首發：間充質幹細胞

眾所周知，間充質幹細胞(MSCs)對參與固有免疫和適應性免疫的免疫細胞都有一定的不同類別的影響。但筆者認為，目前依然混淆不清，不能解釋臨床應用研究的現象。

因此，本文梳理一下這些容易混淆的問題，拋磚引玉，期待能引起大家的重視，共同推動MSCs免疫特性功能的研究。

-01-間充質幹細胞不等同於免疫抑製劑

大部分動物實驗和體外實驗數據表明，MSCs對 T 細胞、B細胞、NK細胞、DC細胞、巨噬細胞都是抑製作用，對Treg細胞是促進作用。即總體而言，MSCs對免疫係統是負向作用，抑製免疫應答、誘導免疫耐受。如果這個理論是正確的，那麼MSCs就幾乎等同於免疫抑製劑，MSCs的臨床應用就會增加機體感染的風險和腫瘤高發的風險。

實際上，大樣本臨床研究證明了MSCs治療的安全性。多項臨床試驗，發現MSCs治療組和對照組的感染率沒有差異，明確提出MSCs治療不會增加感染的風險，而且MSCs治療組和對照組在惡液質和成瘤方麵沒有差異。長期觀察的臨床試驗，也沒有發現病人增加感染和MSCs致瘤的現象。我國福州總醫院的團隊在國際頂級期刊JAMA發表文章，首次通過隨機對照臨床試驗來證實自體BMSCs在實體器官腎移植後發揮免疫抑製作用，起到類似免疫抑製劑的治療效果。在移植後一年的隨訪時間內，MSCs治療組的腎移植患者發生更低的急性排斥反應和感染的風險，同時促進了更好的腎功能的恢複。

因此，MSC並不等同於免疫抑製劑。

新冠疫情以來，我國和多國相續開展MSCs治療COVID-19的臨床研究，初步證明了靜脈回輸MSCs治療COVID-19是安全有效的，尤其是降低危重患者的死亡率和促進肺功能恢複。

2020年5月，美國梅奧診所發現經MSCs治療後，COVID-19患者的放射學結果、肺功能(肺順應性、潮氣量、PaO2/FiO2比值、肺泡毛細血管損傷)和炎症生物標誌物水平均有改善的趨勢。即使COVID-19患者體內存在新冠病毒，MSCs的使用反而提高了機體免疫細胞對新冠病毒的清除，同時促進了炎症的消退和損傷組織的恢複。

綜上所述，經MSCs靜脈輸注後，並沒有抑製免疫應答反應，並沒有削弱免疫清除能力(這一點很重要)。因此，MSCs並不同於免疫抑製劑。越來越多的數據證明，MSCs可以成為宿主導向療法的一種重要武器，可以改善宿主細胞對病原體的清除反應，防止或減少抗生素耐藥性等待。

-02-間充質幹細胞對免疫的正向作用

共培養將MSCs與T細胞，MSCs對T細胞的激活抑製是暫時性的;如果移除MSCs，那麼T細胞能再次對抗原刺激產生應答增殖。在病毒感染期間，MSCs並不抑製CD8+T淋巴細胞功能，而是通過釋放IFN-γ促進CTL反應。

在白俄羅斯開展MSCs治療耐藥性肺結核患者的臨床研究，臨床數據證明了MSCs治療可以極大地改善耐多藥肺結核患者的預後，75%的患者得到治愈。有意思的是，MSCs回輸後，大部分結核患者免疫細胞在抗原刺激下產生更多的IFN-γ，提示免疫細胞的功能得到一定程度的恢複，並沒出現免疫抑製效應。

MSCs可以上調Treg細胞的數量，從而對炎症性心肌病的心髒發揮保護作用。我國的大樣本臨床研究發現，類風濕性關節炎患者普遍存在Treg細胞減少，經過MSCs治療後，Treg細胞增加的患者，其RA相關的臨床症狀體征緩解非常明顯，MSCs的療效得到較好地維持。

2007年，瑞典卡羅琳斯卡大學醫院的團隊就發現MSCs促進B細胞增殖和分泌免疫球蛋白，而且MSCs和B細胞直接接觸的促進效果優於非接觸的效果

2008年，意大利研究者發現健康人和SLE患者的BMSCs均可以在Toll樣受體9激動劑的刺激下，促進了記憶B細胞的增殖和向漿細胞的分化和免疫球蛋白(IgG和IgM)的分泌。

2012年，我國科學家證明人臍帶MSCs促進人B細胞的增殖和分化成熟，進而促進免疫球蛋白的分泌;小鼠BMSCs具有同樣的作用效果，而且作用機製涉及PGE2的分泌。

