撰文：中山大學 淺藍
本文稽核專家：江蘇大學附屬醫院 李晶教授
引言
近年來，間充質幹細胞被廣泛應用于不同人群中，在大量的臨床資料中，我們能夠看到間充質幹細胞療法的效果存在顯著的個體差異，這除了跟患者的健康狀況和疾病狀态有關以外，更可能會受到間充質幹細胞的給藥途徑、劑量、制備方法、細胞品質等等因素的影響。本文通過剖析10篇文獻，從治療方案、間充質幹細胞的制備以及間充質幹細胞的品質三個次元，帶大家了解為何不同的人用間充質幹細胞後效果不太一樣。
間充質幹細胞（MSCs），憑借其自我更新能力及多向分化潛能，已成為再生醫學領域内炙手可熱的研究焦點。這些幹細胞不僅能夠轉化為多樣化的細胞類型，還展現出強大的免疫調節特性[1]，為治療一系列疾病開辟了新途徑，提供了新的臨床治療選擇方案。
圖檔來自參考文獻1）
MSCs因其低免疫原性和強大的免疫調節能力，能夠在很大程度上跨越主要組織相容性障礙的局限，實作相對無礙的移植過程[2]，是以被廣泛應用到不同人群的治療研究中。
然而，在臨床實踐中，針對各類疾病實施的幹細胞療法，其療效在患者間展現出顯著的差異性，這除了跟患者的健康狀況和疾病狀态有關以外，還可能會受到MSCs的給藥途徑、劑量、制備方法、細胞品質等等因素的影響。本文通過剖析文獻，從治療方案、間充質幹細胞的制備以及間充質幹細胞的品質三個次元，帶大家了解為何不同的人用間充質幹細胞後效果不太一樣。
治療方案的影響：
适應症、給藥途徑、劑量等都會導緻效果的差異
在臨床中，不同的治療方案，如适應症的不同、藥物選擇、治療頻率、療程長短等，都可能産生不同的結果。同樣，幹細胞治療的結果也會與幹細胞的給藥方式、給藥劑量以及針對的适應症等因素息息相關。
根據文獻統計[9]，幹細胞給藥方式可大緻分為三類：
常見的三類幹細胞給藥方式
第一類是全身給藥——靜脈或者動脈給藥，比較多應用于治療神經衰弱，阿爾茲海默病，系統性紅斑狼瘡等全身系統性疾病中；
第二類是應用的較為廣泛的局部區域遞送給藥——皮下注射，肌肉注射以及鞘内注射等等，常見于骨科、婦産科、胃腸系統等相關疾病；
第三類是将幹細胞附着在生物材料上，利用生物支架/生物工程建構體進行給藥，常常見于再生醫學領域中。
幹細胞的不同給藥方式，如靜脈注射、局部注射（如關節内注射、脊髓鞘内注射等），會因其進入體内的路徑和分布不同，導緻治療效果産生顯著差異。
有研究表示[3]，針對MSCs的旁分泌作用——分泌包括細胞外囊泡和細胞因子以及免疫應答修飾等等，與全身用藥比較而言， MSCs以靶向局部注射的給藥方式注射到機體病竈區可以有效的增加MSCs的旁分泌活性，使其分泌保護性旁分泌因子，進而延長/增強幹細胞療法的治療潛力。
此外，注射部位的選擇、注射器的特征（如尺寸和形狀）、載體材料和緩沖液的配方等因素可能對細胞給藥效果産生影響。
由此可見，根據不同的适應症來選擇适合的給藥方式，能更精準地引導幹細胞到達病竈，進而提高療效。
除了給藥途徑，幹細胞的注射劑量也對療效産生影響。在臨床實踐中，細胞劑量與疾病的程度、疾病的類型以及給藥方式等等因素有關。
目前而言，MSC 在治療應用中的最佳劑量并不統一，并且取決于治療類型，但更多研究通常會使用每公斤體重 1.0–2.0 × 10 6 MSC做為其理想劑量，Chiho等人統計目前最新的47項MSCs的臨床研究，仍以每公斤體重 1.0–2.0 × 10 6 MSC為主[4]，具體内容可見下圖。
