引用本文： 曲元旭, 丁乙軒, 鄭智, 盧炯地, 李非. 間充質干細胞對急性胰腺炎緩解作用的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2021, 28(10): 1365-1371. doi: 10.7507/1007-9424.202011100 復制
間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是一種存在于骨髓、脂肪組織、臍帶組織及胎膜組織中的多能干細胞，具有多向分化潛能[1]。由于 MSCs 的抗炎作用和免疫調節作用，目前 MSCs 已被研究應用于再生醫學[2]。此外，由于 MSCs 表面不表達主要組織相容性復合物（major histocompatibility complex，MHC ）Ⅱ類抗原，因此即使在同種異體移植后也不會發生排斥反應[3]。在動物模型[4-6]和臨床試驗[7]中，許多研究都表明了 MSCs 對消化系統疾病具有緩解作用。急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）作為一種常見的消化系統急重癥，發病率逐年升高，目前已達到 34/10 000，病死率為 20%～40%[8]。在動物模型中應用 MSCs 治療 AP 的研究較多[9]。筆者現總結 MSCs 對 AP 的緩解作用及其潛在的作用機制。
1 MSCs
MSCs 是一種具有多向分化潛能的非造血干細胞，可以在體外或體內分化為脂肪、骨骼、軟骨、肌肉、肝臟、心肌等[1]。MSCs 來源包括骨髓來源、人臍帶來源、脂肪來源、人胎盤來源等。MSCs 具有抗炎特性[6]和免疫調節特性[10-11]，并且 MSCs 的表面僅表達MHCⅠ類抗原而不表達 MHC Ⅱ類抗原，因此 MSCs 具有較低的免疫原性[3]，不易發生排斥反應。長期以來，干細胞療法一直被認為是治療許多難治性疾病的一種有前途的策略。MSCs 通過降低促炎細胞因子的水平并抑制免疫球蛋白和活化免疫細胞的產生來發揮其免疫抑制作用；此外 MSCs 分泌抗炎細胞因子，抑制炎前細胞因子并調節免疫細胞的活化，通過免疫調節減少急性炎癥反應的發生[12]。MSCs 還可以減少局部缺氧和氧化應激。有研究[13]表明，當機體受到嚴重損傷時，骨髓來源的 MSCs 會遷移到傷口處并促進受傷的組織重建，目前 MSCs 已用于治療傷口組織損傷和急性炎癥。
骨髓來源間充質干細胞（BMSCs）最初于 1968 年在豚鼠骨髓和脾細胞中被發現和分離[14]，并于 2009 年首次應用于 AP 動物模型的研究。許多研究[15-25]表明，MSCs 具有緩解胰腺炎的作用，表現為下調炎性因子、減輕氧化應激、調節 T 細胞的分化以及降低胰腺的組織學評分；少數研究[26-27]還檢測了反映血管通透性的指標—水通道蛋白-1（AQP-1）和水通道蛋白-5（AQP-5）的水平，這些指標反映了 AP 發生時 MSCs 對胰腺外器官（肺、腎和小腸）的損傷程度。AP 動物模型中關于 MSCs 的研究[15-37]見表 1。
表1
AP 動物模型中關于 MSCs 的研究
2 AP 的病理生理改變
AP 是一種由多病因導致的胰腺局部出現的炎癥反應，有些病情較重的患者會出現全身炎癥反應綜合征，嚴重者可伴有器官功能障礙[38]。AP 發病的病理生理改變主要包括以下 3 個方面。
2.1 白細胞趨化、細胞因子的釋放以及氧化應激
在胰腺炎的早期階段，胰腺組織內存在巨噬細胞和多形核白細胞浸潤[39]。腺泡細胞釋放的炎性因子募集并激活循環白細胞，白細胞過度激活導致大量促炎細胞因子和反應性氧代謝產物釋放入血，從而引起呼吸爆發、產生大量的氧自由基，且釋放量超出了內源性抗氧化系統的清除能力，這些物質還可作用于胰腺微循環，增強血管通透性，進而誘使高凝狀態下微血栓形成并引起出血，加重胰腺壞死。
2.2 胰腺的微循環障礙
胰腺微循環障礙是使 AP 轉變為重癥急性胰腺炎（SAP）的重要因素。局部液體聚集導致的循環血容量不足、毛細血管通透性增強、血管痙攣、微血栓形成等都是導致胰腺微循環障礙的原因。胰腺微循環障礙導致了胰腺缺血；另外，毛細血管內皮損傷還可能誘導氧自由基產生，進一步加重了胰腺局部的炎癥反應和多器官功能障礙。
2.3 細菌移位誘發感染