巨噬細胞是非常關鍵的免疫係統參與者，在組織修複、內穩態和清除細菌感染等方麵發揮作用。在MSCs分泌的細胞因子作用下，單核/巨噬細胞和中性粒細胞的吞噬和殺傷能力增強。

經MSCs治療後，感染組織中的巨噬細胞表現為以M2表型為主，而未經MSCs治療的感染組織中主要含M1巨噬細胞。MSCs促使巨噬細胞吞噬功能增強，主要調節依賴於PGE2和磷脂酰肌醇3-激酶，這兩種激酶能夠有效促進巨噬細胞吞噬未調理的細菌。MSCs還可以通過納米隧道管的結構直接給巨噬細胞輸送線粒體，從而提高了巨噬細胞的吞噬能力。MSCs增強巨噬細胞的吞噬活性，這部分依賴於對含有MSCs線粒體的胞外小泡的攝取。

MSCs具有很強的支持造血的功能，也就是說MSC能促進造血幹細胞更好地分化發育為各種血液細胞，也包括各種免疫細胞，所以MSCs對整體免疫係統並不是全是負向作用(抑製)。

-03-免疫調節是否需要直接接觸

還有一種觀點認為，細胞與細胞之間通過黏附分子(ICAM-1和VCAM-1)來結合接觸，是MSCs發揮免疫抑製作用的前體條件。意大利科學家最早證明：MSCs抑製T細胞的增殖是不需要依賴細胞之間的相互接觸。隨後美國、意大利和德國等不同實驗室利用transwell實驗研究也證明，MSCs抑製T細胞的激活是不需要細胞之間的相互接觸。可溶性誘導因子

既然MSCs的免疫抑製功能不需要依賴細胞之間的相互接觸，那就理應存在可溶性因子，發揮抑製T細胞激活的作用。那麼，可溶性因子有哪些?

從最早的HGF和TGF-β，到IDO、NO、HO-1、PGE2、HLA-G5、Galectin-1和Sema-3A、Galectin-9等。如果這些因子都參與發揮了作用，那麼這些因子背後的共同點是什麼?

2006年，有研究證明IFN-γ誘導MSCs表達IDO，從而增強了MSCs對T細胞的抑製能力。也有實驗數據發現阻斷IDO，並不能逆轉MSCs對T細胞的抑製作用。愛爾蘭研究團隊發現小鼠BMSCs並不表達PD-1或者PD-L1/PD-L2、IDO，但是IFN-γ能刺激MSCs表達PD-L1和IDO，從而增強MSCs的免疫抑製功能。

2007年，日本Katsutoshi Ozaki教授團隊發現NOS-/-小鼠來源的BMSC的免疫抑製能力下降，不能顯著地抑製T細胞的增殖;MSCs和T細胞的相互作用，誘導MSCs的iNOS表達，增加NO 的產生，從而抑製了T細胞的增殖。我國科學家進一步證明了敲除了iNOS的小鼠BMSCs，或者敲除了IFN-γ受體1的MSCs，都失去了免疫抑製能力，不能有效治療小鼠的GVHD。但是，2007年的另一篇文章證明，IFN-γ受體1缺乏的MSCs，不表達IDO，而且MSCs抑製PBMC(絕大部分為免疫細胞)的效果不受IFN-γ受體1的影響。誰是誰非?

TNF-α和IFN-γ聯合刺激BMSCs，誘導MSCs表達iNOS，從而產生NO，這些NO誘導淋巴細胞凋亡。隨後發現TNF-α和IFN-γ聯合刺激BMSCs，誘導MSCs表達iNOS產生的NO反過來也能誘導MSCs的凋亡。這些實驗研究的數據結果表明，NO作為血管舒張的小分子，能誘導淋巴細胞和BMSCs的凋亡，損傷免疫係統和機體的修複能力。如果這個理論成立，那麼基於第二信使NO小分子開發出來的相關藥物(偉哥)就可能損傷免疫係統和修複能力的(好可怕)。實際上，這個實驗缺乏“NO誘導MSCs凋亡的作用機製”的數據。

另外，MSCs細胞表麵沒有TNF的結合點，那麼為何還有數據證明TNF能對MSCs有損傷作用呢?相類似的情況，MSCs並不表達LPS的受體(CD14)，那麼為何還能看到LPS對MSCs產生影響的實驗數據?對這些實驗數據的兩個解釋之一，就是需要證明TNF-α和LPS能分別各自誘導MSCs的TNF膜受體和LPS受體的表達。

