变应性鼻炎(allergic rhinitis, AR)是易感个体接触变应原后，由IgE介导的鼻黏膜非感染性慢性炎症，以鼻高反应性为主要特征，典型临床表现为鼻痒、打喷嚏、鼻塞及流涕[1]。AR的治疗方法包括药物治疗、免疫治疗及手术治疗。上皮细胞、树突状细胞、T细胞及肥大细胞等多种免疫细胞均参与AR的发生与发展。间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC)是一种来源于发育早期中胚层的成体干细胞，具有高度自我更新能力及多向分化潜能。MSC通过分泌多种生物活性物质发挥免疫调节作用，在移植物抗宿主反应[2]、糖尿病[3]、多发性硬化症[4]和克罗恩病[5]等疾病中发挥积极治疗作用。体内研究表明，MSC对AR的免疫调节作用主要通过抑制Th2样炎症反应，调节全身及局部免疫细胞比例，迁移至损伤组织发挥治疗作用。本文扼要介绍目前MSC在调控AR发生发展的相关研究及MSC应用面临的挑战。

1、MSC治疗AR研究现状

1.1 MSC对AR动物模型的影响

研究表明脂肪来源MSC(ADMSC)[6,7,8]、骨髓来源MSC(BMMSC)[9,10]、人脐带组织来源MSC(hUMSC)[11,12]、扁桃体来源MSC[13,14]、鼻黏膜来源MSC[15]、及脱落乳牙组织来源MSC(SHED)[16]可以在不同程度上缓解AR小鼠症状，减少局部及全身免疫细胞数量，抑制Th2细胞因子水平的增加。

Cho等[6]研究小鼠脂肪来源MSC在OVA致敏小鼠中的作用，腹腔注射含荧光示踪剂的MSC,鼻黏膜染色局部可观察到大量荧光标记的MSC,首次证实了MSC可迁移至鼻黏膜局部发挥免疫作用。李冠雪等[7]研究与上述结果相似，利用不同浓度MSC对小鼠进行处理，发现治疗效果具有一定的剂量相关性。Ebrahim等[8]研究利用大鼠ADMSC对大鼠进行治疗，与白三烯受体拮抗剂孟鲁司特比较，MSC的治疗效果更优。MSC表面存在T细胞高亲和力受体，可以通过细胞接触发挥免疫调节作用。Dai等[16]首次利用人类脱落乳牙来源间充质干细胞，通过腹腔注射将其注入AR小鼠(OVA致敏)体内，证明SHED可以减轻鼻部症状和炎症浸润情况，说明了SHED的治疗作用，此外，将SHED与人外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell, PBMC)体外共培养，CD4+亚群中CD4+CD25+Foxp3+Tregs的比率显著增加，培养上清中IL-4和IL-17A的减少以及IFN-γ的增加，SHED可以增加Treg及Th1/Th2比率并纠正体外AR的免疫失衡，其作用强于BMSC,为MSC的获取提供新的来源。人诱导多能干细胞(iPSC-MSC)由于具有更高的增殖和分化能力，免疫调节作用更强，已成为另一种有价值的干细胞来源。研究表明在2型气道炎性小鼠模型中，iPSC-MSC及其培养液成分在减轻气道炎症方面也表现出一定的治疗作用。iPSC-MSC及其培养液成分体内注射均可减少炎性因子释放从而减轻炎症反应[17,18]。目前MSC治疗AR的相关动物实验研究基本情况见表1。

表1 MSC对AR小鼠模型的治疗作用

1.2 MSC治疗AR的潜在作用机制

目前，较多研究证实了MSC可以通过分泌可溶性物质或细胞直接接触调节免疫细胞的功能进而调控机体的免疫状态，发挥免疫抑制作用。研究表明，在促炎因子INF-γ的作用下，MSC可以分泌可溶性物质介导免疫调节反应。MSC可以分泌IL-10、IL-6、前列腺素E2及吲哚胺2,3-双加氧酶(indoleamine2,3-dioxygenase, IDO)等多种免疫调节物质对全身或局部免疫炎症进行调节[22]。将MSC与活化PBMC共培养，同时加入IL-10的特异性中和抗体，MSC对PBMC增殖的抑制作用有所减轻，说明MSC的抑制作用可能部分依赖于IL-10。IL-6通过不同信号通路分别发挥促炎和抗炎作用。研究表明，MSC可分泌IL-6发挥抗炎及修复受损神经功能[23]。MSC的分泌物可检测出IDO,这种物质可抑制T细胞的增殖，这种作用加入IDO的抗体1-MT后消失[24]。

