【中图分类号】R692.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2017）10-0011-03
前言
肾衰竭是一个全球性的健康问题，8%～16%的成年人患有慢性肾脏病（CKD），且多数急性肾损伤易进展为慢性肾功能衰竭。全球慢性肾功能衰竭患者，多数依靠终身透析维持生命，透析可替代肾脏的滤过功能，但肾脏的许多其他功能，如EPO的产生、维生素D的活化，却无法通过透析来替代。目前的治疗手段不能修复损伤的肾脏组织，无法恢复原有的肾脏功能，是目前慢性肾脏病高死亡率的一个重要原因。细胞治疗的目标是修复已损伤的肾脏组织，恢复原有肾脏功能，为肾功能衰竭带来了新的治疗方法。近年来，组织工程（TE）和再生医学（RM）的发展使肾功能衰竭的细胞治疗成为可能。
1.细胞来源
1.1 肾干细胞或肾祖细胞
目前许多研究已经证实祖细胞存在于肾小球、近曲小管和肾乳头。从离体肾分离的人肾细胞通过体外培养，经数代传递仍可保持原有细胞的表型[1]。这一结果支持从肾小管结构中分离已分化的上皮细胞体外培养，经去分化、再分化可保持其原有的功能。最近的证据表明，肾单位包含具有增殖能力的罕见的细胞群体，它们可表达一些干细胞标记物如CD24、CD133、CD106、vimentin和Pax-2，具有克隆性的自我更新和分化成特定的肾细胞谱系的能力[2，3]，这为肾组织的再生性修复提供了细胞来源。
1.2 多能干细胞
（1）胚胎干细胞
胚胎干细胞（ES）用于细胞治疗的研究很多。ES细胞具有自我更新和多向分化的潜能，这使ES细胞成为TE和RM的一个重要细胞来源。ES细胞用于肾分化的研究已有[4，5]报道。steenhard等人发现使用一个多功能的体外培养体系将ES细胞整合到胚胎后肾组织中可产生肾样器官[6]。ES细胞的这种创造新的肾脏组织的能力强烈支持其治疗肾功能衰竭的可行性；但ES细胞的研究目前仍存在一些亟待解决的问题如不受控制的体外细胞增殖形成畸胎瘤、伦理学问题及法律学问题等。
（2）人工诱导多能干细胞
另一种具有多向分化潜能的细胞为人工诱导多能干细胞（iPS），它第一次是由Tamanaka和Yamanaka引入四个基因（Oct3 / 4、Sox2、c-myc、Klf4）至人类成纤维细胞而产生的[7]。近年iPS细胞治疗慢性肾脏病的研究主要以从尿液中分离的肾小球系膜细胞和上皮细胞为细胞来源[8]。此外，肾组织其他细胞如近端肾小管细胞（PTCs）和足细胞也可诱导产生iPS细胞[9]。与胚胎干细胞相比，iPS细胞具有来源广泛、免疫排斥反应少、涉及伦理问题少等优势。
1.3 胎儿干细胞或成体干细胞
胎儿、新生儿和成人体内存在具有自我更新和多向分化的能力的干细胞或祖细胞已被认可。其中，羊水干细胞(AFSCs)是目前RM最看好的细胞来源。AFSCs较ES和iPS细胞易获得且体外培养形成畸胎瘤的风险小[10]。Perin等人从12～18周孕妇的羊水中获取人羊水干细胞（hAFSCs），经体外培养增殖，并整合到胚胎肾，促进胚胎肾发育，这一研究表明hAFSCs有望成为肾再生的细胞来源[11]。
与来自胎儿的hAFSCs相比，成体干细胞的研究对于肾脏再生来说更为现实。成体干细胞中最被RM看好的是MSC，究其原因有（1）它通过骨髓提取和脂肪抽吸很容易分离，且对供体损伤极小；（2）MSC具有多向分化潜能和迁移能力可修复受损的器官并促进其功能的恢复；（3）涉及的伦理学问题较少。
2.细胞治疗机制
细胞治疗肾功能衰竭的想法源于对受损的肾脏自然再生修复能力的发现[12]。cuppage和Tate用氯化汞饲养大鼠制造急性肾损伤（AKI）模型，评估组织恢复与功能恢复之间的关联性。他们的研究表明，基底膜上的鳞状细胞可以再生修复AKI肾小管的上皮细胞；由此推测，基底膜可能是细胞再生的起源点和肾脏再生的关键部位[13]。另外，这些研究者发现促使肾脏再生的微环境中存在蛋白质合成的上调，因此，再生细胞迁移至损伤部位在合适的微环境的下有效生长修复损伤肾脏是肾功能衰竭肾功能恢复的主要机制。
