医学MSC功能和应用间充质干细胞临床应用ppt培训课件.ppt
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1、MSCMSC功能和应用间充功能和应用间充质干细胞临床应用质干细胞临床应用间充质干细胞间充质干细胞简介简介1#间充质干细胞间充质干细胞 间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC),来源于发育早期的中胚层,1968年MSC在骨髓中发现,后发现其具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点而日益受到人们的关注。BM-MSC接种在珊瑚状羟基磷灰石微载体(3小时后的扫描电镜500X)Tissue Eng 2002;8(6):911-920间 充 质 干 细 胞没满 4X长满 4X间间 充充 质质 干干 细细 胞胞 贴壁生长贴壁生长 特定表面标志特定表面标
2、志 阳性阳性 (95%) (95%) 阴性阴性 (2%) (2%) CD105 CD45 CD105 CD45 CD73 CD34 CD73 CD34 CD90 CD14 or CD11b CD90 CD14 or CD11b CD79 or CD19 CD79 or CD19 HLA-DR HLA-DR 多向分化潜能多向分化潜能 体外分化能力体外分化能力: : 软骨,成骨,脂肪软骨,成骨,脂肪The International Society For Cell Therapy Cytotherapy, 8:315-317, 2006鉴定标准(鉴定标准(最低最低标准):标准):Annu Rev
3、 Pathol 2011;6457-478MSC脂肪脂肪骨髓骨髓脐带脐带脐带血脐带血牙髓牙髓外周血外周血胸腺胸腺羊膜羊膜富含富含MSC的人体组织的人体组织图片来自网络年龄与骨髓MSC含量的变化研究的里程碑研究的里程碑1,1995年间充质干细胞首次应用于临床治疗,评价血液肿瘤患者使用后的安全性和有效性。研究的里程碑研究的里程碑2,1999年science发表文章,首次证明MSC的多向分化能力!研究的里程碑研究的里程碑3,2002年Exp Hematol和blood 发表文章,首次证明MSC具有免疫抑制能力!研究的里程碑研究的里程碑4,2006年国际细胞治疗协会(ISCT)颁布了间充质干细胞的定义
4、(最低鉴定标准)。研究的里程碑研究的里程碑5,2012年Osiris公司申报MSC作为药品上市得到加拿大FDA的批准,MSC的临床应用达到一个历史性高度!1,活性差、功能低的间充质干细胞(自体骨髓间充质干细胞)2,脐血单个核细胞(mononuclear cell,不是monocytes)冒充间充质干细胞(部分医院和企业)3,干细胞制剂里添加各种药物(激素)4,治疗方案没有经过优化5,各种忽悠的干细胞类型,比如:外周血干细胞(外周血含有少量的间充质干细胞,但目前无法扩增到临床所需的细胞数)、母乳干细胞(退一步说,即使母乳里含有干细胞,但经过胃酸和肠道消化,早就死翘翘了)、植物干细胞、心脏干细胞(
5、专业上有心肌干细胞)等负面消息(包括无效)的特点负面消息(包括无效)的特点MSC的新理解Cell Immunol 2012;272(2):112-116MSC是机体免疫系统安全信号的来源!血液病血液病1994年Matzinger提出“danger model ”核心:免疫系统只关心其是否受到损坏来启动免疫反应或诱导免疫耐受受到损坏(dangerous)活化APC活化T-cell未受到损坏(not dangerous )诱导免疫耐受signals遗憾遗憾:当时没有明确涉及dangerous signals和safe signals的定义和内涵。Danger Model应用受限应用受限2001年M
6、atzinger提出具体的“dangerous signals”SignalsDangerous siganlsSafe signalsendogenous: Hsp, DNA, RNA, TNF,CD40L exogenous: unmethylated CpG sequences in microbial(2001年)?意义意义:能够解释更多免疫学现象,成功地解释了坏死细胞为何能诱导免疫应答反应。:能够解释更多免疫学现象,成功地解释了坏死细胞为何能诱导免疫应答反应。Danger Model应用受限应用受限MSCs是免疫系统是免疫系统“安全信号安全信号”的来源的来源acute phasech