近年来，MSC分泌的外泌体(MSC-exos)也成为研究热点。MSC-exos是旁分泌机制的重要载体，其内部含有多种遗传物质：如mRNA、微小RNA和长链非编码RNA,以及蛋白质和线粒体等细胞器，纳米体积为细胞信息传递提供有利条件[25]。在AR、哮喘和急性呼吸窘迫综合征等气道炎性疾病中，关于间充质干细胞及其外泌体免疫调节作用的研究越来越多。Yu等[26]总结了多种来源MSC及其外泌体对多种类型哮喘的作用，均具有积极治疗效果。

2、MSC对免疫细胞的调节作用

AR发病过程中涉及多种免疫细胞，主要包括树突状细胞(dendritic cell, DC)、T细胞、上皮细胞(epithelial cell, EC)及肥大细胞(mast cell, MC)等。在AR的发展过程中，树突状细胞的过度成熟激活Th2细胞分泌Th2型细胞因子，加剧了嗜酸性粒细胞介导的气道炎症；作为固有免疫的首要防线，上皮细胞损伤可导致气道炎症加重。外源性MSC或MSC-exos进入机体后，分泌可溶性因子或通过直接细胞接触途径对这些重要细胞进行免疫调节。MSC对AR发生过程中关键细胞的免疫调节作用见图1。

图1间充质干细胞对免疫细胞的作用  

2.1树突状细胞

DC是机体内重要的抗原提呈细胞，DC激活初始T细胞是启动免疫应答的中心环节，在鼻黏膜变应性炎症的早期进程具有重要作用[27]。根据成熟状态，DC可分为未成熟DC(immature DC,iDC)和成熟DC(mature DC,mDC),部分DC具有负向免疫调节作用，维持免疫耐受，称为调节性DC(DCreg)。MSC通过调控DC的分化减轻气道炎性反应。在急性气道炎症小鼠模型中，MSC治疗可以下调mDC的百分比，通过结合Jagged1激活Notch通路诱导DCreg产生，介导免疫耐受[28]。MSC-exos通过下调CD40、CD80、CD86和HLA-DR的表达抑制人单核细胞向iDC分化。MSC-exos还可以减轻mDCs对Th2细胞的促进作用[29]。

2.2 T淋巴细胞

传统机制研究认为AR发病机制主要为Th1/Th2免疫反应失衡，出现以Th2细胞应答亢进，Th1细胞应答抑制的变应性炎性反应[30]。有研究表明，MSC可以通过恢复Th1/Th2平衡从而发挥对AR的治疗作用。诱导多能干细胞(iPSC-MSC)指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞。提取外周血单个核细胞(PBMC)与其共培养，发现iPSC-MSC可促进淋巴细胞增殖，上调和激活Treg细胞，调节Th1/Th2细胞因子水平[31]。Ebrahim等[8]利用脂肪来源MSC得到同样的结果，且鼻黏膜组织中可检测到细胞荧光示踪剂CM-Dil。MSC-exos中的miR-146a-5p能显著抑制哮喘小鼠体内免疫细胞浸润，降低Th2相关细胞因子水平，减轻气道炎性反应[32]。Serpin family B member 2(SERPINB2)是miR-146a-5p的潜在作用靶点，在Th2介导的免疫应答中发挥重要作用[33]。MSC-exos可通过调控miR-146a-5p/SERPINB2通路抑制Th2细胞的分化[34]。

Th17/Tregs比例失衡也在AR中占有重要地位。Th17细胞可以通过分泌炎性因子IL-17A、IL-17F及TNF-α介导气道炎症。Tregs可以分泌抗炎性因子IL-10维持免疫平衡。MSC可以调节Th17/Tregs比例发挥抗炎作用。Dai等[16]研究观察到人类iPSC-MSC可以上调AR患者和健康志愿者静息PBMC中CD4+CD25+Treg细胞的百分比。Cahill等[35]研究表明，MSC介导的保护作用与肺中Treg的增强和脾细胞中IL-10水平的显著升高有关。

