干細(xì)胞移植后,發(fā)生宿主抗移植物反應(yīng)的患者腸道內(nèi)可見到大量腸上皮下纖維母細(xì)胞(ISEMFs)增生,而Bamba等在敲除了IL-10的小鼠急性結(jié)腸炎的研究中也得出了相同的結(jié)論。這些結(jié)果提示,骨髓干細(xì)胞在腸損傷部位能分化為肌成纖維樣細(xì)胞和上皮細(xì)胞,骨髓干細(xì)胞移植誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞再生,骨髓干細(xì)胞移植治療腸道疾病具有重要意義。且有研究表明間充質(zhì)干細(xì)胞可通過介導(dǎo)抗CD3和CD28抗體而抑制T淋巴細(xì)胞的活性。從骨髓干細(xì)胞到多能性前體細(xì)胞,再到纖維母細(xì)胞、肌纖維母細(xì)胞,它們參與了損傷組織器官的重建和修復(fù),提示腸外細(xì)胞能夠參與腸道組織的修復(fù)更新。2細(xì)胞移植治療的臨床、電生理及療效長期以來,基于病變的強(qiáng)度、部位、內(nèi)鏡下嚴(yán)重程度、臨床表現(xiàn)、并發(fā)癥,IBD治療包括抗炎(5-氨基水楊酸、皮質(zhì)激素)、免疫抑制(AZA、硫嘌呤、環(huán)孢素)、生物治療(抗TNF-α的英夫利昔、抗CD3的vizilizumab)等。這些治療旨在控制活動性炎癥和調(diào)節(jié)免疫紊亂,對于危重病例的療效有限,并無法縮短IBD的自然病程;另一方面,這些治療措施或多或少存在著不良反應(yīng)。而無效的IBD患者通常面臨著侵入性手術(shù)治療的決擇,盡管手術(shù)并不能解決根本問題。迄今為止,IBD還沒有治愈的手段,但干細(xì)胞治療帶來了希望。2.1IBD中的骨髓干細(xì)胞移植IBD所造成的腸道黏膜損傷,最佳干細(xì)胞來源為腸道上皮干細(xì)胞,但由于腸道上皮干細(xì)胞來源數(shù)量有限、在體外不能長期培養(yǎng)擴(kuò)增,所以目前多進(jìn)行造血干細(xì)胞移植(包括骨髓移植、外周血造血干細(xì)胞、臍帶血干細(xì)胞移植)或自體脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞移植。自1993年Drakos報(bào)道了第一例由于造血系統(tǒng)惡性腫瘤而進(jìn)行自體造血干細(xì)胞(HSCs)移植的病例,該患者在移植后CD達(dá)到緩解。在這之后不斷有類似的病例被報(bào)道,多為合并因造血系統(tǒng)惡性腫瘤(包括非霍奇金淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤、髓系白血病)的IBD患者,在接受造血干細(xì)胞移植后的7~15年里未曾使用免疫抑制劑的情況下,患者的CD或UC達(dá)到了臨床、實(shí)驗(yàn)室緩解,未有復(fù)發(fā),而最長的一例處于緩解期至少達(dá)15年。而自2003年開始,有文獻(xiàn)報(bào)道了不合并血液系統(tǒng)疾病的頑固性重癥患者,在使用傳統(tǒng)藥物包括英夫利昔之后療效仍欠佳的情況下接受了干細(xì)胞移植,而在移植后有了較好的療效。共有約33例CD患者接受了自體或異體干細(xì)胞移植,而無論是最初合并血液系統(tǒng)疾病而接受的異體干細(xì)胞移植,還是單純?yōu)橹委烮BD而進(jìn)行的自體干細(xì)胞移植,都未出現(xiàn)與IBD本身相關(guān)的死亡,且都證實(shí)了骨髓干細(xì)胞移植對CD緩解有效。如在造血干細(xì)胞移植的Ⅰ期臨床試驗(yàn)中12例難治性CD患者中有11例患者經(jīng)CDAI評估達(dá)顯著緩解;又如一項(xiàng)近期的Ⅰ-Ⅱ期研究發(fā)現(xiàn)難治性CD患者自體造血干細(xì)胞移植后有3/4患者經(jīng)臨床和內(nèi)鏡評估達(dá)到了緩解。