7、ronic phasesafe signalsself-MSCsCell Immunol. 2012;272(2):112-6MSC在免疫中的作用在免疫中的作用思思 考考间充质干细胞间充质干细胞安全性评价安全性评价2#“成瘤性/致癌”的担忧和恐惧是干细胞临床应用的最大障碍!担忧和恐惧的最早来源是胚胎干细胞的强致癌性,包括后来的iPS。What about mesenchymal stem cell (间充质干细胞)?Think about hemopoietic stem cell (造血干细胞)!不是所有的干细胞都具有成瘤性/癌变!1,间充质干细胞广泛存在于人体中,包括外周血、骨髓、脂肪、所
8、有组织器官的基质( Ann Med 2005;37(7):469-479 )。如果间充质干细胞具有成瘤性,那么肿瘤一定伴随着每个人的完整人生!2,每次患者输血或造血干细胞移植(骨髓移植),都伴随着输入少量的间充质干细胞。但从来没有证据证明输血和造血干细胞移植能导致肿瘤的出现!3,间充质干细胞作为药品,已经在国外上市,那是否意味着安全性已经得到国外的认可?能否得到中国专家、医生、民众的认可?值得反思的三点值得反思的三点安全性评价安全性评价临床使用安全性报道:- J Gastroenterol Hepatol 2012;27 Suppl 2112-120- Stem Cells Transl Me
9、d 2012;1(10):725-731安全性评价安全性评价临床使用安全性报道:- Stem Cells Dev 2013;22(24):3192-3202- J Tissue Eng Regen Med 2011;5(2):146-150安全性评价安全性评价临床使用安全性报道: 8个随机对照随机对照临床试验(RCTs)发现MSC治疗组和对照组的感染率没有差异,明确提出MSC治疗不会增加感染的风险,MSC治疗组和对照组在恶液质和成瘤方面没有差异。J Invasive Cardiol 18: 552556;Chin Med J (Engl) 117: 14431448;J Am Coll Car
10、diol 54: 22772286;Stem Cells 28: 10991106;Clin Pharmacol Ther 83: 723730;Leukemia 22: 593599;Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za Zhi 34: 107110(Chinese);Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research 11: 12771279 (Chinese)安全性评价安全性评价临床使用安全性报道: 对目前大量的临床试验的文献进行分析(Meta-Analysis),发现MSC输入治疗与发烧发烧
11、存在一定的关联性,而与其他文献所报道的不良反应没有必要的联系,认为MSC治疗是安全的。 PLoS One 2012;7(10):e47559 MSC治疗软骨损伤,41个病人的45个关节软骨,最长观察11年5 个月,没发现患者得肿瘤等副作用,证明了MSC的长期安全性! J Tissue Eng Regen Med 2011;5(2):146-150.安全性评价安全性评价风险控制风险控制稳定性评价生产工艺 Array-CGH and cytogenetic analyses showed that BM-MSCs expanded in vitro did not show chromosomal
12、 abnormalities. Telomerase activity and hTERT transcripts were not expressed in any of the examined cultures and telomeres shortened during the culture period.(Cancer Res 2007;67(19):9142-9149)P14P18稳定性评价稳定性评价稳定性评价稳定性评价P30Although hUC-MSCs with genomic alterations do not undergo malignant transforma
