
肺纤维化是一种严重的、进行性的肺部疾病,其特征是肺组织受损后被过度增生的纤维组织替代,导致肺功能逐渐丧失。正常的肺组织由肺实质(如支气管与肺泡)和肺间质(结缔组织、淋巴管、神经纤维及血管)组成,后者在维持肺部结构和功能方面起着至关重要的作用。
当肺组织受到损伤时,身体会启动自我修复机制,但若修复过程异常,则可能导致永久性的纤维化“瘢痕”。随着病情的发展,患者会出现呼吸困难、持续性干咳等症状,并可能因呼吸道感染而加重。尽管当前治疗手段有限,干细胞疗法为肺纤维化的治疗带来了新的希望,显示出改善肺功能和生活质量的潜力。
纤维化是正常的人体组织受损后被过度增生的纤维组织替代的过程。肺组织的纤维化可以理解为受损肺组织自我修复留下“瘢痕”的过程。正常的肺组织由肺实质(支气管与肺泡)和肺间质(结缔组织、淋巴管、神经纤维及血管)组成。肺间质分布在各个肺实质之间,起联结、充填、固定、营养等作用,保证了肺组织的弹性,让肺泡可以储存大量氧气,保证人体自如地呼吸。由于肺组织具有较强的代偿能力,当小部分肺组织失去功能,余下的肺组织也能满足人体的需求。但是,当肺组织形成大量“瘢痕”,则会严重影响患者的日常生活。
临床上,肺纤维化一般指间质性肺疾病的终末期改变。病理解剖发现,弥漫性肺纤维化的肺组织形似丝瓜瓤或者蜂窝,所以肺纤维化也被形象地称为“丝瓜肺”或“蜂窝肺”。
肺纤维化患者初期症状隐匿,很难被人发现。随病情发展,肺部弹性逐渐下降、换气功能受到影响,症状逐渐明显并进行性加重。肺纤维化患者最常见的症状是呼吸困难。肺纤维化程度轻的早期患者,活动过后会出现呼吸困难,症状随着疾病进展呈进行性加重,严重时在静息的情况下就会出现呼吸困难。其次,大部分患者也会表现为持续性干咳。少数患者会有咯血、胸痛和喘鸣。肺纤维化患者常因呼吸道感染引起疾病的加重和进展。
大部分肺纤维化患者可见杵状指,表现为手指或足趾远端增生、肥厚、呈杵状膨大。疾病晚期,肺纤维化患者有明显的唇甲紫绀、肺动脉高压和右心功能不全。就诊时,医生可在患者双肺基底部闻及吸气末细小的Velcro啰音(爆裂音),肺功能检测提示弥散量降低和(或)限制性通气功能障碍,血气分析提示低氧血症甚至I型呼吸衰竭。胸部X片和胸部高分辨率CT检查可辅助诊断肺纤维化病变。
长时间处于粉尘、灰尘和化学环境中,肺部易受持续损伤并自我修复,进而形成肺纤维化。硅肺和煤工尘肺便是典型例证,它们由特定的职业环境因素诱发。
吸烟显著增加肺纤维化风险,尤其是吸烟指数高的个体(每天吸烟包数乘以吸烟年数超过20)。
胸部放疗后,放射区域内的肺组织可能受损并引发炎症反应,最终演变为放射性肺纤维化,症状通常在放疗后6-12个月出现。
长期或不当使用药物,如某些抗生素、免疫调节剂、抗肿瘤药物、抗心律失常药及精神类药物,可能导致肺纤维化。免疫治疗药物和靶向治疗药物也有此风险。
结缔组织病作为自身免疫性疾病,可累及肺部并引发肺纤维化,甚至可能是其首发症状。系统性硬化、红斑狼疮等常见结缔组织病均可能涉及呼吸系统。
胃食管反流与肺纤维化之间存在关联,可能与胃酸微小吸入有关。同时,肺纤维化也可能加剧胃食管反流症状。
新冠病毒感染主要导致急性呼吸道病变,轻中症患者通常不会留下慢性肺损伤。然而,重症患者,尤其是老年人,治愈后可能出现肺纤维化后遗症,这主要由免疫系统过度反应所致。
目前,肺纤维化的治疗手段有限,主要依赖药物治疗和肺移植。药物治疗包括抗纤维化药物如尼达尼布(nintedanib)和吡非尼酮(pirfenidone),这些药物可以减缓肺功能下降的速度,但无法根治肺纤维化。肺移植是治疗终末期肺纤维化的有效手段,但由于供体器官稀缺、手术风险高和移植后的排异反应等问题,这种方法并不适合所有患者。
