探索干细胞治疗新冠肺炎的应用
虽然生产安全有效的SARS-CoV-2疫苗是应对COVID-19的最终目标,但同时也在研究开发新的治疗方法,以帮助受感染的患者。一个日益引起人们兴趣的领域是干细胞疗法的使用:在中国进行的两项研究结果表明,在重症患者中使用干细胞疗法似乎特别有效,以及美国食品和药物管理局最近授权对预后非常糟糕的患者进行同情性间充质干细胞静脉输注。
了解更多干细胞疗法背后的科学知识这种疗法将如何生产并应用于COVID-19患者,188金宝搏备用最近采访了公司首席执行官朱塞佩·穆奇,生物科学研究所。
安娜·麦克唐纳(AM):你能解释干细胞的一些免疫调节作用吗?为什么这对COVID-19患者特别重要?
朱塞佩·穆奇(总经理):间充质干细胞(MSCs)是一种多能细胞,存在于身体的不同部位,包括脂肪组织、骨髓、胎盘和脐带。这些细胞可以很容易地采集、分离、培养并用于基于细胞的治疗,从基础研究到临床试验。在许多临床试验中,特别是在免疫介导的炎症性疾病,如移植物抗宿主病和系统性红斑狼疮,其安全性和有效性已得到明确的证明。MSCs的积极作用主要体现在两方面,即免疫调节作用和分化能力。MSCs可通过旁分泌分泌多种细胞因子或与免疫细胞直接相互作用,导致免疫调节。
在有趣的两年时间里,间充质干细胞的免疫调节活性得到了进一步的证实临床试验这项研究是由迈阿密大学进行的,那里的研究人员用这些细胞来治疗虚弱。我们还知道,MSCs的免疫调节作用由MSCs中的toll样受体的激活进一步触发,这是由病原体相关分子(如来自SARS-CoV-2病毒的脂多糖或RNA)刺激的。
多份报告表明,COVID-19发病的第一步是病毒通过ACE2和TMPRSS2这两种特定分子特异性识别、感染和破坏细胞。遗憾的是,ACE2受体广泛分布于人体细胞表面,尤其是肺泡细胞、毛细血管内皮和一些心脏细胞。
免疫系统及其再生能力随着年龄的增长而降低,不幸的是,正如我们非常清楚的那样,老年人受到这种疾病的严重影响。到目前为止,对疫情的研究表明,10名因严重冠状病毒而死亡的患者中有8人年龄超过65岁。50岁以下的人应该比老年人有更健康的免疫系统。这意味着他们的身体应该在外来物质(比如新型冠状病毒)进入他们的细胞后,很快就能识别出来,并开始产生抗体来对抗它。
在病毒有时间引起任何严重的呼吸问题和严重的肺部肺炎之前,他们的免疫系统应该已经战胜了它,他们应该已经在康复的道路上,只会发烧、干咳和疲劳。
然而,年轻人的免疫系统可能会成为一些人的问题。当免疫系统识别并准备攻击病毒时,一些未知的、无害的遗传或环境因素会导致免疫系统超负荷工作。
炎症细胞可以释放过量的细胞因子,这应该有助于为感染创造一个不利的环境,并引发一个被称为“细胞因子风暴”的连锁事件。这是免疫系统的过度反应。这意味着一旦免疫系统产生了足够的防御病毒的能力,它就无法自我关闭。由免疫系统引起的炎症继续以不受控制的加速速度进行,并使肺部充满液体,使呼吸困难。长时间的细胞因子风暴最终会使呼吸完全停止。
在受细胞因子风暴影响的患者中使用的间充质干细胞可以很好地平衡免疫系统,以阻止过度反应,而不完全关闭免疫系统,这样免疫系统就可以继续对抗感染。
在老年患者中,间充质干细胞可能支持免疫反应,这已经被佛罗里达大学的试验证明,并支持病毒造成损伤后绝对必要的愈合过程。
莫莉·坎贝尔(MC): FDA已经批准了骨髓间充质干细胞的怜悯性使用,特别是异基因(来自捐赠者)干细胞。对于可能不熟悉审批流程的读者来说,这意味着什么?