13、tion, periodic genomic monitoring and donor management focusing on genomic stability are recommended before these cells are used for clinical applications.(Cell Death Dis 2013;4e950)生产工艺管理要求干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行)干细胞制剂的质量控制明确提出要求:“应制定干细胞采集、分离和干细胞(系)建立的标准操作及管理程序,并在符合符合GMPGMP要求要求基础上严格执行。”GMP级车间级车间欧盟GM
14、P关键点(Cytotherapy 2015;17(2):128-139)间充质干细胞间充质干细胞功能及应用功能及应用3#多向分化多向分化免疫调节能力免疫调节能力消炎能力消炎能力促进器官特异性干细胞增殖促进器官特异性干细胞增殖修复组织器官修复组织器官软骨损伤软骨损伤/缺损、血管新生缺损、血管新生GVHD、自免肝、自免肝、RA、SLE、移植排、移植排斥斥各种炎症、脑水肿、溃疡性结肠炎各种炎症、脑水肿、溃疡性结肠炎肝病、神经系统疾病、再障肝病、神经系统疾病、再障心梗、中风心梗、中风间充质干细胞间充质干细胞多重治疗机制,但有偏重!多重治疗机制,但有偏重!MSC研究的差异性Cell Cycle; 9(1
15、5): 2923-2924MSC分泌的趋化受体(绿色)和趋化因子(蓝色)Stem Cells 2008;26(9):2287-2299MSC具有很强的趋化性Cell Stem Cell 2009;5(1):54-63MSC在肺部滞留,激活TSG-6的高表达。MSC在肺部的清除和激活在肺部的清除和激活Control Nude NOD/SCID Nude Balb/c Balb/c MSCMSCFibroblastFibroblastMSC体内代谢体内代谢Zangi L , et al. Stem Cells 2009;27:2865-2874天数天数 Circulation 2005;112(1
16、0):1451-1461Cytotherapy 2015;肺部没有损伤肺部有损伤 Circulation 2005;112(10):1451-1461脐带脐带MSC和骨髓和骨髓MSC(细胞因子表达)(细胞因子表达)Biology of Blood and Marrow Transplantation 13:1477-1486, 2007我们的结果我们的结果: Haematologica. 2006 ;91:1017-26CytokineUC-MSCBM-MSCIL-6+LIF+IL-3-GM-CSF+-G-CSF+-SDF-1+M-CSF+VEGF+FLt-3+SCF+2MG+评价MSC的质量
17、HGF、TGF-1、PGE2、IDORANTES、SDF-1、MIP-1、MCP-1HGF、NGF、FGF-2、PDGF-AA、PDGF-BB、EGFVEGF165、FGF-2、EGF、PDGF-AA、PDGF-BB、HGF、FGF-2VEGF165、FGF-2、HGFStem Cells 2015;33(6):1878-1891空气洁净度脐带脂肪骨髓影响MSC的质量的因素健康患者培养营养年青年老活率越高越好概念的差异临床研究:clinical study 是以人体疾病的诊断、治疗、预后、病因和预防为主要研究内容。临床试验:clinical trial 指任何在人体(病人或健康志愿者)进行药物
18、的系统性研究,以证实或揭示试验药物的作用、不良反应及/或试验药物的吸收、分布、代谢和排泄,目的是确定试验药物的疗效与安全性。 临床试验一般分为I、II、III、IV期临床试验和EAP(expanded access program)临床试验。间充质干细胞间充质干细胞临床试验:全球(临床试验:全球(554+115项)项)2015-11-1搜索词搜索词结果结果间充质干细胞间充质干细胞临床试验:中国(临床试验:中国(109+9项)项)2015-11-1搜索词搜索词结果结果全球分布(区域)全球分布(区域)Up to 2015-11-01MSC的全球的全球clinicaltrials项目项目完成临床试验
19、发表文章的病种GVHD、肾移植Crohns病、RA急性心梗、心肌缺血、心衰难治性心绞痛、扩张型心肌病下肢缺血再障、GVHD帕-罗二氏综合征脊髓损伤、MS膝骨关节炎软骨缺损骨发育不全支气管肺发育不全COPD间充质干细胞间充质干细胞美国FDA对间充质干细胞治疗的支持!间充质干细胞间充质干细胞国家年份公司细胞来源适应症加拿大FDA2012美国Osiris公司骨髓GVHD韩国FDA2011FCB-Pharmicell公司自体骨髓急性心梗韩国FDA2012Medi-post公司脐带血退行性关节炎和膝关节软骨损伤韩国FDA2012Cuepistem公司自体脂肪复杂性Crohn病并发肛瘘新西兰FDA2012
