间充质干细胞黏着斑©NIH
一、什么是间充质干细胞?
1968年，德国科学家Frieden Stein和他的同事在骨髓中发现了间充质干细胞(MSCs)，后来的研究者陆续发现间充质干细胞广泛存在于全身多种组织中，可在体外培养扩增，并能在特定条件下分化为包括神经细胞、成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、脂肪细胞在内的多组织系统的细胞，还在造血、免疫炎症反应、血管新生等人体重要功能中起重要调节作用。
二、间充质干细胞研究热点
近年来，间充质干细胞的研究热度不断攀升，根据统计，1990年至2018年4月，Pubmed上检索到的与间充质干细胞相关的文献累计已超过50000篇。
将临床试验按照注册时间归类(表1)，可以发现间充质干细胞的临床研究发展势头迅猛。从注册时间来看，半数以上的临床研究发生在2014年以后。2014-2016年，每年新增的临床研究数目在100项左右，2017年全年新增超过120项。
表1 2005年-2017年间充质干细胞临床研究变化趋势
美国NIH的ClinicalTrials是全球最大的临床研究数据库。根据该数据库的检索结果，截止2017年7月12日，在该数据库登记的关于间充质干细胞的临床研究超过950项。其中，在中国、欧洲和美国开展的临床研究数目位居全球三甲。
表2 间充质干细胞临床研究不同阶段比例分布情况
从临床研究的所处阶段的情况来看，根据可以获得相关数据的558项临床研究结果分析，可以发现已经完成和正在开展的临床研究各占1/3(表2)。
从治疗的疾病种类来看，间充质干细胞的临床研究涉及上百种疾病(表3)。将这些疾病按照器官系统分类，可以发现神经系统、心血管和骨科疾病是三类主要的研究领域，占比都在15%以上，总和超过一半。另外，糖尿病、肝脏、肺脏、胃肠道、皮肤和移植物抗宿主病(GVHD)的比例都在5%左右，是间充质干细胞重要的临床研究方向。
表3 间充质干细胞治疗不同种类疾病临床试验分布情况
在神经系统疾病方面，脊髓损伤、多发性硬化、中风、肌萎缩侧索硬化症、老年痴呆症是研究较多的疾病;在骨科疾病方面，骨关节炎、股骨头坏死和椎间盘退化是主要的疾病类型;心血管系统疾病方面，研究最多的是心肌梗死。另外，关于肝硬化、克罗恩病、间质性肺病、系统性红斑狼疮的临床研究也较多。在生殖系统疾病方面，也有间充质干细胞治疗勃起功能障碍和卵巢早衰的临床研究。
三、脐带间充质干细胞
脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)是存在于脐带华通氏胶(Wharton’s jelly)和血管周围组织中的一种间充质干细胞。来源于脐带的间充质干细胞因其取材方便，无道德伦理争议，可获取的细胞数量多、增殖能力强、免疫调节作用大，分泌细胞生长因子的总量也非常高，便于扩增和传代，同时又没有配型、排异等问题，极其适合用于临床研究和应用，是间充质干细胞的理想来源。
四、脐带间充质干细胞的临床研究与应用
与经典的骨髓间充质干细胞比较，脐带源间充质干细胞的绝大多数生物学特征与骨髓源间充质干细胞相似，但在增殖能力、CFU-F形成能力、CD106、HLA-I表达和神经诱导分化能力等方面要优于骨髓间充质干细胞。因此，作为一种新型种子细胞，脐带间充质干细胞的应用具有更广阔的前景。
(一)国内卫计委立项研究
在我国，目前通过国家卫计委官方备案的干细胞临床研究项目共计13个，其中脐带间充质干细胞占据6个，分别是：
• 脐带间充质干细胞移植治疗狼疮性肾炎的临床研究
