“肺炎”后的养肺利器:干细胞及外泌体雾化

发布时间:2023-12-07供稿:

人体正常的生理活动都离不开氧气的参与,而人体摄入氧气的唯一途径就是肺,因此肺部健康对人体至关重要。但随着吸烟、空气污染、新冠肺炎、甲流、支原体肺炎、病毒感染等影响,对我们的肺部健康造成了巨大损害。

“雾化外泌体吸入治疗肺炎”是干细胞与再生医学产业目前热度最高的话题。外泌体雾化疗法通过鼻腔吸入形式,利用外泌体独有的因子和蛋白质修复被肺炎损伤的肺部,抑制免疫系统风暴,从而系统性治疗病毒对肺部的损伤。作为无细胞的细胞治疗技术为呼吸系统疾病带来了新的方向。

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01 新冠病毒感染导致肺部损伤巨大

目前,新冠复阳及支原体肺炎患者陆续出现,虽然数量不再像之前那样凶猛, 不少医院呼吸科、感染科、发热科不分昼夜轮番上阵与疾病座斗争。从披露出的数据看发热及咳嗦较为常见,咳嗽是这两类疾病发病后最长的症状。它的危害远不止破坏呼吸道那么简单,尤其对于老年人、慢性病患者,有很大可能伤害到肺部,随着多重病毒的综合爆发,越来越多的人感染肺炎。一些是支原体肺炎、一些仍伴随新冠肺炎。

研究人员在一些从肺炎中康复的患者中观察到持续的气流阻塞,造成肺部损伤。还可能出现另一种肺部疾病——肺扩张障碍,减少肺部的容积,进而减少肺部的吸入量。对于从新冠中康复的患者,特别是那些患有严重疾病的患者,以后可能发展为限制性肺部疾病。

病毒感染导致的肺脏组织结构破坏,还可能进展为严重的呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS)并最终导致呼吸衰竭,此为各类病毒性重症肺炎患者死亡的最根本原因。

病理学研究显示,ARDS的发病机制主要是冠状病毒攻击肺泡细胞之后诱发的免疫反应;免疫细胞浸润导致肺泡血管内皮结构破坏,使血浆、血浆蛋白和血细胞涌入肺间质和肺泡腔,形成肺水肿;由于肺泡上皮组织被破坏,水肿液大量涌入肺泡内,导致肺泡弥散功能受限,无法行使正常呼吸功能。

同时,随着组织损伤的加剧,细胞进一步释放各类炎性因子形成所谓“细胞因子风暴(cytokine storm)”;最后彻底摧毁肺内大部分的肺泡和支气管呼吸结构,使得通气-血流比例严重失调,导致顽固的低氧血症以及最终患者的死亡。

02 干细胞来源外泌体修复肺部损伤

外泌体(Exosome)是包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡,具有脂质双层膜结构,能够携带并转移与细胞来源相关的多种蛋白质、脂质和核酸,作为信号分子传递给其它细胞参与细胞活动的重要调控,影响靶细胞的生理活动,介导细胞间信号转导及免疫调节等生物学效应。

外泌体的组成成分取决于细胞类型和微环境刺激,一般而言,干细胞外泌体对组织修复有疗效,包括促进血管生成、抗凋亡、抗纤维化、抗炎和免疫调节作用。这也是雾化外泌体能够有效治疗新冠的原因。除了可以避免直接使用细胞潜在的风险外,干细胞外泌体的临床应用优势还在于其易扩增、易获得和易长时间保存。

国内外众多医学研究团队都对间充质干细胞及其外泌体治疗重症COVID-19引起的呼吸窘迫和肺病问题的有效性和安全性做了研究和探讨。

美国FDA已批准多项外泌体进行雾化的试验,治疗新冠肺炎综合症。

2021年,发表在《Stem Cells and Development》上的一文指出,间充质干细胞来源外泌体在治疗重症新冠肺炎患者成效显著,康复率高达71%。外泌体具有安全性、恢复氧合、下调细胞炎症因子和重建免疫系统功能等优点,是一种很有前途的新冠肺炎治疗候选药物。

03 干细胞来源外泌体雾化治疗肺炎安全可行

在中国临床试验注册中心登记注册的《间充质干细胞外泌体雾化吸入治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的关键技术研究》项目(ChiCTR2000030261),其目的是利用干细胞外泌体的抑制炎症因子和增强机体免疫力的作用,通过雾化吸入肺直接接触病灶的方式,促进新冠病毒肺炎患者早日康复,减少并发症。

相关临床试验成果于2022年发表在《Stem Cell Reviews and Reports》杂志(2022年影响因子6.692)。研究人员对7例新冠肺炎患者(2名重症、5名轻症)进行了脐带间充质干细胞(MSCs)外泌体雾化治疗试验,结果表明:干细胞来源的外泌体雾化治疗新冠肺炎安全可行,同时MSC外泌体雾化治疗可以促进肺部病变的吸收,并缩短轻度新冠肺炎患者的住院时间。除此之外,在感染早期对MSC衍生的外泌体进行雾化治疗可能对患者更有利。

小结

雾化的MSC来源的外泌体可以到达肺部的精细结构,如细支气管和肺泡,以直接将抗炎分子递送到它们的靶位。雾化吸入MSC来源外泌体不会诱发急性过敏反应或继发性过敏反应,同时促进肺部病变的吸收,并减少轻度新冠肺炎患者的住院时间。

整个临床研究结果表明,不论是新冠病毒感染的重症患者,还是轻症患者,雾化吸入间充质干细胞来源外泌体都能够作为一种安全可行的新的方法用于治疗新冠病毒感染。最重要的是,如果在感染的早期阶段,就对患者进行雾化治疗MSC来源外泌体可能更有益。



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