通用汽车:“爱心用药”指的是在没有其他治疗方法的情况下,使用一种未经批准的新药来治疗重病患者。到目前为止,COVID-19还没有特异的治疗方法。目前对这些患者的临床管理包括预防或控制感染和支持性护理,包括在需要时补充氧气和机械通气支持。
MSCs已被FDA和欧洲药品管理局(EMA)认可为一种治疗方法,在美国和欧洲的一些试验中已被证明是安全的,在一些情况下是有效的。考虑到这一点,以及中国早期关于间充质干细胞治疗COVID-19重症患者疗效的研究报告,FDA批准了同情使用。
我们可以使用从您自己的组织(自体使用)或从另一个人的组织(异体使用)获得的间充质干细胞。出于多种原因,自体使用是选择性的方法,但考虑到细胞的生产可能需要相当长的时间,而且我们目前处于紧急情况,如果患者还没有保存间充质干细胞,唯一的选择是异体使用。在某种程度上,这些细胞可以逃避通常调节器官和组织捐赠的自我和非自我的正常规则,这就允许异体使用。
MC:请您详细介绍一下在中国开展的相关研究的结果。
通用汽车:最近在中国进行了两项研究,两项研究都显示,即使在严重危急的情况下,症状也有显著逆转。科学家们不仅发现了一种新的治疗策略,而且还发现了能够对抗急性炎症性肺炎的自然机制。
其中一项研究是个案报告一名使用呼吸机的重症COVID-19患者,尽管接受了强化治疗,但病情进展,标志物显示有肝损伤的证据。该患者接受异基因间充质干细胞治疗,静脉输注3次5x107间隔三天的间充质干细胞。在患者第一次细胞输注后的四天内,她就脱离了呼吸机,能够走路了。所有测量参数,包括循环T细胞计数,都恢复到正常水平。未观察到明显副作用。
第二项研究该研究是一项试点临床试验,旨在评估MSC移植是否能改善7例入选的临床COVID-19肺炎患者的预后,其中1例被确定为重症,4例被确定为重症,2例被确定为非重症。移植前,所有个体都有高热、呼吸短促和低氧饱和度。治疗包括单次静脉注射临床级MSCs, 1x106每千克重量的细胞数。移植后14天的详细随访未发现不良反应,2天内所有患者的肺功能均有显著改善,其中包括1例严重的COVID-19肺炎病例,该患者在第10天即可出院。总的来说,治疗后,免疫系统在“细胞因子风暴”样的情况下恢复到正常状态。
主持人:请您向我们介绍一下干细胞疗法是如何生产出来并用于COVID-19患者的?
通用汽车:骨髓间充质干细胞可以从多种来源分离,包括脂肪组织、骨髓、胎盘、脐带血组织等。收获的组织被转移到符合良好生产规范的细胞工厂,在那里感兴趣的细胞被分离。可从组织中分离出的细胞数量非常少,不足以满足需要数亿个细胞的治疗方案。这就是为什么我们需要在通常需要两到四周的培养过程中扩大它们。一旦细胞准备好,患者将接受以细胞为基础的药物静脉注射。
MC:是否有数据表明感染后的哪个时间点治疗会产生最高的疗效?
通用汽车:目前,以间充质干细胞为基础的治疗主要用于控制患者病情严重时的细胞因子风暴。然而,正如一些研究已经表明的那样,这些细胞可以作为一种预防性治疗,特别是在老年患者中。
MC:开发用于治疗COVID-19的干细胞疗法是否存在安全隐患?
通用汽车:声称一种新疗法的开发,不管它是什么,都是没有风险的,这在科学上和伦理上都是不正确的。目前可用的数据还没有报道使用间充质干细胞的副作用,当这些细胞是由可靠的团队生产的,具有强大和经过验证的质量体系。
Giuseppe Mucci接受了科技网络科学作家Molly Campbell和Anna MacDonald的采访。188金宝搏备用