• 脐带间充质干细胞/神经干细胞治疗小儿脑性瘫痪的临床研究
• 脐带间充质干细胞联合脐血干细胞治疗外伤性脊髓损伤
• 脐带间充质干细胞联合脐血干细胞治疗脊髓小脑性共济失调
• 人脐带间充质干细胞治疗心衰的临床研究
• 脐带源间充质干细胞治疗视神经脊髓炎谱系疾病的前瞻性多中心随机对照研究
在中国临床试验注册中心注册的间充质干细胞相关临床试验超过70项，其中脐带间充质干细胞相关临床试验28项。
(二)脐带间充质干细胞临床应用研究案例
1、造血支持
脐带间充质干细胞联合造血干细胞移植可发挥强大的造血支持能力：改善骨髓造血微环境，促进造血干细胞的植入，显著加快移植后的造血重建，安全且并发症少。同时，适量的间充质干细胞在造血干细胞移植中，可以降低移植物抗宿主病的发生率和严重程度。
重庆医科大学蒋曲研究共移植脐带血和体外扩增的MSCs，与单纯移植脐带血比较，共移植实验组中性粒细胞平均植活时间为15天，单纯移植对照组为22天;血小板平均植活时间分别为42天和49天;第26天，实验组中性粒细胞累积植活率为88%，对照组为53%;第60天，血小板累积植活率分别为71%和31%。表明体外扩增的MSCs联合脐带血输注，可促进脐带血移植植活。
2、免疫系统疾病
科学家发现间充质干细胞具有调节免疫的作用，有着广泛的临床应用前景。
✔移植物抗宿主病
血液病患者接受同种异体造血干细胞移植术后，急性移植物抗宿主病(aGVHD)可导致高死亡率。
第三军医大学新桥医院为40例aGVHD患者施行他克莫司加甲氨蝶呤(MTX)+脐带间充质干细胞的抗GVHD治疗，相较仅接受他克莫司+MTX的常规治疗组，脐带间充质干细胞组治愈率及治疗有效率均高于常规治疗组，脐带间充质干细胞组起效的平均时间及治愈的平均时间均短于常规治疗组。
苏州大学附属第一医院为异基因造血干细胞移植后出现aGVHD的5位白血病患儿输注脐带间充质干细胞，输注10天后，5位患儿均获造血重建，皮疹消退， 肝功能恢复正常， 胃肠道症状好转 ，患儿均未发生输注相关不良反应。目前患儿均无原发病的复发， 均处于无病生存状态(表4) 。
表4 白血病患儿造血重建情况
苏州大学附属儿童医院为3位aGVHD患儿在糖皮质激素加免疫抑制剂治疗基础上联合脐带间充质干细胞治疗，3位患儿接受脐带间充质干细胞输注后，2例获得完全缓解(CR)、1例获得部分缓解(PR),总有效率(CR+PR)为100%。3例患儿在MSC治疗后免疫抑制剂缓慢减量。随访中位时间186d,100d内aGVHD均无复发。目前病情仍稳定并存活。
✔类风湿关节炎
类风湿关节炎是一种高度致残的自身免疫性疾病，发病十年的患者中至少有50%的人失去劳动能力。
类风湿关节炎©Health Same of Flickr
1977年，Baldwin在用骨髓干细胞移植治疗再生障碍性贫血的过程中，意外发现患者的类风湿关节炎得到缓解。
2004年，欧洲骨髓移植和抗风湿病联盟对60例类风湿病关节炎移植患者进行回顾性分析，这些患者的关节破坏都达到不可修复程度，生活不能自理，通过干细胞移植治疗后，67%的患者得到明显缓解。
我国国内多家医院已开展了干细胞治疗类风湿性关节炎的临床研究。首例自体干细胞移植治疗类风湿关节炎在北京协和医院完成。经过5个月随访，这些经常规药物治疗失败且病情发展迅速的患者，在接受干细胞移植治疗后，症状均获得改善，关节肿胀消失，各项检查指标恢复正常。
解放军323医院2011年的一项临床研究中，27位患者(对照组)只使用药物治疗;另外153位患者(细胞治疗组)在药物治疗的基础上进行脐带间充质干细胞输注。结果显示，治疗组DAS28、HAQ 评分、ACR20较对照组下降明显(分值越低，疗效越好)，Th1/Th2趋于平衡、Treg升高与临床实验指标及症状的缓解直接相关。
