楊春娟，楊晶涵，張麗麗，張嬌嬌，王菁華，孫家梅，徐棟花

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythe-matosus,SLE)是一種全身多器官、系統(tǒng)受累的自身免疫病，以免疫細胞激活、大量自身抗體產(chǎn)生為典型特征，與遺傳、環(huán)境和雌激素等潛在相關(guān)[1]。研究表明，SLE中T細胞、B細胞、自然殺傷(natural killer，NK)細胞、樹突細胞(dendritic cell, DC)和單核-巨噬細胞等免疫細胞功能失調(diào)，導(dǎo)致機體免疫穩(wěn)態(tài)失衡，大量自身抗體持續(xù)產(chǎn)生，造成靶組織、臟器損傷[2]。目前，糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑治療是SLE主要治療方案，但大部分患者難以獲得臨床緩解，病死率高。尋找更加優(yōu)化的SLE治療策略仍是目前亟待解決的難題。

間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stem cells，MSCs)是一種分布廣泛，幾乎存在于人體所有組織中的多能干細胞(圖1)。MSCs免疫原性低、具有免疫調(diào)節(jié)和多向分化潛能，能定向分化為多種組織細胞，抑制自身免疫反應(yīng)，維持機體免疫耐受。骨髓MSCs(bone marrow mesenchymal stem cells, BM-MSCs)是最早發(fā)現(xiàn)的一種MSC，具有免疫抑制和抗炎的作用，但其功能取決于機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。現(xiàn)有研究證實，BM-MSCs具有歸巢能力，可以定向遷移到損傷部位，分泌有助于組織修復(fù)、再生的趨化因子、細胞因子，并能夠分化為新生細胞[3]。SLE患者體內(nèi)的MSCs增殖、分化與免疫調(diào)節(jié)功能異常。研究發(fā)現(xiàn)，BM-MSCs移植治療能夠明顯改善SLE患者的臨床癥狀[4]。

圖 1 間充質(zhì)干細胞來源及其對免疫細胞的調(diào)控作用

MSCs通過細胞間接觸和旁分泌途徑發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。細胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是其發(fā)揮旁分泌作用的主要方式。外泌體(exosome, exo)由脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)包裹，能在體液中穩(wěn)定存在，實現(xiàn)生物活性物質(zhì)的靶向運輸，介導(dǎo)細胞間通訊，是EVs中最常見的一種。研究發(fā)現(xiàn)，MSC外泌體(mesenchymal stem cells exosome, MSC-exo)作用的發(fā)揮取決于其對蛋白質(zhì)、RNA等物質(zhì)轉(zhuǎn)移的能力[5]。MSC-exo免疫原性更低，能夠調(diào)節(jié)T、B細胞等多種免疫細胞介導(dǎo)的免疫炎性反應(yīng)。因此，基于MSC-exo構(gòu)建納米載體系統(tǒng)，實現(xiàn)生物活性物質(zhì)的靶向遞送，為實現(xiàn)SLE無細胞生物療法提供新的思路。

1 MSCs對SLE的免疫調(diào)節(jié)作用

MSCs通過調(diào)控T細胞、B細胞等免疫細胞的自噬能力，抑制其增殖、分化，發(fā)揮抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用，有望成為SLE等自身免疫病的理想治療手段。本文從闡述MSC對T細胞、B細胞、DC細胞、NK細胞和巨噬細胞的免疫調(diào)節(jié)作用入手，綜述MSC對SLE的調(diào)控作用及機制(圖1)。

1．1 MSCs對T細胞的調(diào)控作用

T細胞免疫功能紊亂是SLE發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。MSCs可以產(chǎn)生大量的可溶性免疫調(diào)節(jié)因子、生長因子，參與調(diào)控T細胞免疫反應(yīng)。BM-MSCs在某些炎性細胞因子的刺激下表達高水平膜抑制分子細胞間黏附分子-1(Intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)等，抑制T細胞免疫活性[6]。

