鄭州源創(chuàng)基因科技有限公司成立于2016年,由哥倫比亞大學(xué)博士后趙輝,歸國(guó)創(chuàng)辦的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。擁有97項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)及實(shí)用技術(shù),業(yè)務(wù)遍布上海、重慶、深圳、北京等城市,總部在鄭州航空港區(qū)。
引言:
肺纖維化就是肺泡及間質(zhì)結(jié)構(gòu)的正常變化,簡(jiǎn)單地說(shuō)一點(diǎn)就是像是干燥晾干的橘子皮,這就是我們所說(shuō)的肺纖維化。由于肺纖維化在臨床上尚缺乏特異性的治療手段,肺纖維化素有“不是癌癥的癌癥”之稱。
肺纖維化是怎么回事
肺纖維化(pulmonary fibrosis,PF)又稱間質(zhì)性肺疾病,是一類預(yù)后極差、嚴(yán)重影響患者生存質(zhì)量的疾病,其病理特點(diǎn)為肺部炎癥導(dǎo)致肺泡持續(xù)性損傷及細(xì)胞外基質(zhì)的反復(fù)破壞、修復(fù)、重建和過(guò)度沉積。肺部正常組織被過(guò)度增生的纖維組織取代的過(guò)程。像下圖所示,左邊是正常的肺,右邊是發(fā)生纖維化的肺。右邊像疤痕的組織,就是發(fā)生了纖維化的肺組織。
為什么會(huì)出現(xiàn)肺纖維化
當(dāng)組織器官受到損傷時(shí),人體會(huì)啟動(dòng)修復(fù)機(jī)制。受損組織自我修復(fù)是一個(gè)基本的生物機(jī)制,能使損傷后受損或死亡或的細(xì)胞被新生細(xì)胞替換,這個(gè)過(guò)程對(duì)生物的生存至關(guān)重要。然而,如果修復(fù)過(guò)程出現(xiàn)異常,就可能會(huì)發(fā)展為永久性的纖維化“疤痕”。組織器官損傷后傷口愈合的過(guò)程可以分為4期:
起始階段:止血期
第二階段:炎癥期
第三階段:肉芽形成/增殖期
第四階段:重塑/成熟期
舉個(gè)例子:肺部發(fā)生損傷后,就會(huì)派出使者炎癥介質(zhì)去請(qǐng)救兵。
首先來(lái)支援的就是血小板。血小板就像抗擊洪水的解放軍戰(zhàn)士,手拉手靠自己的身軀堵住血流,起到止血的作用。這就是止血期。
接著來(lái)支援的是白細(xì)胞,白細(xì)胞的主要成員是中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞。他們能夠清除損傷部位的壞死細(xì)胞,同時(shí)清除入侵的微生物。這就是炎癥期。
來(lái)支援的白細(xì)胞同時(shí)還會(huì)分泌促纖維化細(xì)胞因子,例如 IL-1、 TNF等。促纖維化細(xì)胞因子會(huì)促進(jìn)駐留在本地24小時(shí)待命的成纖維細(xì)胞和趕來(lái)支援的纖維細(xì)胞增殖并分化為成肌纖維細(xì)胞;成肌纖維細(xì)胞會(huì)在破損的地方搭建網(wǎng)狀支架,細(xì)胞才能在這上面進(jìn)行修補(bǔ)。這些網(wǎng)狀支架就是一些纖維結(jié)締組織,被稱為細(xì)胞外基質(zhì)。這個(gè)過(guò)程就是肉芽形成/增殖期。活化的成肌纖維細(xì)胞就像橡皮筋一樣,拉動(dòng)傷口邊緣向中心移動(dòng),促進(jìn)傷口收縮和血管修復(fù)。新生的內(nèi)皮細(xì)胞不斷增生分裂,并在形成的網(wǎng)狀支架(細(xì)胞外基質(zhì))上面移動(dòng),使受損組織再生。完成了這個(gè)過(guò)程,成肌纖維細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)就會(huì)逐漸消退,只留下正常的組織結(jié)構(gòu),傷口修復(fù)完成。