循環血容量不足和炎癥介質可共同誘發腸黏膜缺血缺氧，導致腸黏膜屏障受損、胃腸道動力障礙、細菌過度生長；此外，腸黏膜缺血再灌注損傷使其通透性增強、胃腸道屏障受損、細菌移位，引起局部和全身性感染[40]。細菌移位可能導致已經激活的巨噬細胞產生過量的炎性因子，導致炎癥反應的進一步加重。
3 MSCs 對 AP 的治療作用及機制
3.1 抗炎作用和抗氧化應激作用
MSCs 通過發揮抗炎作用以及抗氧化應激作用緩解 AP。Jung 等[28]于 2009 年首次使用人骨髓源性克隆MSCs（human bone marrow-derived clonal MSCs ，hcMSCs）來治療 AP 模型大鼠，通過 3 次腹膜內注射雨蛙素（100 μg/kg），于最后一次注射后 2 h 時建立了輕癥 AP 模型，并采用 3% 牛磺膽酸鈉溶液胰腺實質內注射 2 h 后誘導 SAP 模型，研究結果發現，在 AP 模型大鼠中 hcMSCs 減輕了炎癥反應和胰腺組織損傷，并且降低了促炎細胞因子水平。許多研究[15-16, 18-21, 23, 25-26, 30, 33-34]表明，MSCs 可以抑制炎性因子和促炎因子的釋放，降低血清和胰腺中轉化生長因子（TGF）-β4 和 β1 的水平，并降低血清中 腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素（IL）-1β、IL-6、IL-12、IL-17、IL-23 和干擾素-γ（IFN-γ）的水平。MSCs 還可上調抗炎細胞因子的水平，例如 IL-4 和 IL-10，在 AP 中起抗炎作用[16, 21, 33]。Jung 等[17]和 Ma 等[41]發現，BMSCs 可以降低 AP 模型大鼠中丙二醛和活性氧的水平，提高總谷胱甘肽（T-GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）的水平，通過抗氧化應激起到緩解胰腺炎的作用。He 等[32]發現，人骨髓MSCs（hMSCs）可通過分泌 TNF-α 刺激基因/白6（TSG-6）來改善 AP，該結果表明，SAP 時氧化應激增加，核苷酸結合寡聚化結構域樣受體家族 pyrin 結構域蛋白 3（NLRP3）炎癥小體激活和核因子 κB（NF-κB）信號轉導通路激活；在給予 hMSCs 或 TSG-6 后，SAP 基本上被抑制，這依賴于腺泡細胞中 CD-44 受體的存在。
3.2 免疫調節作用
機體的免疫系統是一個復雜的網絡調控體系，包括固有免疫和適應性免疫，其中 B 淋巴細胞和 T 淋巴細胞的分化、聚集以及細胞因子釋放在免疫反應中起到至關重要的作用。調節性 T 細胞（Treg）具有免疫抑制效應，在免疫病理、移植物耐受、抑制自身免疫反應和維持機體免疫平衡中都起著重要作用。MSCs 對于 AP 中 Treg 的調節可以減輕炎癥反應。Jung 等[28]的研究發現，hcMSCs 在大鼠淋巴細胞中抑制了混合淋巴細胞反應并上調了 Treg 標志物 Foxp3 的表達；在大鼠 輕癥 AP 或 SAP 模型中減少了胰腺組織中 CD3+ T 細胞的數量，上調了 Foxp3 的表達，通過調節免疫穩態，抑制過度炎癥反應，對 AP 起到了緩解作用。Kim 等[21]的研究也發現，cAT-MSCs 可以降低 CD3+ T 細胞數量，提高 Foxp3+ Treg 的數量，起到緩解胰腺炎的作用。MSCs 是一種治療 AP 的可能策略。
3.3 抗凋亡作用和抗自噬作用
有研究[15]表明，MSCs 在 AP 動物模型中可通過抗凋亡作用減輕胰腺炎。Ma 等[24]的研究發現，BMSCs 能明顯減輕受損胰腺的炎癥反應和氧化應激反應，減少細胞凋亡，其機制可能是靶向作用于血紅加氧素酶-1（HO-1）。Li 等[33]的研究表明，hAT-MSCs 分泌的 TSG-6 顯著抑制內質網應激誘導的細胞凋亡和 NF-κB 活性，從而保護了 SAP 模型小鼠的腺泡細胞。Li 等[34]的研究發現，BMSCs 通過分泌 miR-181a-5p 靶向調節磷脂酶和張力蛋白同源物（PTEN）/AKT/TGF-β1 信號通路，減少炎癥反應和細胞凋亡，減輕 SAP，結果提示，BMSCs-miR-181a-5p 有可能作為 SAP 的潛在治療靶點。