（圖檔來自參考文獻3）
從臨床試驗中可以看出，關于不同劑量的間充質幹細胞的臨床效果目前仍然是臨床研究的重點探讨方向。
間充質幹細胞制備的影響：
生産環境不同，結果也會有差異
除了給藥途徑和給藥劑量的不同會影響到幹細胞療法的療效之外，MSCs不同的制備方法也很有可能會影響到治療的效果。根據文獻[4]，全球有一些間充質幹細胞臨床試驗已經完成，還有許多正在進行中，臨床試驗證明了這種方法的可行性和安全性。然而，這些試驗中間充質幹細胞的分離和擴增方案差異很大，這可能會影響治療的效果。
例如培養幹細胞的燒瓶、培養基、擴增劑，幹細胞的接種密度、傳代以及儲存條件等等方面都是不盡相同的。以接種密度為例，細胞接種密度是影響MSC 産量效率的一大重要因素，因為這會影響 MSC 的粘附、其他細胞類型的污染以及貼壁MSC的後續生長速度。這些因素也影響到最終間充幹細胞制劑的品質，并影響到最終的使用效果。
（圖檔來自參考文獻4）
在未來，幹細胞療法可能會成為醫學領域的主流，但目前隻有一些中心能夠生産和供應符合臨床級要求的幹細胞制劑。
還有文獻強調[5]，在GMP 條件下生産出的幹細胞産品并進行有效監管，可以有效提高幹細胞療法的治療效率。
下圖總結了GMP工藝下MSC 制造的主要步驟。
圖檔來自文獻5
間充質幹細胞品質的影響：
年齡、來源以及異質性等
除了上述的兩大因素外，近期，釋出在“Cells”上面的一篇“Universal or Personalized Mesenchymal Stem Cell Therapies: Impact of Age, Sex, and Biological Source”新綜述還闡述了間充質幹細胞的品質——包括間充質幹細胞供者的年齡、來源、不同性别間充質幹細胞的差異，也可以對幹細胞療法療效産生影響[6]。
（圖檔來自參考文獻6）
（1）年齡不同，間充質幹細胞的功能會有差異
對于幹細胞療法的療效而言，毋庸置疑，個體年齡是影響MSCs功能的最重要因素之一。研究表明，如下圖所示，随着年齡的增加，MSCs的增殖和分化能力顯著下降。這一現象不僅在體外培養的MSCs中得到了驗證，而且在動物實驗和臨床研究中也得到了證明[7]。
（圖檔來自參考文獻7）
從以上的研究結果我們不難看出老年人的MSCs表現出增殖能力下降、分化潛力減弱以及形态學上的變化。例如，老年MSCs在體外培養時更容易出現細胞老化現象，表現為細胞體積增大、形态改變以及β-半乳糖苷酶活性增加等。此外，老年MSCs在抗氧化應激方面的能力也顯著降低，導緻細胞更容易受到損傷并加速老化。
（2）性别不同，間充質幹細胞的功能也有差異
除了年齡之外，性别也是影響MSCs功能的另一大重要因素。研究表明，男性和女性在免疫反應和MSCs的生物學特性方面存在顯著差異。Stefano等人研究發現，捐贈者的性别對MSCs的增殖和分化能力也有影響[8]，主要實驗結果見下圖。
（圖檔來自參考文獻8）
由以上實驗結果我們可以看出來自男性的成骨細胞中Rankl和Opg基因的表達較高，這增加了MSCs分化為成骨細胞的能力。此外，女性中，脂肪來源的MSCs産生的IL-6數量更多，這表明不同性别的MSCs在細胞因子分泌方面也存在差異。
（3）細胞來源不同，間充質幹細胞的效果也不同