但是,如果傷口嚴(yán)重,或者導(dǎo)致組織損傷的刺激持續(xù)存在,或者修復(fù)過(guò)程出現(xiàn)異常,成肌纖維細(xì)胞持續(xù)存在,細(xì)胞外基質(zhì)這些纖維結(jié)締組織不斷沉積,損傷部位被纖維結(jié)締組織代替,無(wú)法形成原來(lái)正常的組織結(jié)構(gòu),形成肺纖維化病灶。有些瘢痕體質(zhì)的人,皮膚一受傷就容易留疤,就是因?yàn)槠つw的損傷修復(fù)過(guò)程失調(diào),正常的皮膚組織被纖維結(jié)締組織所取代,這就是我們所說(shuō)的疤痕。這是一個(gè)正常的肺部組織,這些是肺泡內(nèi)皮細(xì)胞,這些帶刺的是巨噬細(xì)胞。肺泡與毛細(xì)血管靠在一起,交換氧氣與二氧化碳。人體吸入的氧氣通過(guò)肺泡傳遞給毛細(xì)血管,毛細(xì)血管的二氧化碳通過(guò)肺泡呼出體外。
這些是駐留在本地24小時(shí)待命的維修工,成纖維細(xì)胞。血管里流動(dòng)的是血細(xì)胞,主要是白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血小板。
血小板手拉手堵住傷口。白色的成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色的成肌纖維細(xì)胞。釋放細(xì)胞外基質(zhì),搭建纖維網(wǎng)狀支架。內(nèi)皮細(xì)胞分裂再生,細(xì)胞外基質(zhì)、成肌纖維細(xì)胞消退,修復(fù)完成。而異常的修復(fù)過(guò)程是因?yàn)槌杉±w維細(xì)胞持續(xù)存在,細(xì)胞外基質(zhì)沉積。異常的纖維組織結(jié)構(gòu)導(dǎo)致肺泡毛細(xì)血管間隙增厚,氧氣、二氧化碳的通行受阻,氣體交換功能出現(xiàn)障礙。這就是肺部纖維化的過(guò)程。
肺纖維化會(huì)有什么后果
輕度肺纖維化患者劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)可發(fā)生呼吸困難,常被忽視或者誤診。隨病情的進(jìn)一步加重,靜止?fàn)顟B(tài)下還可表現(xiàn)為呼吸困難甚至可進(jìn)行性呼吸困難伴干咳、無(wú)力等。還有半數(shù)以上肺纖維化患者表現(xiàn)為杵狀指,紫紺等。肺纖維化得不到有效的治療,可使正常肺組織結(jié)構(gòu)改變、功能漸失、無(wú)氣體交換功能纖維化組織代替肺泡,繼而使氧氣無(wú)法正常地進(jìn)入血液循環(huán),造成呼吸不暢、缺氧、酸中毒等一系列問(wèn)題,甚至失去了最基本勞動(dòng)力,僅能依靠呼吸機(jī)維持生命,并最終可能因呼吸衰竭致死。
肺纖維化的傳統(tǒng)治療方式
目前,肺纖維化的主要治療手段包括氧氣療法,肺部康復(fù)訓(xùn)練,肺移植,以及藥物治療。在這些方法中,效果較為顯著的有肺移植與藥物治療兩種,但是肺移植受肺源與手術(shù)條件以及治療費(fèi)用等因素的限制,目前藥物治療效果較為有限,不良反應(yīng)也較為常見(jiàn)。目前市場(chǎng)上針對(duì)性治療特發(fā)性肺纖維化藥物有兩款,分別是吡非尼酮和尼達(dá)尼布。這兩種藥物都得到了臨床試驗(yàn)的批準(zhǔn),顯示用于肺活量(FVC)下降率的改善。FVC在6個(gè)月內(nèi)的下降是IPF疾病進(jìn)展的最有力指標(biāo)。但它們也存在較嚴(yán)重的不良反應(yīng),特別在胃腸道方面,有20%以上使用者因此而停藥。所以,肺纖維化仍是一個(gè)巨大且急需被滿足的臨床需求。
干細(xì)胞有望成為肺纖維化的克星
干細(xì)胞治療肺纖維化的原理主要是通過(guò)干細(xì)胞的多向分化和免疫調(diào)節(jié)等作用,促進(jìn)肺部組織修復(fù)和再生,減輕炎癥反應(yīng),改善肺功能。