Song 等[42]發現，BMSCs 可通過抑制自噬減輕大鼠 SAP 引起的多器官損傷；在其隨后的研究[37]中發現，長鏈非編碼RNA（LncRNA）H19 通過 miR-138-5p/蛋白酪氨酸激酶 2（PTK2）/局部黏著斑激酶（FAK）通路和 miR-141-3p/β-catenin 途徑有效地提高了 BMSCs 對 SAP 的治療效果，LncRNA H19 過表達的 MSCs 可以發揮競爭內源 RNA 的作用，下調 miR-138-5p 的表達，并可上調 PTK2（編碼 FAK）的表達，顯著地增強 MSCs 的抗炎能力，通過促進 FAK 相關途徑來抑制自噬。MSCs 的抗凋亡和抗自噬作用均可減輕 AP 的嚴重程度。
3.4 降低血管通透性
AP 發生時，大量液體聚集，血管通透性增加，可能誘發急性肺損傷、急性腎損傷及胃腸道屏障功能受損，導致細菌移位，引起局部和全身性感染。Wu 等[26]和 Lu 等[27]研究發現，MSCs 可以上調 AQP-1或 AQP-5 的水平，降低血管通透性，從而減輕了 AP。
3.5 促進血管再生作用
Qian 等[16, 22, 29]、Song 等[36, 42-43]、Ma 等[24, 41]、Liu 等[44]、Gong 等[31]于 2015–2020 年期間的研究表明，BMSCs 培養上清液（BMSC-CM）除了發揮抗炎作用外（TNF-α↓、IL-1β↓、IL-6↓、IL-4↑、IL-10↑、TGF-β↑），還能促進血管生成和組織修復（VEGF↑、血管生成素↑、HGF↑、TGF-β↑、CD31↑）。Qian 等[16]發現，BMSCs 通過分泌細胞生長因子參與基質細胞衍生因子-1α（SDF-1α）/趨化因子受體 4（CXCR4）軸修復胰腺壞死組織并促進血管生成，尤其是在 SDF-1α 刺激后；在體內，BMSCs 的遷移受 SDF-1α/CXCR4 軸的調控，SDF-1α/CXCR4 軸對 BMSCs 的遷移有調節作用。移植的 BMSCs 可明顯減輕 SAP，減輕全身炎癥反應，促進組織修復和血管生成，表明 BMSCs 改善了 AP。Ma 等[24]通過向大鼠腹腔注射的 HO-1 活性抑制劑鋅原卟啉（ZnPP）可部分中和 BMSCs 的保護作用，該研究發現，BMSCs 對 SAP 的減輕機制可能是通過誘導 HO-1 表達進而發揮抗炎和抗氧化作用、減少細胞凋亡、促進血管生成來實現的。Qian 等[29]發現，miR-9 修飾的 BMSCs 通過分泌 miR-9 促進血管生成來修復大鼠 SAP 造成的損傷。Yang 等[45]發現，ANG-Ⅱ預處理 huc-MSCs 后，可以通過促進血管生成和改善內皮細胞功能障礙來改善基于 MSCs 的 SAP 治療結果，這是一種 VEGF 受體 2 依賴的方式。血管生成素-1在調節內皮細胞存活、血管穩定和血管生成中起重要作用。Hua 等[46]發現，轉染血管生成素-1 的 MSCs 不僅能進一步減輕胰腺損傷和降低血清促炎細胞因子水平，而且能促進胰腺血管生成，提示 MSCs 和血管生成素-1 在 SAP 的治療中具有協同作用。血管生成素-1 基因修飾的 BMSCs 有望成為治療 SAP 的一種新的治療策略。
MSCs 在 AP 中促進血管再生和改善內皮功能的作用可以幫助修復胰腺組織，減少胰腺組織出血壞死，緩解胰腺組織的微循環障礙，減少因血管內皮障礙而產生的氧自由基對胰腺組織的進一步損傷，同 MSCs 的抗炎抗氧化、調節免疫、抗凋亡和自噬及降低血管通透性的作用互相協同，緩解 AP 的嚴重程度，并通過抑制 AP 的瀑布效應減緩疾病的進展。
4 MSCs 在 AP 治療中的應用前景
MSCs 移植目前被認為相對安全，但其長期安全性尚不清楚[47]。MSCs 移植在許多疾病中都有應用，在同種異體或自體治療方法方面，MSCs 移植仍存爭議，主要體現在以下兩個方面。
4.1 MSCs 來源的選擇
Rozier 等[48]質疑 MSCs 來源的選擇，他認為關于將自體 MSCs 用于臨床，可能需要對其功能特性進行進一步研究。Ahmed 等[9]在 2018 年的一篇系統綜述中檢索了 276 項研究，只有 18 項達到了納入標準，故該研究者提出：現有數據不足以確定 MSCs 是胰腺炎治療的最佳來源。有學者[49]認為，在 MSCs 移植成為常規治療方法之前，需要進行大規模的對照和雙盲臨床試驗來評估 MSCs 的安全性，并且在進行大規模臨床試驗之前必須建立客觀標準化的評估標準，以評估 MSCs 移植治療程序的安全性和有效性。