✔系统性红斑狼疮
世界第一例自体骨髓干细胞治疗红斑狼疮由意大利科学家首创。
2007年，我国孙凌云教授用间充质干细胞治疗2例难治性红斑狼疮获得成功，次年又收治了9例患者。经过治疗后，患者症状明显缓解，随访6个月未见复发。
2012年，江苏大学附属医院风湿免疫科为21位系统性红斑狼疮患者静脉回输脐带间充质干细胞，显著地降低了系统性红斑狼疮患者尿蛋白水平，降低了患者的疾病活动度，降低了系统性红斑狼疮疾病活动指数评分(表5)。
表5 间充质干细胞移植对SLE患者疾病活动度及尿蛋白的影响
2013年，长江大学附属第一医院和荆州市第一人民医院风湿免疫科为18位系统性红斑狼疮患者肘前部静脉输注脐带间充质干细胞。1个月后，大多数患者发热、疲倦、乏力等临床症状及体征较移植前得到明显改善。
3、心血管系统疾病
✔左心发育不良综合征
2016年11月28日，在马里兰大学医学中心的手术室中，患有先天左心发育不良综合征(HLHS)的Josue接受了间充质干细胞的注射，利用干细胞的分化作用，增加心肌细胞，修复了受损的心脏。接受手术后，Josue的状况稳定，他的父母非常开心。
✔下肢静脉溃疡
2016年，70岁的陈女士因右下肢静脉溃疡引发慢性创面，辗转治疗近9个月都无法愈合。中国工程院院士，我国著名的创伤和组织修复与再生医学专家付小兵教授应用脐带间充质干细胞治疗新技术，对陈女士的慢性创面进行治疗。55天后，陈女士的伤口完全愈合，治疗效果明显。
付小兵院士
4、代谢疾病
(1)糖尿病
目前临床上尚无根治糖尿病的方法，只能依赖体外给予胰岛素或药物降低血糖，同时配合饮食调理和运动。
在我国，已有三甲医院开展了间充质干细胞移植治疗II型糖尿病的临床研究。大多数患者都达到血糖降低，胰岛素减量的效果，部分患者甚至停止用药。与此同时，患者体质增强了，亚健康状态也得到一定程度纠正。
厦门大学福州总医院探究脐带间充质干细胞联合自体骨髓间充质干细胞在不进行免疫治疗情况下对I型糖尿病的安全性及疗效，结果显示，对42位患者的治疗效果良好，C-Pep上升105.7%，胰岛素49.3%，HbA1c下降12.6%，快速血糖下降24.4%，胰岛素需求量下降29.2%。
(2)糖尿病并发症
间充质干细胞在糖尿病并发症上的应用前景更为广阔。
✔糖尿病足
陕西省人民医院在无菌条件下，为5位住院的Ⅱ型糖尿病并发糖尿病足患者按3cm×3cm间距于患处多点肌内注射脐带间充质干细胞悬液，病变严重者足部按1cm×1cm间距注射，溃疡周围重点注射，治疗后足部疼痛和麻木程度明显减轻，间歇性跛行显著改善，溃疡全部愈合。
安徽医科大学附属安徽省医院向53位II-IV级糖尿病足患者的病肢溃疡部位多点注射脐带间充质干细胞，治疗后三个月，与对照组相比，治疗组疗效明显，皮肤温度，踝-臂压力指标，皮肤氧张力及跛行距离均有稳定提升。
✔糖尿病肾病
第二军医大学福州总院临床医学院与第二军医大学附属长征医院向15位胰背动脉、双肾动脉介入及外周静脉输注脐带间充质干细胞，治疗后，患者血压、血糖、C 肽值及肾功能指标均有所改善。在改善舒张压、肾功能方面的临床疗效方面，治疗组优于口服缬沙坦+皮下注射胰岛素的对照组患者。
✔糖尿病下肢血管病变
白求恩国际和平医院、河北省人民医院与河北省第三人民医院在局部麻醉下沿30位糖尿病下肢血管病变患者的患肢血管走行方向，自上而下行多点局部肌注1ml脐带间充质干细胞，结果显示，治疗组临床显效率为54%，显著高于对照组的 34%，治疗后3个月治疗组各项临床观察指标及踝肱指数值好转更明显。