除了年齡、性别這兩大因素之外，MSCs的來源也可以影響到其治療療效。MSCs可以從多種組織來源中擷取，包括骨髓、脂肪組織和臍帶/胎盤等，而不同來源的MSCs在生物學特性和治療效果方面可能存在差異，是以，針對不同的适應症選擇合适的組織來源的間充質幹細胞對最終的臨床結果至關重要。
骨髓來源間充質幹細胞
骨髓來源的MSCs是最早被發現并廣泛研究的一種MSCs。這些細胞具有較強的成骨和成軟骨分化能力，适用于治療骨關節炎等疾病。然而，擷取BM-MSCs需要進行侵入性手術，對患者造成一定的痛苦。
脂肪來源間充質幹細胞
來自脂肪組織（ASCs）的間充質幹細胞是從涉及到吸脂或脂肪切除術的醫療幹預措施後獲得的組織樣本中分離出來的。患者通過抽吸或切除位于腹部、肱部、股骨或臀部區域的脂肪組織或皮下脂肪組織的方法擷取脂肪組織，之後再用膠原酶消化脂肪組織，然後通過特異性紅細胞裂解去除紅細胞，最後進行細胞過濾等操作獲得。
脂肪幹細胞分泌促進血管化的血管内皮生長因子(VEGF)、肝細胞生長因子(HGF)、成纖維細胞生長因子(FGF2)、轉化生長因子(TGFβ)等, 促進血管新生和創傷愈合，在組織創傷修複與再生中發揮重要作用；在脂肪移植、皮瓣移植、傷口愈合、瘢痕修複、毛發再生及抗衰老等整形修複領域中被廣泛應用研究。
臍帶/胎盤來源間充質幹細胞
臍帶來源的MSCs不受供體年齡和健康狀況的限制，且具有較強的分化能力和免疫調節功能。臍帶來源的間充質幹細胞除了具有較為常見的造血支援功能外，還具有成骨、脂肪形成、神經、軟骨和心肌分化作用。
研究發現，臍帶來源間充質幹細胞的成脂能力強于其他來源間充質幹細胞。是以，在脂肪填充、脫發、肝衰竭等需要脂肪細胞的疾病領域更具有優勢。研究還發現，使用臍帶幹細胞還可以對缺血性肢體疾病和血管閉塞疾病進行動脈重建[10]。
與其他組織的細胞相比，胎盤組織的細胞表現出更大的世代倍增時間、增殖潛力、分化能力和表型穩定性。研究發現，胎盤間充質幹細胞具有良好的成骨能力，有望作為骨組織工程的種子細胞，用于先天性骨缺損、骨惡性良性腫瘤、創傷等領域。
截止到2024年4月，在美國臨床試驗中心ClinicalTrials.gov上注冊的關于胎盤和臍帶間充質幹細胞的臨床試驗數量已經高達數百項，涉及的适應症包括特發性肺纖維化、佩羅尼病、糖尿病足潰瘍、Ⅱ型糖尿病、再生障礙性貧血、強制性脊柱炎、骨髓增生異常綜合征、胎兒脊髓脊膜膨出、陽痿、骨關節炎、COVID-19肺炎、移植物抗宿主病、膝關節骨關節炎等。
小結
由此可知，間充質幹細胞療法在實際應用中，其效果展現出了明顯的個體差異。這種差異不僅與患者自身的健康狀況以及所患疾病的狀态緊密相關，還與細胞的給藥途徑、劑量、細胞的來源、細胞的功能、細胞的制備工藝是否達到要求、最終細胞制劑的品質是否達到要求等因素有關，每一環節的細微變化，都可能帶來截然不同的結果。是以，在臨床實踐中，我們需以更加審慎的态度，精準把握每一個變量，制定适合患者的個性化療法。
目前，間充質幹細胞已經被應用到大量的疾病治療研究中，未來，随着技術的不斷進步和臨床經驗的積累，間充質幹細胞有望成為更多頑疾的克星，為人類健康事業貢獻更大的力量。
參考文獻：
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