另外,脂肪組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)可能使肛周潰瘍病愈合。1例存在有直腸陰道瘺的年輕CD患者在手術(shù)及藥物治療無效的情況下,接受了自體干細(xì)胞移植并在直腸近陰道后壁處注射了脂肪組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞,1周后發(fā)現(xiàn)瘺管完全閉合。2.2骨髓干細(xì)胞移植治療的可能機(jī)制骨髓干細(xì)胞移植增強(qiáng)了腸道上皮修復(fù)能力。首先,小鼠IBD模型證明了干細(xì)胞移植后可定植在小鼠腸道黏膜。其次,腸道干細(xì)胞可自我更新增殖,通過發(fā)生對稱或不對稱分裂來產(chǎn)生子代干細(xì)胞和可繼續(xù)分化的子細(xì)胞。在腸黏膜屏障被破壞的情況下,隱窩內(nèi)干細(xì)胞產(chǎn)生潰瘍相關(guān)細(xì)胞并向絨毛移行、分泌細(xì)胞因子促細(xì)胞生成,而殘存干細(xì)胞對稱性分裂再生隱窩。腸黏膜修復(fù)速度取決于隱窩干細(xì)胞數(shù)量、細(xì)胞周期時(shí)間、對稱分裂發(fā)生頻率、環(huán)境刺激強(qiáng)度等。而在非對稱分裂及向絨毛上移過程中逐漸失去干細(xì)胞功能。骨髓干細(xì)胞移植可能調(diào)節(jié)腸道免疫,目前認(rèn)為間充質(zhì)干細(xì)胞移植可分化為具有功能的間質(zhì)和非間質(zhì)細(xì)胞來修復(fù)受損組織;其次它具有免疫抑制能力,可抑制T、B淋巴細(xì)胞的活化,降低樹突狀細(xì)胞抗原呈遞作用和它們的功能。而造血干細(xì)胞移植可使免疫系統(tǒng)回到幼稚狀態(tài)。盡管自體造血干細(xì)胞移植并不能消除遺傳缺陷,但可能由于缺失觸發(fā)物而達(dá)到長期緩解,其優(yōu)點(diǎn)是不存在干細(xì)胞來源和移植排斥反應(yīng)的問題;而異體造血干細(xì)胞移植后,可建立起新的免疫系統(tǒng),但風(fēng)險(xiǎn)在于移植物排斥增加了移植排斥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn),存在HLA相合供體干細(xì)胞來源缺乏、移植后免疫抑制劑使用等問題。2.3ProchymalProchymal是一種同種異體骨髓間質(zhì)干細(xì)胞制劑,用于治療急性移植物抗宿主排斥反應(yīng)(GVHD)和CD。干細(xì)胞可以遷移到炎癥組織受損部位,加速復(fù)原,且不激活同種異體T細(xì)胞。其逃避同種異體反應(yīng)識別能力可能與協(xié)同刺激分子表達(dá)缺失有關(guān)。另外,間充質(zhì)干細(xì)胞移植中的T細(xì)胞對受體不產(chǎn)生免疫應(yīng)答。其Ⅱ期臨床試驗(yàn)給激素、英夫利昔、免疫抑制劑失敗的中重度CD患者(CDAI>220)輸注了2次Prochymal后,發(fā)現(xiàn)CDAI均有顯著下降,且1/3的患者達(dá)到了臨床緩解。MSC可能通過直接向腸系分化而使得組織再生,并有營養(yǎng)及免疫調(diào)節(jié)作用,進(jìn)而延長疾病緩解期?？上驳氖?Prochymal正在進(jìn)行多個(gè)臨床試驗(yàn),包括兩個(gè)臨床Ⅲ期治療GVHD的評價(jià)和一個(gè)臨床Ⅲ期治療CD的評價(jià),預(yù)計(jì)將在2009年完成。炎癥性腸病的發(fā)病機(jī)制尚不清楚,可能與環(huán)境、感染、免疫、遺傳等因素有關(guān)。