表6 糖尿病下肢血管病变疗效比较
✔糖尿病视网膜病变
武警总医院在9位糖尿病视网膜病变患者的下睑眶缘外中1/3交界处垂直注入脐带间充质干细胞，术后1个月，2号患者眼视力提高0.5，出血灶、渗出基本完全吸收;8号患者眼视力提高0.3，出血灶、渗出有所吸收，微血管瘤数减少;5号患者眼视力提高0.2，出血灶、渗出略有吸收，无新鲜出血。
5、神经系统疾病
✔帕金森病
我国第一例干细胞移植治疗帕金森病在石家庄医院完成。来自印尼的76岁老人谢喜云患帕金森病十几年，右手三个手指肌肉强直收缩，身体僵硬，吞咽困难，失去生活自理能力。在接受间充质干细胞移植后几个小时，就能顺利进食，当晚还能轻松地观看电视节目，身体其他症状明显好转。
中国医科大学的孙丽博士将含有脐带间充质干细胞的悬液通过颈动脉植入10位帕金森病患者体内，患者移植后，行走姿势、震颤程度，自主运动及坐、起运动能力得到提高，不但有效控制帕金森病的发病进程，而且有效改善受损的脑组织功能，提高了患者生活质量。
✔老年痴呆
贵阳市金阳医院周强和他的团队，用自体骨髓干细胞先后治疗了四位老年痴呆患者。首例患者是一位75岁的男性，入院时不认识亲人，大小便不能控制。移植治疗后以上症状迅速改变，出院时，不但能认知家人，大小便也恢复正常。
✔肌萎缩侧索硬化症
ALS患者霍金
冰桶挑战
冰桶挑战赛让我们认识了“渐冻人”(肌萎缩侧索硬化症，ALS)患者。北京武警总医院收治了47例ALS患者，有22人在移植干细胞后机体功能获得改善，其中8人尤其明显。一位患者李女士刚入院时言语不清、上肢乏力、下肢抬举困难，治疗后可以迈开双腿走路。安沂华主任对住院接受脐带间充质干细胞治疗的99位ALS患者进行了疗效分析，发现脐带间充质干细胞移植可以改善ALS患者的运动功能，在短期内(半年内)效果较好，整个过程是安全的。
广东省中医院招远祺博士为29位ALS患者进行了4次脐带间充质干细胞移植治疗，治疗后第14 天,患者的穿衣、卫生和上肢肌群肌力评分明显高于治疗前;治疗后第28天，言语、穿衣和卫生功能评分明显高于治疗前，上肢肌群肌力评分进一步增加，且言语功能评分明显高于治疗后第14 天，由此证实脐带间充质干细胞移植治疗ALS短期效果好且安全。
✔脑瘫
2016年6月，外媒报道了一则自体脐带血干细胞成功治愈厄瓜多尔脑瘫男孩的案例。出生于厄瓜多尔的托马斯是个早产儿。由于肺部发育不良，只能暂时在保育箱中生活。然而由于故障，保育箱氧气供应被中断。在医生的全力抢救下，托马斯保住了生命，但缺氧环境也让他脑部受损，患上了痉挛性脑瘫。
幸运的是，托马斯在出生时保存了脐带血。经过移植手术，如今的托马斯已经和其他同龄儿童没有太大差别，痉挛症状基本消失，已经像正常孩子一样成长。
解放军463医院的吴景文、王金刚等专家使用脐带间充质干细胞对近200例脑瘫患者进行了治疗，结果显示都是有效。治疗4周后，患儿粗大运动功能均有不同程度的改善，其中仰卧位与俯卧位、坐位、爬与跪、行走与跑跳功能经统计学分析具有显著性意义。出院后6个月至1年，患儿粗大运动功能仍然有不同程度的改善，肌张力明显降低。
表7 解放军323医院应用脐带MSCs治疗脑瘫结果
解放军323医院细胞治疗中心对20位小儿脑瘫患者，经腰椎穿刺在蛛网膜下腔注射脐带间充质干细胞，细胞输注4周后，所有患者静止性震颤，运动迟缓，肌强直，姿势步态障碍均有不同程度的缓解。
✔失眠症