4.2 MSCs 輸送途徑的選擇
Goodman 等[49]認為，MSCs 的輸送途徑和劑量應是目前 MSCs 移植用于胰腺炎治療研究的重點。眾所周知，靜脈內輸注是 MSCs 最常見的輸送途徑，但 MSCs 會在肺內聚集[50]。Braid 等[51]進行了一項實驗，探索了健康無胸腺小鼠中 MSCs 的分布和存活情況以及可能的替代輸送途徑，包括靜脈內、腹膜內、皮下和肌內，結果表明，肌內途徑可以延長臍帶和成人骨髓來源的 MSCs 的存活時間。Parekkadan 等[12]認為，MSCs 移植提供的治療作用是短暫的，并且受到 MSCs 和宿主細胞之間相互的旁分泌作用的影響。此外有學者[52]提出，旁分泌因子的應用比直接靜脈內注射 MSCs 更安全、更實用。Yin 等[19]研究了 BMSC-MV 輸注對 AP 大鼠模型的作用，發現 BMSC-MV 降低了 AP 炎性因子的水平。微囊泡（或外泌體）作為細胞向外發送的信使或許可以一定程度介導細胞的功能，并且因為其直徑較小（30～150 nm），故不易發生肺栓塞。雖然有研究[53-54]表明，MSCs 來源的外泌體可以攜帶 MSCs 中的信號分子（miRNA、蛋白質等），在許多疾病中起到減輕炎癥反應、修復組織損傷及促進再生的作用，但其在 AP 中的研究仍較少。
近年來 MSCs 的治療作用得到了廣泛的重視，MSCs 具有抗炎特性、調節免疫特性，發揮抗凋亡、抗自噬及促進血管再生的作用，在 AP 的動物模型中可以有效地緩解 AP 的嚴重程度，減緩疾病進展，但其來源的選擇和輸送途徑的選擇存在爭議，使得 MSCs 應用于人 AP 的治療受限。目前暫時未有人源性 MSCs 針對人 AP 進行治療輸注的臨床試驗。MSCs 在 AP 的治療中存在極大的潛力，為了盡早應用于臨床還需要對干細胞治療所產生的可能不良反應進行進一步研究，明確來源選擇和輸送途徑的選擇，從而保證 MSCs 移植的安全性。
5 展望
由于 AP 發病的始動因素不明，發生隱匿，且在臨床中患者來診之時往往錯過了對于 AP 發病初始因素進行控制的時期。因此對人 AP 發病的始動因素的控制較為困難，目前也依然是 AP 治療的難點，但這并不在本綜述討論范圍之內。
本綜述主要對 AP 發病后癥狀減輕以及避免其加重的研究進行綜述，其關注點在于 AP 發病以后炎癥風暴的控制以及 MSCs 的免疫調節功能，寄希望將 AP 中機體抗炎、抑炎這兩個互相轉化互相拮抗的病理生理過程進行調控，從而避免對機體造成更大的損傷，利用 MSCs 的抗氧化、抗凋亡、抗自噬、促血管再生等作用，減輕組織損傷，促進組織再生。從現有的研究看，MSCs 在 AP 動物模型中發揮減輕炎癥作用是明確的，但動物模型在模擬人的 AP 發病過程中確實存在病程較短的缺陷。目前從動物模型的造模到動物的處死大多在 24～48 h 內完成，最晚不超過 72 h。目前的研究也均在動物模型造模完成后數小時內輸注 MSCs，無法確切地模擬出人 AP 病程后期遠期并發癥產生的病理生理狀況，但在人 AP 發病的前期，炎癥風暴的形成加重了 AP 的病情，成為 AP 瀑布效應中的一環，在動物模型中能一定程度模擬 AP 時人體中炎性因子的動態變化。Norman[55]的研究表明，AP 進展的時程表明了以抗炎作用治療 AP 的治療窗口。大多數 AP 患者會在疼痛發作后 18 h 內出現炎性因子的升高，此后通常緊接著持續數天的促炎細胞因子產生（發病 36 h 出現 IL-6 的高峰，促炎細胞因子總的高峰在 24～36 h，發病 7 d 后 TNF 和 IL-1 仍處于較高水平）。盡管某些患者偶爾會出現遠處器官功能障礙，但絕大多數患者出現嚴重的胰腺炎全身表現是在發病后的 2～4 d，在此窗口期可以施用特定的炎性介質拮抗劑以減輕或阻止遠處器官功能障礙或衰竭的發生。因此動物模型中早期出現的炎性因子的升高較為貼近人 AP 的促炎細胞因子的改變。筆者認為，動物模型中 MSCs 對 AP 的緩解作用對在人 AP 中應用 MSCs 作為治療手段之一有一定的指導意義，但對于 AP 病程后期的病理生理改變以及遠期并發癥的預防或緩解作用目前仍不具有參考作用。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：曲元旭，文獻檢索和文稿撰寫；丁乙軒，提出修改意見；鄭智和盧炯地，文獻檢索；李非，指導論文寫作以及提出修改意見。