目前沒看到MSCs分泌的TSG-6直接抑製T細胞激活的實驗證據，但是較多的實驗數據證明TSG-6具有抗炎作用。MSCs分泌的TSG-6還可將巨噬細胞極化為抗炎M2表型。在平皿培養中，MSCs不表達TSG-6，而當MSCs處於3D球體中培養時，則高水平表達TSG-6。但是，不少團隊證明骨髓、羊膜、脂肪和臍帶血來源的MSCs表達TSG-6，介導抗炎保護作用。TSG-6表達減少的小鼠和人MSCs，其免疫抑製能力也同時減弱。因此，有觀點認為TSG-6可以作為反應MSC免疫抑製能力的一個指標。不過，也有私下交流的數據提示MSCs表達很低水平的TSG-6，但依然具有很強的免疫抑製功能。

可溶性IL-2R，是一個易被忽視的發揮抑製T細胞激活的可溶性因子。MSCs與CD4+T細胞的共培養實驗發現高表達IL-2R，可中和T細胞分泌的IL-2。早在2002年，美國Bartholomew教授團隊報道了MSCs具有抑製淋巴細胞激活的功能，在體外實驗MSCs和T細胞共培養中，額外添加IL-2可以部分地逆轉MSCs的抑製作用。這提示當IL-2的激活力量大於MSCs的抑製作用，那麼最終效果就是促進T細胞的增殖。

有觀點認為人類、猴子和豬的MSCs通過表達大量的IDO來發揮免疫抑製作用，而齧齒動物和兔子MSCs通過表達大量的iNOS來發揮免疫抑製作用。但這個觀點和支持數據解釋不了人類MSCs抑製動物免疫細胞的現象(跨種屬的抑製作用)，所以這個觀點非常值得商榷。

-04-是否具有抗原提呈功能

早在2003年，美國波士頓兒童醫院William T. Tse教授團隊證實MSCs並不具有抗原提呈細胞(APC)的功能，MSCs也不能誘導T細胞的凋亡。

多個動物實驗發現：輸注後的異體MSCs並不是完全的免疫逃逸，而是存在一定的抗原特性，能誘導機體產生免疫記憶，包括記憶性CD4+T和記憶性CD8+T細胞;異體MSCs回輸到體內後，還是能被免疫係統所識別並清除，從而導致異體MSCs治療效果稍微不如自體MSCs。單次注射MHC不匹配的臍帶MSCs並不能誘導產生免疫反應，但是當在炎症部位注射、在同一區域重複注射或注射前用IFN-γ刺激時，MSCs具有明顯的免疫原性。因此，有專家提出MSCs並不具有免疫豁免特性，而隻是免疫原性很低。

MSCs本身具有低免疫原性，可以異體或跨種屬使用，不會引起免疫排斥反應，隻是出現機體對MSCs的清除加速。雖然MSCs抑製了T細胞的激活，但是MSCs卻能促進T細胞的存活，使得T細胞處於靜息狀態。MSCs能分泌大量的營養性因子，具有營養支持的功能，促進受傷的組織細胞的修複，同樣也能促進T細胞的存活。

非常需要注意的是，如果培養的MSCs出現純度不夠(BMSCs比較常見)，那麼殘留雜細胞就增加了培養細胞整體的免疫原性，導致了這些細胞進入體內後，容易出現機體的免疫排斥反應。

如何判斷MSCs的純度，目前可以根據流式檢測細胞表型的結果。2006年國際細胞治療協會提出MSCs的鑒定標準，如下：-05-IFN-γ對MSC的真實作用如何

2003年，研究者發現IFN-γ可以刺激MSCs表達MHC-II，但是MSCs並沒有發揮抗原提呈細胞(APC)的功能。IFN-γ可刺激MSCs表達MHC-II，這種作用可以被TGF-β所抑製。有意思的是，MSCs本身分泌很低濃度的IFN-γ，但是分泌很高濃度的TGF-β。

因為MSCs不表達MHC II，低表達MHC I，MSCs的免疫原性很弱。如果用IFN-γ刺激MSCs，可上調MHC I和MHC II，這可能會MSCs在具有免疫能力的宿主中容易發生排斥反應。MSCs細胞表麵高表達MHC-I(IFN-γ促進MHC-I類分子的表達)，則MSCs容易被CD8+CTL細胞所殺傷。如果MSCs的細胞表麵低表達或者不表達MHC-I，則MSCs容易被NK識別和殺傷。