浙江武警总队医院的王亚莉医生为19位失眠症患者静脉输注脐带间充质干细胞治疗慢性失眠，这些患者均入睡困难，睡眠质量下降，总睡眠时间不到6小时。移植治疗后1个月，患者的睡眠改善作用同口服药物相当;治疗2个月后，患者的睡眠质量评分明显好于口服药物，治疗3个月后，患者的睡眠质量也明显优于口服药物，且一次治疗作用可持续达1年之久，患者睡眠质量改善显著。
6、消化系统疾病
✔肝硬化
2005年，我国第一例干细胞移植治疗肝硬化在北京军区总医院完成。42岁的河南患者邢先生到医院就诊时已经全身黄疸，肝腹水，生命岌岌可危。医院的姚鹏主任用一根导管通过股动脉，把自体骨髓干细胞悬液送到患者肝脏。一周后，患者状态明显转好，腹水消失，能进食了，走路有劲了。5个月后到医院复查，黄疸指数等八项生化指标全部恢复正常，原先已经萎缩的肝脏竟长大了一圈。
如今国内已有数千例肝硬化患者从间充质干细胞移植中获益。
解放军302医院孙娟研究发现，对照常规治疗患者，22位接受了脐带间充质干细胞治疗的乙肝肝硬化患者临床症状得到有效改善，生命质量明显提升。
郑州人民医院曹巍博士发现，22位接受了脐带间充质干细胞治疗失代偿期肝硬化患者的临床症状和体征改善程度均优于常规治疗患者，患者临床症状和检测指标均得到改善，脐带间充质干细胞治疗肝硬化具有较好的临床疗效和安全性。
7、运动系统疾病
✔股骨头坏死
间充质干细胞移植治疗人体股骨头坏死在国外已有报道。法国科学家移植治疗116例股骨头坏死患者效果显著，其中87.3%的患者髋关节疼痛缓解;78.4%的患者关节功能改善;80%的患者行走间距延长。
吉林一位许姓小伙在一次攀岩活动中从高处摔下来，送到医院检查，双侧股骨头已坏死变形。按照常规治疗方法，应行人工关节置换手术。可是人造股骨头的寿命一般在10-15年，小许才27岁，一辈子需要不停地更换人工关节。
沈阳463医院的杨晓凤主任将间充质干细胞经过技术处理后注入小许的股骨头，两周后小许就可以下地行走了。10个月后，小许来医院复查，他的股骨头周围已长出丰富的血管，表明移植的间充质干细胞促使坏死变性的股骨头修复新生。
表8 刘颖、谷涌泉应用脐带MSC治疗股骨头坏死的临床研究结果
吉林省组织工程重点实验室刘颖教授 、首都医科大学宣武医院谷涌泉主任等，对9位骨循环协会评级为II-IIIa级的股骨头坏死患者经大腿动脉输注脐带间充质干细胞后，患者的红细胞、血小板、血氧转运指数明显改善。MRI检测显示24个月后股骨头坏死区域体积显著减少。
✔退行性关节炎
20世纪90年代，Brittberg等开始利用自体软骨细胞修复软骨损伤取得了一定效果，因此越来越多的研究开始关注间充质干细胞。间充质干细胞可以分化为各种组织，修复关节表面软骨和软骨下骨损伤。
土耳其伊斯坦布尔骨科和外伤学系的Akgun等对14例骨性关节炎患者的治疗中，对比自体骨髓间充质干细胞和软骨细胞的修复效果，发现接受间充质干细胞治疗的患者膝关节损伤和骨关节炎评分(KOOS)及视觉模拟评分(VAS)的改善更显著。
美国西北储备大学医学院和俄亥俄州克利夫兰大学医院的Wakitani等利用间充质干细胞进行临床试验，试验组将混有自体骨髓来源间充质干细胞的胶原蛋白凝胶植入患者的关节软骨损伤处，对照组只植入等量胶原蛋白凝胶，两组患者关节功能均得到改善，但是只有试验组在损伤处发现透明软骨生成，他们对41例接受间充质干细胞治疗的患者进行长达11年的随访，未发现任何严重的并发症。
8、泌尿生殖系统疾病
✔不孕不育
子宫内膜受损严重，是很多不孕不育女性的噩梦。现在通过间充质干细胞再生技术修复子宫内膜，可重圆女性的母亲梦。
南京鼓楼医院妇产科胡娅莉教授团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武教授团队联手，首次在国际上成功研制出胶原支架复合间充质干细胞的方法，结合传统宫腔镜技术，实现了受损子宫内膜的功能性修复，帮助3名患者实现做妈妈的梦想。