MSCs可通過分泌CXCL8和TGF-β1促進CD4+T細胞的遷移及分化[7]。在SLE中，異體臍帶間充質(zhì)干細胞(umbilical cord mesenchymal stem cells, UC-MSCs)可通過IFN/吲哚2，3雙加氧酶(indole 2,3 dioxygenase, IDO)軸抑制T細胞的增殖[8]。另有研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ通過STAT1刺激MSCs產(chǎn)生IDO，進而增強MSCs的免疫抑制能力，抑制SLE患者T細胞的過度增殖[9]。BM-MSCs能有效抑制輔助性濾泡T細胞(follicular helper T cell, Tfh)的分化及IL-21的產(chǎn)生，減輕狼瘡性腎炎病理損傷，提高狼瘡小鼠的存活率[10]。人UC-MSCs可以調(diào)節(jié)淋巴細胞和抗炎因子的產(chǎn)生使其從促炎狀態(tài)轉(zhuǎn)為抗炎狀態(tài)，維持機體免疫微環(huán)境平衡[11]。BM-MSCs可利用FAS及其配體 FASL偶聯(lián)誘導(dǎo)T細胞凋亡，而巨噬細胞利用凋亡的T細胞碎片釋放高水平的TGF-β上調(diào)Tregs，維持機體免疫耐受，成為治療SLE的潛在有效途徑[12]。SLE患者存在Treg缺陷，MSCs通過釋放TGF-β1促進SLE中 Treg生成，影響SLE進展[13]。MSCs可依賴可溶性人白細胞抗原-G(soluble human leukocyte antigen-G, sHLA-G)上調(diào)SLE中Treg細胞[14](圖1)。在狼瘡小鼠中，MSCs誘導(dǎo)產(chǎn)生的一氧化氮合酶不僅抑制Tfh的增殖，還降低B細胞產(chǎn)生親和成熟抗體的能力。同時，MSCs通過IDO、PGE2和IL-10等阻斷或降低APC的免疫激活功能，導(dǎo)致T細胞缺少第二信號的刺激而不能激活[6]。此外，SLE患者Th1/Th2、Th17/Treg比例失調(diào)，而MSCs能夠誘導(dǎo)T細胞趨向Treg和Th2，抑制Th17和Tfh細胞的免疫反應(yīng)，調(diào)節(jié)T細胞的分化，維持細胞亞群平衡，減輕SLE患者的自身免疫炎性反應(yīng)[4](圖1)。研究證實，UC-MSCs可通過TGF-β和PGE2上調(diào)Treg、下調(diào)Th17，進而延緩SLE疾病的的進展[15]。UC-MSCs能減輕B6.lpr狼瘡小鼠的癥狀，促進， CD4+T細胞凋亡及Th2極化，維持免疫微環(huán)境平衡[16]。SLE患者BM-MSC中micro-RNA let-7f表達顯著下降，let-7在Treg/Th17失衡中起關(guān)鍵作用，因此，移植BM-MSCs增加let-7f的水平對SLE的治療具有重要指導(dǎo)意義[17]。

1.2 MSCs對B細胞的調(diào)控作用

SLE中存在大量異?；罨腂細胞，主要表現(xiàn)為記憶性B細胞和抗體產(chǎn)生增加。研究表明，SLE患者Toll樣受體7(Toll-like receptor, TLR7)高表達，TLR7刺激 B細胞的活化及抗體的生成，參與SLE發(fā)病[18]。MSCs使B細胞生長周期停滯，使?jié){細胞生成受損、免疫球蛋白水平降低。

研究發(fā)現(xiàn)，正常的BM-MSCs對SLE來源的B細胞的具有抑制作用，但SLE病人的血漿抑制正常的MSCs發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[19]。在機體炎癥微環(huán)境下，MSCs通過耗竭色氨酸抑制B細胞的增殖和成熟，通過與T細胞的直接接觸間接抑制B細胞的分化、成熟及抗體的產(chǎn)生[20]。B細胞的異?；罨瘜?dǎo)致大量抗體及免疫復(fù)合物生成，激活補體，引起炎癥細胞浸潤及其介質(zhì)釋放，參與SLE發(fā)病。MSCs免疫抑制活性可通過與B細胞直接接觸和誘導(dǎo)各種因子的釋放實現(xiàn)。 MSCs促進Breg產(chǎn)生IL-10， 在誘導(dǎo)免疫應(yīng)答和抑制炎癥過度反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。MSCs抑制SLE中B細胞產(chǎn)生IgG、IgM和IgA、下調(diào)相關(guān)配體的表達、降低CD27與 CD38的表達，進而影響 B細胞的趨化和功能。