20、美国Osiris公司骨髓GVHD瑞士FDA2012美国Osiris公司骨髓GVHD作为药品上市:作为药品上市:慎用症: 严重的精神病史,目前病情仍未稳定者; 肿瘤或癌症患者(取决于使用目的); 高度过敏体质或有严重过敏史(产品的辅料); 极个别期望值过高,或者不切合实际的要求者;间充质干细胞间充质干细胞间充质干细胞间充质干细胞World J Stem Cells 2014;6(5):526-539World J Stem Cells 2014;6(5):526-539The balance between these opposing pathways may serve to promote
21、 host defense on one hand and at the same time create a loop that prevents excessive tissue damage and promotes repair.(Cell Stem Cell 2013;13(4):392-402.)不同来源的MSC的免疫功能比较脐带MSC的免疫抑制功能优于健康人和SLE患者骨髓MSC,而且MHC-I类抗原表达量最低。J Immunol 2014;193(9):4381-4390思思 考考现在的免疫学认识是否足以解释MSC临床现象?MSC免疫调节能力免疫调节能力Days05101520
22、253035Score0246810GVHD GroupGVHD+UC-MSC GroupaGVHD组MSC治疗组小鼠小鼠GVHD临床表现:临床表现: 倦怠、纳差、消瘦、体重下降、倦怠、纳差、消瘦、体重下降、 弓背、脱毛、腹泻等弓背、脱毛、腹泻等免疫重建免疫重建胸腺组织具有可塑性,可通过治疗阻止或恢复胸腺功能。胸腺组织具有可塑性,可通过治疗阻止或恢复胸腺功能。我们证明间充质干细胞能促进胸腺的发育和免疫系统的重建!Cell Mol Immunol 2014;11(3):275-284骨髓骨髓MSC治疗治疗GVHDa phase II study. Lancet 2008;371(9624):15
23、79-1586中国第一例 2006-9-26造血干细胞移植治疗后,出现移植物抗宿主病(GVHD),表现为腹泻、皮疹瘙痒、肝脏损伤等,外周静脉输入间充质干细胞后,腹泻及皮疹消失、肝功能正常,血象显示造血干细胞正常造血。脐带脐带MSC治疗治疗GVHD病例病例1 肝功能改善 12/12(100%) 腹泻次数减少 5/6(83.3%) 皮疹消退 12/12(100%) 口干眼干 1/1(100%) 血象改善 3/3(100%)道培医院治疗道培医院治疗12例患者的情况例患者的情况GVHD的表现:生存率100%类风湿性关节炎(类风湿性关节炎(RA) T 细胞介导的全身性自身免疫性疾病,由于病人免疫耐受机制
24、的缺失,造成关节滑膜炎和关节损伤。患者,女性,患者,女性,26岁,类风湿病史岁,类风湿病史10年。年。症状:头昏症状:头昏,疲劳乏力、颈椎僵硬疲劳乏力、颈椎僵硬,双手双手指骨关节变形、肿胀,活动受限,胃指骨关节变形、肿胀,活动受限,胃肠功能也减退,食欲不振,精神萎靡。肠功能也减退,食欲不振,精神萎靡。08年年8月月5日,进行日,进行UC-MSC移植治疗。移植治疗。第二天,手指明显消肿,其它关节肿第二天,手指明显消肿,其它关节肿胀也消退,全身症状明显减轻胀也消退,全身症状明显减轻 ,胃肠,胃肠功能逐渐恢复,精神状态良好,现在功能逐渐恢复,精神状态良好,现在可正常工作。可正常工作。MSC治疗类风湿
25、性关节炎治疗类风湿性关节炎悲喜孕事MSC治疗类风湿性关节炎治疗类风湿性关节炎Stem Cells Dev 2013;22(24):3192-3202治疗方案:前三个月,每个月一次,再隔2-3个月,第4次治疗。异体骨髓MSC治疗Crohns病多中心、II临床研究Clin Gastroenterol Hepatol 2014;12(1):64-71脐带MSC治疗SLE40名活动期SLE患者(死亡3例),1x106/kg,在第0天和第7天各静脉注射一次。没有对症组。a multicenter clinical study. Arthritis Res Ther 2014;16(2):R79MSC在肾
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