干细胞治疗为肺纤维化的治疗带来了新的希望。研究表明,干细胞具有免疫调节、抗炎和促进组织修复的作用,能够减轻肺纤维化的症状和改善肺功能。
1、归巢和迁移:干细胞具有自动向人体受损组织器官迁移的作用,与正常人的肺组织相比,肺纤维化患者的肺中SDF-1和CXCR4表达增加,有利于MSCs的迁移运动;
2、旁分泌机制:干细胞具有旁分泌能力,分泌诸多因子,包括肝细胞生长因子,血管生成素一1,血管内皮生长因子,趋化因子,炎症因子和调节肽等,都直接或间接减轻肺内炎症反应和纤维化;
3、细胞融合:细胞间相互作用(如线粒体转移等)分化,促进血管新生,这些机制或单独和相互作用,发挥抗纤维化作用;
4、抗炎和免疫调节机制:干细胞可以通过分泌抗炎因子和抗菌多肽或者抑制促炎信号通路,上调炎症信号通路和细菌的吞噬作用,发挥抗炎和免疫调节作用,减轻肺纤维化;
5、抗氧化机制:干细胞具有一定的抗氧化和清除自由基的作用,有助于肺纤维化的减轻。
2018年国内研究人员在一项名为“自体骨髓间充质干细胞治疗难治性肺纤维化的研究”(NCT02645149)的临床试验中,使用自体骨髓间充质干细胞治疗了4例肺纤维化患者。
这4例患者的年龄分别为41岁、51岁、54岁和64岁,其中3例为女性,1例为男性。这些患者都曾经接受过多种药物和治疗,但病情仍未得到控制。
在干细胞治疗前,研究人员对这些患者进行了详细的评估,包括呼吸功能、症状严重程度、肺功能和生活质量等指标。治疗过程中,研究人员从患者自身骨髓中采集间充质干细胞,经过扩增后直接注射到患者的静脉血管中。每个患者每次注射的干细胞剂量为1×10∧6个/kg体重。
治疗后,研究人员对患者进行了长期的随访和观察。结果显示,干细胞治疗可以显著改善患者的肺功能和生活质量。具体来说,4例患者在治疗后的3个月和6个月时的呼气容积、肺活量和肺弹性均值等指标均显著改善。此外,患者的症状也有所缓解,生活质量得到明显提高。治疗期间,没有发现明显的副作用和并发症。
2020年1月15日《Stem cells translational medicine》杂志上发表了一篇题为“First-in-human high-cumulative dose stem cell therapy in idiopathic pulmonary fibrosis with rapid lung function decline”的研究论文,对人体内进行注射高剂量干细胞治疗特发性肺纤维化伴肺功能快速下降的临床研究结果。
研究内容为20名受试者(11位男性,9位女性,年龄在33-74之间)被随机均分为两组,分别为间充质干细胞治疗组和安慰剂组。治疗组进行骨髓间充质干细胞静脉输注,12周为一周期,共四周期,在第39周完成最后一次输注,每周期输注两次,每次间隔七天,每次输2.0×10∧8个MSCs,体积为400ml/袋,整个治疗周期共输注16×10∧8个MSCs。安慰剂组按照同一时间表进行输注同体积生理盐水。
根据对肺功能指标的分析显示,同安慰剂组相比,MSCs治疗组的FVC(用力肺活量)、DLCO(一氧化碳弥散量)、6MWTD(6分钟步行距离测试距离)各项指标相对于都有所提升。提示间充质干细胞具有一定的治疗效果,遏制了肺纤维化的快速发展,安全性评估未发现治疗相关的显著不良反应事件,证明了干细胞治疗的有效性和安全性。
肺纤维化不仅影响患者的呼吸质量,还对其日常生活造成严重影响。近年来,干细胞疗法作为一种新兴的治疗方式,展示了其在促进组织修复、减轻炎症反应方面的独特优势。未来的研究将进一步探索干细胞治疗的最佳方案,以期为更多患者提供有效的治疗选择。同时,预防措施的重要性也不容忽视,减少职业暴露、戒烟等措施有助于降低患病风险。
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