其實，不管是異體還是自體，MSCs都是短暫性逃逸免疫係統的監視，終究是被免疫係統所識別，隻是異體比自體更容易被免疫係統所識別和清除。

2006年，有研究者發現低水平的IFN-γ能提高MSCs的MHC-II表達，但隨著IFN-γ水平的增加，MSC的MHC-II表達逐漸減少。但通過文章的數據分析發現，實驗用到的BMSC，正常培養下，MSCs就高表達MHC-II(至少80%-90%)，那麼，這些細胞已經不是MSCs了，MSCs本身是低表達MHC-II(不超過2%的HLA-DR)。很奇怪的是，這篇文章能夠得以發表，而且不少專家還認可這篇文章的數據和結論。會不會是這些專家都忘記了MSCs的鑒定標準?這裏有圖有真相：還有一種觀點認為，MHC II的表達與MSCs的療效沒有必然的聯係。

給大鼠心肌缺血部位局部注射大鼠骨髓MSCs後，明顯提高了大鼠心肌功能，同時組織病理切片檢測結果發現MHC I和MHC II的表達都增加。

在小鼠腸炎模型，IFN-γ在促進MSCs高表達MHC II的同時，也提高了MSCs的免疫抑製能力和治療腸炎以及GVHD的效果。

需要對這些實驗結果和觀點需要保持謹慎的態度，MSCs的MHC II高表達，即MSC的免疫原性升高，那麼所伴隨而來的後果就是MSCs被機體更快速地清除，從而沒法更好地發揮治療作用。

-06-間充質幹細胞免疫調節的其他問題

▉MSCs與地塞米鬆

地塞米鬆能抑製T細胞的增殖和誘導T細胞的凋亡，MSCs也能抑製T細胞的增殖，但有趣的是，地塞米鬆聯合MSC，地塞米鬆就能通過抑製STAT1的磷酸化和抑製MSCs 表達iNOS，最終促進T細胞的增殖。

這個負負得正的現象，隻能解釋為地塞米鬆在同時麵對MSCs和T細胞的時候，隻能優先作用於MSCs，而丟下T細胞不管。MSCs與炎症水平

2013年，國際期刊Cell Stem Cell有一篇文章的觀點認為：MSCs在低水平炎症(輕度炎症)的環境裏，會促進T細胞的激活，從而會加重炎症;但是MSCs在高水平炎症(重度炎症)的環境裏，才能發揮誘導Treg細胞的增殖來消除炎症。這篇文章和另一篇文章提出這樣的假設：雖然MSCs在強炎症的情況下具有免疫抑製作用，但弱炎症則導致MSCs增強免疫反應。

翻譯為通俗話，就是說，在輕度炎症的環境裏，MSCs嫌棄炎症不夠嚴重，要先變身為促炎細胞，讓輕度炎症進展為重度炎症。然後，MSCs才能發揮抗炎的作用，消除炎症。這個觀點好魔幻!!那到底對不對呢?接著看下文。

很簡單的實驗可以反駁這個理論，就是建立輕症肝損傷的老鼠模型，然後給與MSCs治療;如果MSCs治療後，這些輕症肝損傷老鼠進展為重症肝損傷(重症肝炎)，那麼這個理論就成立;如果MSCs治療後，輕症肝損傷老鼠的肝功能好轉，那麼這個理論就不成立。

各位愛動手的同學，可以試試，這是親手做實驗挑戰大咖理論的大好機會。需要注意的一點，就是需要明確所用的治療MSCs細胞，確實不是純度和細胞質量很差的MSCs

MSCs的組織差異性

有研究提示：臍帶和羊膜來源的MSCs的免疫調節能力明顯優於骨髓和臍血來源。脂肪來源MSCs的免疫調節能力也明顯優於骨髓。然而，最近的一項研究表明，脂肪來源的MSCs比來自相同供體的骨髓的免疫抑製能力略高，但是沒有統計學差異。這一結果與小鼠實驗一致，即來源於同一個小鼠的脂肪來源和骨髓來源的MSCs在抑製T細胞增殖的免疫抑製能力上沒有差異。但是，MSCs的免疫調節和增殖潛力之間沒有明顯的關係。因此，不同組織來源MSCs的免疫調控能力到底哪個強，尚無明確定論。

-07-文末小結

總之，我們首先需要明確影響MSCs免疫調節能力的各種因素，然後針對性篩選出免疫調節能力較強的MSCs亞群，或者輸注前先用相關因子預處理強化其免疫調節能力，最後用於適合免疫調節的適應症(如GVHD，係統性紅斑狼瘡，類風濕關節炎等)。

麵對眾說紛紜的實驗結果和專家觀點，您如何認為呢?筆者認為，如果細胞實驗和動物實驗得到的理論，不能解釋臨床的現象(結果)，那麼需要思考的應該是當前細胞和動物實驗得到的理論。