間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是一種存在于骨髓、脂肪組織、臍帶組織及胎膜組織中的多能干細胞，具有多向分化潛能[1]。由于 MSCs 的抗炎作用和免疫調節作用，目前 MSCs 已被研究應用于再生醫學[2]。此外，由于 MSCs 表面不表達主要組織相容性復合物（major histocompatibility complex，MHC ）Ⅱ類抗原，因此即使在同種異體移植后也不會發生排斥反應[3]。在動物模型[4-6]和臨床試驗[7]中，許多研究都表明了 MSCs 對消化系統疾病具有緩解作用。急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）作為一種常見的消化系統急重癥，發病率逐年升高，目前已達到 34/10 000，病死率為 20%～40%[8]。在動物模型中應用 MSCs 治療 AP 的研究較多[9]。筆者現總結 MSCs 對 AP 的緩解作用及其潛在的作用機制。
1 MSCs
MSCs 是一種具有多向分化潛能的非造血干細胞，可以在體外或體內分化為脂肪、骨骼、軟骨、肌肉、肝臟、心肌等[1]。MSCs 來源包括骨髓來源、人臍帶來源、脂肪來源、人胎盤來源等。MSCs 具有抗炎特性[6]和免疫調節特性[10-11]，并且 MSCs 的表面僅表達MHCⅠ類抗原而不表達 MHC Ⅱ類抗原，因此 MSCs 具有較低的免疫原性[3]，不易發生排斥反應。長期以來，干細胞療法一直被認為是治療許多難治性疾病的一種有前途的策略。MSCs 通過降低促炎細胞因子的水平并抑制免疫球蛋白和活化免疫細胞的產生來發揮其免疫抑制作用；此外 MSCs 分泌抗炎細胞因子，抑制炎前細胞因子并調節免疫細胞的活化，通過免疫調節減少急性炎癥反應的發生[12]。MSCs 還可以減少局部缺氧和氧化應激。有研究[13]表明，當機體受到嚴重損傷時，骨髓來源的 MSCs 會遷移到傷口處并促進受傷的組織重建，目前 MSCs 已用于治療傷口組織損傷和急性炎癥。
骨髓來源間充質干細胞（BMSCs）最初于 1968 年在豚鼠骨髓和脾細胞中被發現和分離[14]，并于 2009 年首次應用于 AP 動物模型的研究。許多研究[15-25]表明，MSCs 具有緩解胰腺炎的作用，表現為下調炎性因子、減輕氧化應激、調節 T 細胞的分化以及降低胰腺的組織學評分；少數研究[26-27]還檢測了反映血管通透性的指標—水通道蛋白-1（AQP-1）和水通道蛋白-5（AQP-5）的水平，這些指標反映了 AP 發生時 MSCs 對胰腺外器官（肺、腎和小腸）的損傷程度。AP 動物模型中關于 MSCs 的研究[15-37]見表 1。
表1
AP 動物模型中關于 MSCs 的研究
2 AP 的病理生理改變
AP 是一種由多病因導致的胰腺局部出現的炎癥反應，有些病情較重的患者會出現全身炎癥反應綜合征，嚴重者可伴有器官功能障礙[38]。AP 發病的病理生理改變主要包括以下 3 個方面。
2.1 白細胞趨化、細胞因子的釋放以及氧化應激
在胰腺炎的早期階段，胰腺組織內存在巨噬細胞和多形核白細胞浸潤[39]。腺泡細胞釋放的炎性因子募集并激活循環白細胞，白細胞過度激活導致大量促炎細胞因子和反應性氧代謝產物釋放入血，從而引起呼吸爆發、產生大量的氧自由基，且釋放量超出了內源性抗氧化系統的清除能力，這些物質還可作用于胰腺微循環，增強血管通透性，進而誘使高凝狀態下微血栓形成并引起出血，加重胰腺壞死。
2.2 胰腺的微循環障礙
胰腺微循環障礙是使 AP 轉變為重癥急性胰腺炎（SAP）的重要因素。局部液體聚集導致的循環血容量不足、毛細血管通透性增強、血管痙攣、微血栓形成等都是導致胰腺微循環障礙的原因。胰腺微循環障礙導致了胰腺缺血；另外，毛細血管內皮損傷還可能誘導氧自由基產生，進一步加重了胰腺局部的炎癥反應和多器官功能障礙。
2.3 細菌移位誘發感染
循環血容量不足和炎癥介質可共同誘發腸黏膜缺血缺氧，導致腸黏膜屏障受損、胃腸道動力障礙、細菌過度生長；此外，腸黏膜缺血再灌注損傷使其通透性增強、胃腸道屏障受損、細菌移位，引起局部和全身性感染[40]。細菌移位可能導致已經激活的巨噬細胞產生過量的炎性因子，導致炎癥反應的進一步加重。