1.3 MSCs對DCs的調(diào)控作用

大多數(shù)SLE患者外周血中高度表達Ⅰ型IFN基因，Ⅰ型IFN水平與腎臟、造血系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的嚴重程度密切相關(guān)。然而，漿細胞樣DCs被認為是Ⅰ型IFN的主要產(chǎn)生者，同時T細胞、B細胞也參與介導(dǎo)IFN的產(chǎn)生[21]。在UC-MSC存在的情況下，單核細胞來源的DCs能促使異體na?ve CD4+T細胞極化為Th2細胞[22]。MSCs可以抑制DCs成熟標(biāo)志的上調(diào)，導(dǎo)致它們激活同種反應(yīng)性T細胞的能力下降。同種異體BM-MSCs可通過上調(diào)耐受性DCs抑制SLE炎癥反應(yīng)；同種異體UC-MSCs移植后可顯著上調(diào)外周血CD1c+DCs和血清FLT3L，并使其與FLT3結(jié)合，促進耐受性CD1c+DCs的分化[23]，為SLE患者的治療提供新的思路(圖1)。

1.4 MSCs對NK細胞的調(diào)控作用

SLE患者NK細胞的細胞毒功能和細胞因子譜受損，細胞數(shù)量減少，其中CD56dimNK細胞所占比下降，但其IFN-γ產(chǎn)生增加，呈激活狀態(tài)，與疾病活動性相關(guān)[24]?；顒有許LE患者NK中顆粒酶B表達升高，并通過產(chǎn)生IL-15進一步增強其表達，從而參與SLE炎癥狀態(tài)的維持[25]。SLE患者NK細胞中CD3zeta表達減少，使NK細胞轉(zhuǎn)化為促炎表型，發(fā)生功能改變。MSCs能夠抑制NK細胞的增殖、分化和成熟，調(diào)控NK細胞毒性、活性。胎肝來源的MSCs-exo通過TGF-β抑制NK細胞的增殖、激活和細胞毒性，進而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能[25]。然而，MSCs及MSCs-exo是否調(diào)控SLE中NK細胞的比例與功能罕見報道(圖1)。

1.5 MSCs對巨噬細胞的調(diào)控作用

巨噬細胞極化失衡參與SLE的發(fā)生、發(fā)展。在SLE中，巨噬細胞凋亡異常，抗原提呈能力缺陷，激活自身反應(yīng)性B細胞，導(dǎo)致自身抗體生成和免疫復(fù)合物沉積，進而導(dǎo)致靶器官損傷[26]。在體內(nèi)外炎癥因子刺激下，BM-MSCs能夠促進巨噬細胞分化為抗炎表型(M2)，同時抑制促炎表型(M1)的分化，且能夠增強巨噬細胞對微生物的清除、殺傷能力。此外，MSCs-exo 可通過miR-223靶向pknox促進巨噬細胞向M2分化，發(fā)揮其抗炎特性[27]。巨噬細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)能夠增強MSCs免疫調(diào)節(jié)功能。MSCs通過TGF-β/Akt/Foxo1通路促進巨噬細胞M2極化，改善炎癥狀態(tài)，提高吞噬能力[28]。MSCs對巨噬細胞的表型及功能的調(diào)控作用為治療SLE提供了新的思路。另外，MSC-exo通過調(diào)節(jié)巨噬細胞表型的轉(zhuǎn)化，增強 M2抗炎表型，調(diào)節(jié)SLE體內(nèi)免疫微環(huán)境的平衡。MSC-exo可顯著抑制濕疹創(chuàng)面愈合模型小鼠外周血單個核細胞增殖，誘導(dǎo)Treg分化，減輕炎癥反應(yīng)和促進血管再生[29]。研究表明，在局部和全身應(yīng)用MSC-exo能有效抑制組織炎癥反應(yīng)，促進受損實質(zhì)細胞的存活和再生[30],被認為是緩解SLE患者炎性反應(yīng)的一種潛在治療方法。