研究进展
大多数肾功能衰竭的临床前研究是通过啮齿类动物的急性肾损伤模型完成的。骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）作为再生细胞已广泛用于各种临床前研究[14，15]。早期的一些MSCs研究表明，MSCs注射至损伤的肾脏，可转分化成肾组织细胞，如小管细胞、足细胞、系膜细胞、小球细胞[16，17，18，19]，可显著恢复肾脏功能。虽然，近期的临床前研究提示骨髓间充质干细胞在促进肾组织再生上有积极的作用，但其负面影响不容忽视，近年来研究发现，骨髓间充质干细胞在促进肾组织再生的同时，可促进间质纤维化。因此，骨髓间充质干细胞用于临床治疗前仍需大量实验评估其安全性。
如前所述，使用肾祖细胞治疗肾脏病是目前较有前景的研究。Bussolati等[20]报道可从正常人体肾脏分离出CD133+的细胞，经体外培养扩增，将这些细胞注入至丙三醇处理的免疫缺陷小鼠体内，可见CD133+细胞迁移至受损的肾脏并整合至肾小管；这项研究表明成人肾组织中的CD133+细胞作为肾祖细胞在肾组织修复过程中发挥重要的作用。Angelotti等[21]注射CD24+CD133+CD106+细胞至Rhabdomyolysis所致的急性肾损伤大鼠模型中发现，CD24+CD133+CD106+的细胞阻止小管细胞的凋亡并分泌再生因子促进损伤组织的修复。这些研究表明肾组织来源的肾祖细胞有迁移并修复损伤肾脏的结构和功能的能力。
目前，已经进行了一些临床试验，用以评估细胞移植治疗肾脏病的安全性和有效性[23]。由于MSC的低免疫反应和高度再生能力，多数实验用MSC作为细胞资源。Reinders 等人[24]在肾移植患者体内进行了自体骨髓间充质干细胞安全性和可行性研究。这项试验表明，自体细胞移植可减少移植肾的间质纤维化和肾小管萎缩，并得出结论，自体骨髓间充质干细胞移植在肾移植受者临床治疗上是安全可行的。除MSC移植治疗肾移植患者急性免疫排斥反应的临床研究之外，目前越来越多的研究致力于运用细胞治疗恢复AKI及CKD患者的肾功能上。根据最近的临床报告[22]，一些研究者将开始运用自体MSCs及其他类型细胞治疗急性肾功能衰竭的二期临床试验。
结论和展望
近年来细胞治疗AKI与CKD的临床前研究提示肾功能衰竭患者肾功能恢复的可能性。自体骨髓间充质干细胞的临床试验已经证实运用细胞治疗的方法改善肾功能的可行性。但目前细胞治疗肾功能衰竭的研究仍面临着各种各样的问题：（1）急需更能模拟临床病变的动物模型；（2）肾脏组织再生过程中复杂免疫机制的研究；（3）肾功能改善的复杂机制的研究；（4）评估细胞治疗AKI与CKD安全性及有效性的临床试验的顺利进行。
当AKI与CKD进展至终末期肾脏疾病（ESRD）时，目前唯一确定的治疗方法是肾移植。由于肾源的缺乏及肾移植术后并发症的发生，肾移植仍然面临巨大的挑战，因此，器官工程的发展将越来越受重视。在中国的干细胞研究中，人脐血干细胞的研究最为深入，并已经建立了人脐血干细胞库，已应用于临床并成功治疗了血液系统的疾病，因此，不久的将来，细胞治疗将为AKI及CKD患者提供一条新的康复道路。
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论文作者:齐晓瑞,卢珊,窦艳娜,张晓雪,赵占正（通讯作者）
论文发表刊物:《医药前沿》2017年4月第10期
论文发表时间:2017/4/26
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