3 MSCs 對 AP 的治療作用及機制
3.1 抗炎作用和抗氧化應激作用
MSCs 通過發揮抗炎作用以及抗氧化應激作用緩解 AP。Jung 等[28]于 2009 年首次使用人骨髓源性克隆MSCs（human bone marrow-derived clonal MSCs ，hcMSCs）來治療 AP 模型大鼠，通過 3 次腹膜內注射雨蛙素（100 μg/kg），于最后一次注射后 2 h 時建立了輕癥 AP 模型，并采用 3% 牛磺膽酸鈉溶液胰腺實質內注射 2 h 后誘導 SAP 模型，研究結果發現，在 AP 模型大鼠中 hcMSCs 減輕了炎癥反應和胰腺組織損傷，并且降低了促炎細胞因子水平。許多研究[15-16, 18-21, 23, 25-26, 30, 33-34]表明，MSCs 可以抑制炎性因子和促炎因子的釋放，降低血清和胰腺中轉化生長因子（TGF）-β4 和 β1 的水平，并降低血清中 腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素（IL）-1β、IL-6、IL-12、IL-17、IL-23 和干擾素-γ（IFN-γ）的水平。MSCs 還可上調抗炎細胞因子的水平，例如 IL-4 和 IL-10，在 AP 中起抗炎作用[16, 21, 33]。Jung 等[17]和 Ma 等[41]發現，BMSCs 可以降低 AP 模型大鼠中丙二醛和活性氧的水平，提高總谷胱甘肽（T-GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）的水平，通過抗氧化應激起到緩解胰腺炎的作用。He 等[32]發現，人骨髓MSCs（hMSCs）可通過分泌 TNF-α 刺激基因/白6（TSG-6）來改善 AP，該結果表明，SAP 時氧化應激增加，核苷酸結合寡聚化結構域樣受體家族 pyrin 結構域蛋白 3（NLRP3）炎癥小體激活和核因子 κB（NF-κB）信號轉導通路激活；在給予 hMSCs 或 TSG-6 后，SAP 基本上被抑制，這依賴于腺泡細胞中 CD-44 受體的存在。
3.2 免疫調節作用
機體的免疫系統是一個復雜的網絡調控體系，包括固有免疫和適應性免疫，其中 B 淋巴細胞和 T 淋巴細胞的分化、聚集以及細胞因子釋放在免疫反應中起到至關重要的作用。調節性 T 細胞（Treg）具有免疫抑制效應，在免疫病理、移植物耐受、抑制自身免疫反應和維持機體免疫平衡中都起著重要作用。MSCs 對于 AP 中 Treg 的調節可以減輕炎癥反應。Jung 等[28]的研究發現，hcMSCs 在大鼠淋巴細胞中抑制了混合淋巴細胞反應并上調了 Treg 標志物 Foxp3 的表達；在大鼠 輕癥 AP 或 SAP 模型中減少了胰腺組織中 CD3+ T 細胞的數量，上調了 Foxp3 的表達，通過調節免疫穩態，抑制過度炎癥反應，對 AP 起到了緩解作用。Kim 等[21]的研究也發現，cAT-MSCs 可以降低 CD3+ T 細胞數量，提高 Foxp3+ Treg 的數量，起到緩解胰腺炎的作用。MSCs 是一種治療 AP 的可能策略。
3.3 抗凋亡作用和抗自噬作用
有研究[15]表明，MSCs 在 AP 動物模型中可通過抗凋亡作用減輕胰腺炎。Ma 等[24]的研究發現，BMSCs 能明顯減輕受損胰腺的炎癥反應和氧化應激反應，減少細胞凋亡，其機制可能是靶向作用于血紅加氧素酶-1（HO-1）。Li 等[33]的研究表明，hAT-MSCs 分泌的 TSG-6 顯著抑制內質網應激誘導的細胞凋亡和 NF-κB 活性，從而保護了 SAP 模型小鼠的腺泡細胞。Li 等[34]的研究發現，BMSCs 通過分泌 miR-181a-5p 靶向調節磷脂酶和張力蛋白同源物（PTEN）/AKT/TGF-β1 信號通路，減少炎癥反應和細胞凋亡，減輕 SAP，結果提示，BMSCs-miR-181a-5p 有可能作為 SAP 的潛在治療靶點。Song 等[42]發現，BMSCs 可通過抑制自噬減輕大鼠 SAP 引起的多器官損傷；在其隨后的研究[37]中發現，長鏈非編碼RNA（LncRNA）H19 通過 miR-138-5p/蛋白酪氨酸激酶 2（PTK2）/局部黏著斑激酶（FAK）通路和 miR-141-3p/β-catenin 途徑有效地提高了 BMSCs 對 SAP 的治療效果，LncRNA H19 過表達的 MSCs 可以發揮競爭內源 RNA 的作用，下調 miR-138-5p 的表達，并可上調 PTK2（編碼 FAK）的表達，顯著地增強 MSCs 的抗炎能力，通過促進 FAK 相關途徑來抑制自噬。MSCs 的抗凋亡和抗自噬作用均可減輕 AP 的嚴重程度。