2.3上皮细胞

上皮细胞作为接触外界刺激的第一道屏障，是固有免疫的首要防线。AR患者鼻黏膜EC及其纤毛结构损伤，导致分泌物残留，进一步加重上皮损伤。MSC可以向EC分化恢复上皮结构的完整性。在小气道上皮细胞生长培养液诱导条件下，过表达MSC的FoxM1基因可提高肺上皮细胞特异性标志物的表达水平[36]。MSC的上皮分化潜能对于损伤上皮的移植提供了新的细胞来源，但经过体外诱导后的体内移植仍需考虑其安全性。

MSC可以通过分泌细胞因子及外泌体修复损伤的上皮细胞。Kavuzlu等[37]将含有脂肪MSC细胞薄片植入损伤兔鼻黏膜中，其鼻上皮纤毛的形态结构均有所改善，说明MSC可以促进上皮愈合。在哮喘小鼠模型中，MSC-exos通过抑制氧化应激诱导的细胞凋亡，减少上皮的损伤[38]。Duan等[39]利用辐射损伤鼻黏膜的豚鼠模型，注射的MSC可迁移至鼻黏膜组织，但局部未见上皮特异标记物的表达。这些研究表明MSC在体内并不以细胞替代途径取代受损的黏膜，而是通过细胞因子、生长因子及外泌体等旁分泌机制修复受损粘膜。

2.4肥大细胞

AR早期反应的关键特征之一是特异性IgE介导的MC脱颗粒，产生组胺、白三烯等炎性介质。目前，在AR领域，MSC对MC的调控作用并不明确。在过敏性疾病如特应性皮炎中，MSC-exos可以减轻特应性皮炎小鼠模型皮肤损伤部位肥大细胞的浸润[40]。Lin等[41]研究表明，MSC-exos通过抑制STAT和NF-κB信号通路，减少促炎因子的产生，抑制IgE刺激的肥大细胞脱颗粒，且这种作用呈剂量依赖性。

2.5 B淋巴细胞

B淋巴细胞是接受T淋巴细胞及抗原刺激后产生IgE抗体的关键细胞，除此之外，B细胞还可分化为调节性B细胞(Breg)诱导免疫耐受过程，在过敏原特异性免疫疗法中具有重要潜力。Corcione等[42]研究首次发现MSC与B淋巴细胞共培养可以使细胞周期停留在G0/G1期，抑制B细胞的增殖，MSC诱导B淋巴细胞趋化因子受体表达降低，B淋巴细胞趋化性被抑制。Khare等[43]利用骨髓来源MSC-exos与多种免疫细胞体外共培养，分析mRNA差异表达谱，发现MSC-exos对B淋巴细胞的增殖、细胞运输具有抑制作用。

2.6 2型固有淋巴细胞

2型固有淋巴细胞近年来在AR中的作用逐渐被认识。ILC2在上皮源性细胞因子刺激后可产生IL-5等炎性介质，启动2型免疫反应。Fan等[44]研究发现iPSC-MSC通过ICOS-ICOSL作用于分选的ILC2或Lin-细胞，促进ILC2的功能，而iPSC-MSC与PBMC共培养时，通过ICOS-ICOSL作用激活Treg细胞从而抑制ILC2,说明iPSC-MSC是通过诱导Treg细胞分泌IL-10与ICOS-ICOSL相互作用抑制ILC2。MSC-exos能够有效抑制ILC2的活化，降低嗜酸性粒细胞浸润炎症，这种作用可能通过MSC-exos中的miR-146a-5p实现[32]。

2.7巨噬细胞

巨噬细胞的极化在过敏性气道炎性疾病中具有重要作用，MSC-exos抑制单核细胞向巨噬细胞的分化和M2巨噬细胞的极化。Lou等[45]研究发现AR患者下鼻甲中M2巨噬细胞明显高于对照组，且与AR严重程度呈正相关。Fang等[46]利用提取IPSC-exos,静脉注射入AR小鼠体内，发现其可以减少单核细胞来源巨噬细胞，降低M2巨噬细胞比例。巨噬细胞与MSC-exos体外共培养后M2型细胞标志物mRNA水平降低，极化被抑制。