2 MSCs對SLE治療進展

SLE病情的反復(fù)發(fā)作，易造成組織損傷加劇。長期應(yīng)用腎上腺皮質(zhì)激素和免疫抑制劑引起的藥物不良反應(yīng)，也可導(dǎo)致不可逆的臟器功能改變[31]。生物制劑Belimumb已被批準(zhǔn)應(yīng)用于SLE的臨床治療，但治療效果個體差異大。尋找改善甚至逆轉(zhuǎn)SLE疾病狀態(tài)的有效治療方案亟待解決。

MSC移植(mesenchymal stem cell transplanta-tion, MSCT)治療為重癥SLE患者帶來了新的希望。在接受MSCT的狼瘡動物模型中發(fā)現(xiàn)，骨髓MSCT能夠促進成骨細胞生態(tài)位重建，改善骨髓微環(huán)境，骨質(zhì)疏松緩解[32]。BM-MSCs可通過旁分泌、定向分化實現(xiàn)對SLE損傷組織的修復(fù)[33]。BM-MSCs可在肺內(nèi)大量聚集，保護肺泡上皮細胞，改善肺微環(huán)境，預(yù)防肺纖維化[34]，有望成為治療SLE患者肺部病變的理想治療手段。然而，骨髓作為MSCs的取材來源尚存在局限性，且隨著年齡的增長，BM-MSCs的增殖分化特性也限制了其應(yīng)用[35]。UC-MSCs細胞更原始、來源更廣泛，采集不具備倫理爭議，能夠從臍帶襯里，血管周圍組織和華通氏膠中獲得大量的MSCs，成為目前MSCT治療中主要細胞來源。HUC-MSCs主要通過旁分泌、細胞替代和細胞-細胞接觸三種途徑參與機體免疫調(diào)節(jié)[36]。應(yīng)用UC-MSCs治療難治性、重癥SLE患者，臨床癥狀明顯好轉(zhuǎn)，病情活動指數(shù)明顯下降[37]。牙髓MSCs能夠減輕炎癥反應(yīng)，促進血管生成及器官組織的修復(fù)再生[38]，被認為是再生治療的一個重要研究方向。相較于MSCs，MSC-exo被認為是一種更有前途的治療手段，它在機體內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，免疫原性更低，在冷凍條件下可長期保存，穿透能力強，能夠穿透MSCs不能逾越的血腦屏障，這對治療SLE患者的神經(jīng)系統(tǒng)病變具有重要意義，有望成為比MSCs更具優(yōu)勢的一種全新治療手段。

3 MSCs治療SLE應(yīng)用前景

MSCs可以抑制SLE患者的自身免疫反應(yīng)，調(diào)節(jié)機體的免疫狀態(tài)，從而減輕患者自身免疫應(yīng)答和繼發(fā)性組織、臟器損傷，有望成為一種理想可靠的非藥物治療手段，尤其是對激素和免疫抑制劑抵抗、療效差的難治性和重癥SLE患者。MSC-exo作為一種無細胞制劑，具有同MSC相似的生物學(xué)功能，既避免了干細胞治療的免疫排斥反應(yīng)，也不存在倫理爭議。MSCs已在動物模型和人類免疫相關(guān)疾病臨床試驗中初有成效，顯示出良好的治療潛能。然而，MSCs 本身存在基因突變和遺傳不穩(wěn)定、過度增殖及分化、致瘤性等，其免疫抑制作用可受到供體變異和體外擴增等免疫微環(huán)境的顯著影響。詳盡的治療機制還需要進一步的探討研究。除此之外，MSCs、MSC-exo移植存活率低、歸巢和植入損傷組織能力差，長期應(yīng)用的安全性等阻礙了其臨床應(yīng)用，還需要進一步的臨床評估。進一步明確MSC及MSC-exo的調(diào)控作用及機制，能夠為MSCs和MSC-exo臨床治療及應(yīng)用提供更充分、更有力的證據(jù)，為 SLE 的治療提供更安全、有效的MSCT治療方案。