導讀:2020年3月伊始,持續(xù)一個多月的抗疫攻堅戰(zhàn)迎來了新的勝利:全國新冠肺炎確診病例除湖北省外連續(xù)三天個位數(shù)增長,這與一線醫(yī)護和廣大人民的頑強努力密不可分。然而,目前我國新冠肺炎重癥患者尚有7365名,如何盡快改善重癥患者的預后、進一步降低死亡率,將是現(xiàn)階段的重點問題。
近日,上海大學的趙春華教授團隊在中國科學院科技論文預發(fā)布平臺ChinaXiv發(fā)表重要工作,在7名新冠肺炎患者中進行臨床實驗,發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細胞移植療法能迅速、顯著改善重癥及危重癥患者的預后,有效規(guī)避細胞因子風暴,且無明顯副作用,為新冠肺炎患者的臨床治療提出新思路。
目前認為,由于ACE2受體在肺泡2型細胞、血管內(nèi)皮細胞等高度、廣泛表達,因此新冠病毒一旦入侵人體即迅速擴散,并容易過度刺激免疫系統(tǒng),產(chǎn)生IL-2、IL-6、GSCF、IP10、MCP1等分子,進而觸發(fā)細胞因子風暴甚至導致死亡。
最近發(fā)表在柳葉刀上的研究也顯示,重癥監(jiān)護室中的新冠肺炎重癥患者血漿細胞因子水平顯著升高,提示細胞因子風暴在新冠病毒致死過程中扮演的重要角色。
針對這種情況,臨床采用激素治療抑制細胞因子的產(chǎn)生;采用非載體抗炎藥和大劑量維生素C降低炎癥反應的程度;或直接采用IL-6等細胞因子的單克隆抗體,減弱免疫系統(tǒng)的攻擊性。但是這些手段主要針對免疫反應的下游,作用較為片面,免疫調(diào)節(jié)作用不強。
因此,研究者將目光轉(zhuǎn)向間充質(zhì)干細胞(MSCs)移植:這是一項成熟可靠的技術(shù),已在移植排異和系統(tǒng)性紅斑狼瘡等免疫介導的炎癥疾病治療中得到廣泛應用。間充質(zhì)干細胞存在于骨髓、器官間質(zhì)等結(jié)締組織中,具有極強的分化能力;可通過干擾抗原提呈細胞的激活和成熟、抑制 T 淋巴細胞的增殖、誘導活化T細胞凋亡和影響樹突狀細胞的風化,進而起到免疫調(diào)節(jié)和免疫抑制作用。
在2020年1月23日至2月16日期間,研究者共征集了首都醫(yī)科大學附屬北京安佑醫(yī)院的7名COVID-19患者,其中包括1名危重癥患者、4名重癥患者和2名輕癥患者,探究間充質(zhì)干細胞移植后14天內(nèi),患者的免疫系統(tǒng)和炎癥系統(tǒng)功能變化,以及副作用的發(fā)生情況。
新冠肺炎患者移植時間軸
1. 無顯著不良反應
間充質(zhì)干細胞移植前,患者存在高燒(38.5°C±0.5°C)、虛弱、呼吸急促和低氧飽和度的癥狀;移植后2?4天,所有患者的所有癥狀均消失,安靜時血氧飽和度上升至95%以上。此外,移植后兩小時內(nèi)未觀察到急性過敏反應,此后也未出現(xiàn)遲發(fā)性超敏反應或繼發(fā)感染,初步證明該療法的安全性。
2. 迅速顯著改善患者臨床癥狀和生化指標
研究中1例危重癥患者存在高血壓史,一度達到3級高血壓,1月31日接受間充質(zhì)干細胞移植,療效尤其顯著。
其直接效應表現(xiàn)在:移植后2周內(nèi),血漿淋巴細胞水平明顯下降,血漿C反應蛋白水平從105.5 g/L(2月1日達峰191.0 g/L)降低10倍左右,恢復到10.1 g/L,表明炎癥反應迅速緩解;在不額外吸氧的情況下,血氧飽和度從89%升高至98%,表明肺泡換氣功能基本恢復。
間充質(zhì)干細胞移植有效阻止免疫系統(tǒng)對器官的攻擊。2月1日,患者血漿天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、肌酸激酶活性和肌紅蛋白分別激增至57 U/L、513 U/L和138 ng/ml,表明肝臟和心臟遭受嚴重損害;但這些功能性生化指標的水平均在移植后2?4天降至正常參考值,2月13日恢復至正常水平,分別為19 U/L,40 U/L和43 ng/ml。
另外,MSC移植能顯著加快治療進程。移植后4天,新冠肺炎危重癥患者呼吸頻率降至正常范圍、發(fā)燒和呼吸急促等癥狀消失。移植后9天,胸部CT成像顯示毛玻璃樣混濁和肺炎浸潤已大大減少。
危重患者肺部影像學顯示癥狀改善
3. 有效規(guī)避細胞因子風暴
研究者通過質(zhì)譜流式分析發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細胞移植后,導致細胞因子風暴的元兇——過度活化的免疫細胞CXCR3 + CD4 + T細胞、CXCR3 + CD8 + T細胞和CXCR3 + NK細胞在3-6天內(nèi)消失。另外,CD14 + CD11c + CD11bmid調(diào)控的樹突狀細胞數(shù)量急劇增加。另外,與安慰劑對照組相比,MSC治療組的TNF-α水平顯著降低而IL-10水平升高。以上結(jié)果在重癥患者中尤其顯著。
輕癥和危重癥患者外周血細胞分析
4. 間充質(zhì)干細胞本身不會感染新冠病毒
研究者對患者體內(nèi)移植的間充質(zhì)干細胞作RNA測序,發(fā)現(xiàn)其不表達新冠病毒受體ACE2或TMPRSS2。此外,抗炎和營養(yǎng)因子如TGF-β、HGF、LIF、GAL、NOA1、FGF、VEGF、EGF、BDNF和NGF等在MSC中高表達,進一步證明了其免疫調(diào)節(jié)和保護功能。此外,SPA和SPC在MSC中也高度表達,提示MSC后續(xù)分化為新冠病毒易感的肺泡2型細胞的潛在可能性。
移植患者血漿細胞因子的改變
本研究為新冠肺炎重癥患者提出了除激素治療、抗炎治療以外的新思路,運用成熟的間充質(zhì)干細胞移植技術(shù)有效規(guī)避細胞因子風暴,大大減少副作用,并顯著促進治療的進展。該方法的安全可靠性已經(jīng)臨床實踐檢驗,為降低新冠重癥、危重癥患者的死亡率提供新的希望!
參考文獻:
Zikuan Leng, et al. Transplantation ofACE2- mesenchymal stem cells improves the outcome of patients with COVID-19pneumonia. ChinaXiv. 28 Feb, 2020.