具體而言,干細(xì)胞可分化成多種類型的細(xì)胞,其中肺泡上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞能夠修復(fù)受損肺部組織并重構(gòu)肺部結(jié)構(gòu)。另外,干細(xì)胞能分泌各種生長(zhǎng)因子,細(xì)胞因子等來(lái)促進(jìn)肺部血管新生,逆轉(zhuǎn)纖維化。同時(shí)干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用可調(diào)控免疫系統(tǒng)功能、緩解炎癥反應(yīng)、減少肺部組織病理?yè)p傷。
干細(xì)胞在肺纖維化的臨床應(yīng)用
案例一:2022年5月,意大利布雷西亞研究中心(CREM)的科研團(tuán)隊(duì)在《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)布了一項(xiàng)研究。首次向人們展示了從臍帶收集的間充質(zhì)干細(xì)胞可以減緩肺纖維化的進(jìn)展。這項(xiàng)研究有望為這種致命疾病帶來(lái)新的治療方法。
案例二:2020年新冠期間,陜西省細(xì)胞組織庫(kù)與交大一附院形成專家組,先后7次、向武漢輸送干細(xì)胞制品77人份,用于危重癥新冠肺炎患者的救治,有效降低新冠病毒在患者體內(nèi)引發(fā)的劇烈炎癥反應(yīng),減少肺損傷、改善肺功能,對(duì)肺部進(jìn)行保護(hù)和修復(fù),對(duì)減輕患者的肺纖維化具有積極作用。30余位患者經(jīng)治療后在臨床表現(xiàn)、呼吸功能、纖維化改善等方面均實(shí)現(xiàn)好轉(zhuǎn)。
案例三:2019年,《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志》雜志報(bào)道了人體內(nèi)高劑量干細(xì)胞治療特發(fā)性肺纖維化伴肺功能快速下降的臨床研究結(jié)果。20名受試者被隨機(jī)分為兩組,分別為間充質(zhì)干細(xì)胞治療組和安慰劑組。肺功能指標(biāo)的分析顯示,間充質(zhì)干細(xì)胞具有一定的治療效果,遏制了肺纖維化的快速發(fā)展,安全性評(píng)估未發(fā)現(xiàn)治療相關(guān)的顯著不良反應(yīng)事件,證明了干細(xì)胞治療的有效性和安全性。
案例四:2018年,國(guó)內(nèi)某醫(yī)院報(bào)道了利用間充質(zhì)干細(xì)胞(UC-MSC)治療放射性肺纖維化的觀察結(jié)果。入組病人8例,通過(guò)支氣管鏡對(duì)肺纖維化病灶部位灌洗并單次注入間充質(zhì)干細(xì)胞。8位患者均能夠耐受間充質(zhì)干細(xì)胞治療,隨訪觀察無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng)發(fā)生。6例患者自述氣促、咳嗽等癥狀有所好轉(zhuǎn),CT肺密度下降,說(shuō)明間充質(zhì)干細(xì)胞治療安全,耐受性好;能夠減輕患者的臨床癥狀,降低肺纖維化密度。
案例五:2017年,著名期刊《Chest》在線發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于同種異體人間充質(zhì)干細(xì)胞治療特發(fā)性肺纖維化安全性臨床試驗(yàn)。9例輕度至中度特發(fā)性肺纖維化患者分成三組,靜脈輸注不同濃度的間充質(zhì)干細(xì)胞。60周后的評(píng)估結(jié)果表明未發(fā)生嚴(yán)重不良事件,證明了間充質(zhì)干細(xì)胞輸注治療輕、中度特發(fā)性肺纖維化的安全性。
寫(xiě)在最后
總之,已有臨床試驗(yàn)結(jié)果表明干細(xì)胞在肺纖維化治療中是安全有效的,對(duì)緩解肺部炎癥及損傷肺組織的修復(fù)與重建等方面有幫助。隨著越來(lái)越多臨床試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)出,干細(xì)胞將會(huì)為人類肺纖維化的治療做出更大貢獻(xiàn)。
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