江苏盐城的胡女士在31岁到34岁时，经过三次自然流产，因为流产清宫手术，子宫腔严重粘连。南京鼓楼医院利用间充质干细胞8个月修复了她的子宫内膜，使她成功怀孕，并于2014年7月17日诞下了国内第一位“再生医学宝宝”。
上海市公卫临床中心正在进行间充质干细胞培养的人工肝的临床试验，已经试验的病人都取得了成功。只要临床实证能明确这一方法的确切稳定疗效和安全性，生物性人工肝未来有望实施工厂化批量生产，实现人工肝短期替代肝移植，彻底扭转重症肝病治疗的困局，改变患者命运。
五、本实验室关于脐带间充质干细胞临床应用的研究项目及成果
近年来不断取得的研究成果，已使脐带间充质干细胞成为干细胞临床研究与应用领域冉冉升起的新星，由四川新生命干细胞科技股份有限公司投资建立的成体干细胞开发应用国家地方联合工程实验室顺应这一科研趋势，陆续开展脐带间充质干细胞的临床研究与技术攻关。
目前，实验室已有4项脐带间充质干细胞的研究获四川省卫计委立项，正在开展相关研究工作：
1. 脐血造血干细胞与脐带间充质干细胞共移植治疗肝硬化
2. 脐带间充质干细胞移植治疗重症自身免疫性疾病的临床研究
3. 脐带间充质干细胞治疗卵巢早衰的临床研究
4. 脐带间充质干细胞联合玻璃酸钠治疗骨关节炎实验研究
同时，实验室还与中国军事医学科学院、四川大学华西医院、四川省生殖健康研究中心、四川大学华西第二医院、攀枝花中西医结合医院等开展脐带间充质干细胞临床研究如下：
随着对脐带间充质干细胞研究与应用热度的持续升温，相信在不久的将来，它必然广泛应用于临床，为人类健康发挥更大的价值。
参考文献
走近神奇的干细胞移植,龚业莉编著,西安交通大学出版社2014年5月第1版
间充质干细胞基础与临床,韩忠朝主编,科学出版社2012年3月1日出版
干细胞临床研究与应用,谷涌泉 韩忠朝 付小兵主编,人民卫生出版社2012年10月出版
围产期干细胞,韩忠朝 主编,科学出版社2014年1月出版
单倍体造血干细胞联合脐带间充质干细胞移植对再生障碍性贫血的临床观察及其促进造血机制的初步疗效研究,徐丽昕等,组织工程与重建外科杂志2015年10月第11卷第5期
人脐带间充质干细胞多向分化能力的研究和应用进展,杨大志 易伟宏,湖北医药学院学报2015，34(3)
人脐带间充质干细胞的特征及其临床应用前景,徐若男 施明等,中国免疫学杂志2010年第26卷
间充质干细胞在造血干细胞移植中的作用,蒋曲 张红宾,重庆医学,2006.24(2)
脐带间充质干细胞移植辅助治疗系统性红斑狼疮的疗效观察,杨桂鲜 潘丽萍等,四川大学学报(医学版)2014.45(2)
成体间充质干细胞在再生医学领域中的应用前景,陈静娴 海泉等,四川医学2016.37(3)
球后注射脐带间充质干细胞治疗糖尿病视网膜病变的护理,刘玉芬 史晶等,护理学杂志 2013.28(14)
间充质干细胞治疗骨性关节炎的研究现状及问题,文涛 郑诗豪 董纪元,解放军医学院学报 2017.6
干细胞抗衰老的理论研究与进展,单瑞莎 黄国志,中国组织工程研究2013.17(23)
脐带间充质干细胞研究现状与临床治疗,王艳 张晋林等,重庆医学2013年6月第42卷第18期
人脐带间充质干细胞治疗移植物抗宿主病的临床观察,文钦 陈幸华等,中国输血杂志2012年2月第25卷第2期
脐带间充质干细胞治疗儿童异基因造血干细胞移植后急性移植物抗宿主病疗效观察,乔淑敏 陈广华等,中国实验血液学杂志 2013.21(3)