3.4 降低血管通透性
AP 發生時，大量液體聚集，血管通透性增加，可能誘發急性肺損傷、急性腎損傷及胃腸道屏障功能受損，導致細菌移位，引起局部和全身性感染。Wu 等[26]和 Lu 等[27]研究發現，MSCs 可以上調 AQP-1或 AQP-5 的水平，降低血管通透性，從而減輕了 AP。
3.5 促進血管再生作用
Qian 等[16, 22, 29]、Song 等[36, 42-43]、Ma 等[24, 41]、Liu 等[44]、Gong 等[31]于 2015–2020 年期間的研究表明，BMSCs 培養上清液（BMSC-CM）除了發揮抗炎作用外（TNF-α↓、IL-1β↓、IL-6↓、IL-4↑、IL-10↑、TGF-β↑），還能促進血管生成和組織修復（VEGF↑、血管生成素↑、HGF↑、TGF-β↑、CD31↑）。Qian 等[16]發現，BMSCs 通過分泌細胞生長因子參與基質細胞衍生因子-1α（SDF-1α）/趨化因子受體 4（CXCR4）軸修復胰腺壞死組織并促進血管生成，尤其是在 SDF-1α 刺激后；在體內，BMSCs 的遷移受 SDF-1α/CXCR4 軸的調控，SDF-1α/CXCR4 軸對 BMSCs 的遷移有調節作用。移植的 BMSCs 可明顯減輕 SAP，減輕全身炎癥反應，促進組織修復和血管生成，表明 BMSCs 改善了 AP。Ma 等[24]通過向大鼠腹腔注射的 HO-1 活性抑制劑鋅原卟啉（ZnPP）可部分中和 BMSCs 的保護作用，該研究發現，BMSCs 對 SAP 的減輕機制可能是通過誘導 HO-1 表達進而發揮抗炎和抗氧化作用、減少細胞凋亡、促進血管生成來實現的。Qian 等[29]發現，miR-9 修飾的 BMSCs 通過分泌 miR-9 促進血管生成來修復大鼠 SAP 造成的損傷。Yang 等[45]發現，ANG-Ⅱ預處理 huc-MSCs 后，可以通過促進血管生成和改善內皮細胞功能障礙來改善基于 MSCs 的 SAP 治療結果，這是一種 VEGF 受體 2 依賴的方式。血管生成素-1在調節內皮細胞存活、血管穩定和血管生成中起重要作用。Hua 等[46]發現，轉染血管生成素-1 的 MSCs 不僅能進一步減輕胰腺損傷和降低血清促炎細胞因子水平，而且能促進胰腺血管生成，提示 MSCs 和血管生成素-1 在 SAP 的治療中具有協同作用。血管生成素-1 基因修飾的 BMSCs 有望成為治療 SAP 的一種新的治療策略。
MSCs 在 AP 中促進血管再生和改善內皮功能的作用可以幫助修復胰腺組織，減少胰腺組織出血壞死，緩解胰腺組織的微循環障礙，減少因血管內皮障礙而產生的氧自由基對胰腺組織的進一步損傷，同 MSCs 的抗炎抗氧化、調節免疫、抗凋亡和自噬及降低血管通透性的作用互相協同，緩解 AP 的嚴重程度，并通過抑制 AP 的瀑布效應減緩疾病的進展。
4 MSCs 在 AP 治療中的應用前景
MSCs 移植目前被認為相對安全，但其長期安全性尚不清楚[47]。MSCs 移植在許多疾病中都有應用，在同種異體或自體治療方法方面，MSCs 移植仍存爭議，主要體現在以下兩個方面。
4.1 MSCs 來源的選擇
Rozier 等[48]質疑 MSCs 來源的選擇，他認為關于將自體 MSCs 用于臨床，可能需要對其功能特性進行進一步研究。Ahmed 等[9]在 2018 年的一篇系統綜述中檢索了 276 項研究，只有 18 項達到了納入標準，故該研究者提出：現有數據不足以確定 MSCs 是胰腺炎治療的最佳來源。有學者[49]認為，在 MSCs 移植成為常規治療方法之前，需要進行大規模的對照和雙盲臨床試驗來評估 MSCs 的安全性，并且在進行大規模臨床試驗之前必須建立客觀標準化的評估標準，以評估 MSCs 移植治療程序的安全性和有效性。
4.2 MSCs 輸送途徑的選擇