3、MSC应用面临的挑战

目前，MSC治疗免疫相关疾病如移植物抗宿主病、克罗恩病及银屑病等已有较多临床试验结果。Panes等[47]证实了MSC治疗克罗恩病合并肛周病变的积极效果，其安全性及远期疗效可靠。Cheng等[48]研究发现，MSCs可有效减轻银屑病症状，随访时间长达6年，未观察到复发和严重不良反应。MSC对呼吸系统疾病如特发性肺间质纤维化的安全性和有效性也得到了证实[49]。有关MSC治疗气道炎性疾病包括哮喘和AR在动物实验中疗效肯定，但仍处于临床前阶段，暂无相关临床研究验证。

截至2022年12月，根据对ClinicalTrials.gov的检索，有2项研究在官方临床实验中心注册。其中一项为宋西成教授团队在2021年开展的一项前瞻性开放单中心临床研究(NCT05151133),该研究选取单纯尘螨过敏的中重度持续性过敏性鼻炎患者，给予不同剂量UCMSC静脉途径干预，评估MSC的安全性及有效性。另一项研究是由白俄罗斯国家科学院生物物理与细胞工程研究组织开展的嗅黏膜来源MSC对AR及慢性鼻窦炎的治疗(NCT05167552),试验预计招募60例参与者，随访1年以验证MSC治疗AR的安全性和有效性。虽然MSC在AR治疗中的应用已在动物模型中得到验证，但仍需更多临床试验研究证明其安全性及有效性。

MSC的多向分化潜能和迁移能力使其成为研究热点细胞。然而在进入临床应用还面临许多问题。MSC的来源较多，不同物种、组织来源的治疗效果还需进一步评估；MSC需要在体外环境进行培养及扩增，如何批量培养细胞以及培养条件精准控制方面还存在不足；对于MSC注射安全性评估需设置足够的给药间隔和随访时间，观察不良事件的发生；通过药代动力学研究评估MSCs在体内的具体分布、存活时间和代谢情况，以确定最佳剂量、给药时机及给药方式，提高间充质干细胞的临床疗效[50]。

4、小结及展望

近年来，细胞疗法发展迅速，成为许多难治性疾病的治疗策略。以干细胞为基础的治疗方案也开展了大量研究。MSC可以从多种组织中获得，取材容易，在多种疾病的治疗方面已开展相关的临床研究及临床应用。在AR中，MSC主要是通过影响免疫细胞的增殖、募集、功能发挥免疫调节作用，如抑制树突细胞成熟，降低趋化因子和受体表达；抑制淋巴细胞增生，抑制促炎细胞因子合成，促进抗炎细胞因子产生；抑制肥大细胞脱颗粒；促进巨噬细胞由促炎的M1型巨噬细胞向抗炎的M2型巨噬细胞转化等。探索MSC作用于AR发病关键细胞的免疫调控机制至关重要。目前关于MSC治疗AR的临床前研究结果提示其较好的治疗前景，但临床证据有限，还需开展更多临床高质量研究。国家对干细胞发展的大力支持，相关研究的开展和持续推进将为该领域带来积极影响。随着新技术、新材料的诞生和多学科融合发展，干细胞的规范化生产及体内运输将得到有力保障，MSC应用范围得到进一步拓宽。相信未来相关机制研究的不断深入和MSC制备工艺和修饰手段的不断进步，MSC将为AR治疗提供一种新的选择。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献:

[1]中华耳鼻咽喉头颈外科杂志编辑委员会鼻科组,中华医学会耳鼻咽喉头颈外科学分会鼻科学组中国变应性鼻炎诊断和治疗指南(2022年,修订版)[J].中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,2022.57(2):106-129.

[7]李冠雪,刘艳慧,申聪香,等.脂肪来源间充质干细胞调控变应性鼻炎小鼠T细胞免疫状态的研究[J]中华聯咽喉头颈外科杂志,2016,51(1):50-56.

基金资助:国家自然科学基金资助(No:81870707､82171119､82171120､82201263);

文章来源:李文瑾,王艳杰,程冯丽,等.间充质干细胞在变应性鼻炎中的作用研究进展[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2024,38(05):442-447+452.