Goodman 等[49]認為，MSCs 的輸送途徑和劑量應是目前 MSCs 移植用于胰腺炎治療研究的重點。眾所周知，靜脈內輸注是 MSCs 最常見的輸送途徑，但 MSCs 會在肺內聚集[50]。Braid 等[51]進行了一項實驗，探索了健康無胸腺小鼠中 MSCs 的分布和存活情況以及可能的替代輸送途徑，包括靜脈內、腹膜內、皮下和肌內，結果表明，肌內途徑可以延長臍帶和成人骨髓來源的 MSCs 的存活時間。Parekkadan 等[12]認為，MSCs 移植提供的治療作用是短暫的，并且受到 MSCs 和宿主細胞之間相互的旁分泌作用的影響。此外有學者[52]提出，旁分泌因子的應用比直接靜脈內注射 MSCs 更安全、更實用。Yin 等[19]研究了 BMSC-MV 輸注對 AP 大鼠模型的作用，發現 BMSC-MV 降低了 AP 炎性因子的水平。微囊泡（或外泌體）作為細胞向外發送的信使或許可以一定程度介導細胞的功能，并且因為其直徑較小（30～150 nm），故不易發生肺栓塞。雖然有研究[53-54]表明，MSCs 來源的外泌體可以攜帶 MSCs 中的信號分子（miRNA、蛋白質等），在許多疾病中起到減輕炎癥反應、修復組織損傷及促進再生的作用，但其在 AP 中的研究仍較少。
近年來 MSCs 的治療作用得到了廣泛的重視，MSCs 具有抗炎特性、調節免疫特性，發揮抗凋亡、抗自噬及促進血管再生的作用，在 AP 的動物模型中可以有效地緩解 AP 的嚴重程度，減緩疾病進展，但其來源的選擇和輸送途徑的選擇存在爭議，使得 MSCs 應用于人 AP 的治療受限。目前暫時未有人源性 MSCs 針對人 AP 進行治療輸注的臨床試驗。MSCs 在 AP 的治療中存在極大的潛力，為了盡早應用于臨床還需要對干細胞治療所產生的可能不良反應進行進一步研究，明確來源選擇和輸送途徑的選擇，從而保證 MSCs 移植的安全性。
5 展望
由于 AP 發病的始動因素不明，發生隱匿，且在臨床中患者來診之時往往錯過了對于 AP 發病初始因素進行控制的時期。因此對人 AP 發病的始動因素的控制較為困難，目前也依然是 AP 治療的難點，但這并不在本綜述討論范圍之內。
本綜述主要對 AP 發病后癥狀減輕以及避免其加重的研究進行綜述，其關注點在于 AP 發病以后炎癥風暴的控制以及 MSCs 的免疫調節功能，寄希望將 AP 中機體抗炎、抑炎這兩個互相轉化互相拮抗的病理生理過程進行調控，從而避免對機體造成更大的損傷，利用 MSCs 的抗氧化、抗凋亡、抗自噬、促血管再生等作用，減輕組織損傷，促進組織再生。從現有的研究看，MSCs 在 AP 動物模型中發揮減輕炎癥作用是明確的，但動物模型在模擬人的 AP 發病過程中確實存在病程較短的缺陷。目前從動物模型的造模到動物的處死大多在 24～48 h 內完成，最晚不超過 72 h。目前的研究也均在動物模型造模完成后數小時內輸注 MSCs，無法確切地模擬出人 AP 病程后期遠期并發癥產生的病理生理狀況，但在人 AP 發病的前期，炎癥風暴的形成加重了 AP 的病情，成為 AP 瀑布效應中的一環，在動物模型中能一定程度模擬 AP 時人體中炎性因子的動態變化。Norman[55]的研究表明，AP 進展的時程表明了以抗炎作用治療 AP 的治療窗口。大多數 AP 患者會在疼痛發作后 18 h 內出現炎性因子的升高，此后通常緊接著持續數天的促炎細胞因子產生（發病 36 h 出現 IL-6 的高峰，促炎細胞因子總的高峰在 24～36 h，發病 7 d 后 TNF 和 IL-1 仍處于較高水平）。盡管某些患者偶爾會出現遠處器官功能障礙，但絕大多數患者出現嚴重的胰腺炎全身表現是在發病后的 2～4 d，在此窗口期可以施用特定的炎性介質拮抗劑以減輕或阻止遠處器官功能障礙或衰竭的發生。因此動物模型中早期出現的炎性因子的升高較為貼近人 AP 的促炎細胞因子的改變。筆者認為，動物模型中 MSCs 對 AP 的緩解作用對在人 AP 中應用 MSCs 作為治療手段之一有一定的指導意義，但對于 AP 病程后期的病理生理改變以及遠期并發癥的預防或緩解作用目前仍不具有參考作用。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：曲元旭，文獻檢索和文稿撰寫；丁乙軒，提出修改意見；鄭智和盧炯地，文獻檢索；李非，指導論文寫作以及提出修改意見。
