MSC明明能形成成骨细胞，为什么过去却很难用来治疗骨质疏松？
骨质疏松（osteoporosis）的核心并不仅仅是“骨量少”。
骨组织始终处于动态重塑（bone remodeling）之中：破骨细胞不断吸收旧骨，成骨细胞不断形成新骨。当骨吸收长期超过骨形成，骨小梁逐渐变细、断裂，随后皮质骨也受到侵蚀，最终导致骨强度下降和脆性骨折（fragility fracture）。
目前常用治疗主要分为两类。
双膦酸盐（bisphosphonates）和地舒单抗（denosumab）等药物主要抑制骨吸收；特立帕肽（teriparatide）、罗莫苏单抗（romosozumab）等则可以促进骨形成，或同时影响骨形成和骨吸收。
| 但这些方法本质上仍然是在调节现有骨重塑系统的活性。 |
而MSC提供了另一种思路。
骨髓来源间充质干/基质细胞（bone marrow-derived MSCs, BM-MSCs）可以向成骨细胞分化，同时还能分泌多种旁分泌因子，影响炎症反应、组织修复以及局部微环境。
问题在于：具有成骨潜力，并不意味着静脉输注后就能有效到达骨髓。
这恰恰是MSC系统治疗骨骼疾病长期面临的一个关键障碍——骨归巢能力（osteotropism）不足。
如果细胞到不了需要修复的组织，再强的成骨潜力也很难充分发挥作用。
研究人员没有“改基因”，而是在细胞表面补上了一种糖
这项研究最有意思的地方，并不是“用了干细胞”，而是怎样让这些细胞找到骨髓。
几乎所有细胞表面都覆盖着一层由复杂糖分子组成的结构，称为糖萼（glycocalyx）。这些糖链不是简单的细胞装饰，它们可以参与细胞识别、黏附和迁移。
骨髓中的特定微血管持续表达一种黏附分子——E-选择素（E-selectin）。
而能够与E-选择素高效结合的一个经典糖结构，是唾液酸化Lewis X（sialylated Lewis X, sLeX）。
造血干/祖细胞天然表达相关结构，因此能够通过E-selectin介导的相互作用进入骨髓。普通MSC却缺少sLeX，因此天然骨髓归巢能力有限。
研究人员发现，MSC表面的CD44糖蛋白实际上已经具备形成sLeX所需要的大部分糖结构，只差一个关键的岩藻糖（fucose）。
于是，他们利用α(1,3)-岩藻糖基转移酶进行体外岩藻糖基化（exofucosylation），把这个缺失的岩藻糖补上。
经过处理后，CD44被转化为一种具有高效E-selectin结合能力的糖型——HCELL（hematopoietic cell E-/L-selectin ligand）。
| 换句话说，研究人员没有改变细胞的基因组，而是在细胞表面增加了一个短暂存在的“归巢标记”。 |
更重要的是，这种改变并不是永久性的。
随着CD44自然更新，HCELL大约维持48小时，随后细胞表面的糖萼逐渐恢复原来的组成。
从患者自己的骨髓取细胞，再把“改糖”后的细胞输回去
这是一项首次人体（first-in-human）的Ⅰ期临床试验，首要目的并不是证明疗效，而是评估安全性、耐受性和可行性。
研究共招募13名50～75岁的女性骨质疏松患者，其中3人的自体BM-MSC制品没有达到技术放行标准，因此最终只有10人接受治疗。
这些患者的临床风险并不低。
她们年龄为51～72岁，论文报告的中位年龄为60.7岁；除1人外，其余均为绝经后骨质疏松。所有患者在治疗前5年内都至少发生过一次脆性骨折，其中9人被评估为再次发生脆性骨折的“极高风险”人群。
研究首先从髂骨抽取约60 mL骨髓，在符合GMP要求的条件下分离、扩增自体BM-MSC，然后进行体外岩藻糖基化。
处理效果相当稳定。
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前4名患者接受 2×10⁶ cells/kg，后6名接受 5×10⁶ cells/kg。
每个人都只接受了一次静脉输注。
随后进行2年的系统随访，并进一步延长安全性和骨折监测。最终整个队列平均随访6.14年，范围为5.32～7.27年。
这让研究人员有机会回答两个问题：
这些经过糖萼编辑的自体MSC安全吗？
以及，在安全性之外，骨骼是否出现了值得继续研究的变化？
最吸引眼球的数字：两年内脆性骨折发生率下降了94%
研究最引人注意的结果来自脆性骨折。
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94% 将输注前2年和输注后2年进行比较，患者的脆性骨折发生率从 8次/年 下降到 0.5次/年，P=0.018。 |
如果按照整个观察期计算，输注前的脆性骨折发生率为 0.54次/患者年，输注后下降到 0.11次/患者年，P=0.012。
而在治疗后的最初2年中，10名患者中只有1人发生脆性骨折。
这个结果非常醒目，但也必须正确理解。
| “下降94%”不等于已经证明这种细胞疗法能够使骨折风险降低94%。 |
原因很重要：这是一项只有10名患者的Ⅰ期研究，没有设置同期随机对照组；而且部分患者同时接受地舒单抗、特立帕肽或双膦酸盐治疗，研究期间一些患者的药物方案还发生了变化。
因此，这里的比较实际上是患者治疗前后的自身比较，而不是细胞治疗组与安慰剂组之间的随机比较。
它能够产生一个非常值得进一步验证的疗效信号（efficacy signal），但尚不足以建立确定的因果关系。
尤其值得注意的是，治疗后2年内发生骨折的那名患者，此前停用了地舒单抗，骨折发生在停药约9个月后。地舒单抗停药后的骨转换反跳以及椎体骨折风险增加，本身就是已知现象，因此个体患者中的药物效应很难与细胞治疗效应完全分离。
如果骨折真的减少，骨组织本身有没有发生变化？
研究人员并没有只观察骨折。
在输注前和输注后120天，他们对髂骨进行了骨组织形态计量分析。
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考虑到部分患者同时使用具有促成骨作用的特立帕肽，研究人员又进行了排除分析。
去掉相关患者后，BTA仍然从 1.54±0.03 mm² 增加到 2.47±0.06 mm²，P<0.001。
10名患者中，7人的平均BTA显著增加，2人下降，1人没有明显变化。
这提示一个重要信息：观察到的改变并不仅仅存在于患者的主观感受或者血液指标中，骨组织本身也出现了与骨再生一致的结构变化。
而且这种变化似乎主要发生在骨小梁。这与骨质疏松的病理过程颇为吻合，因为代谢更加活跃的骨小梁往往比皮质骨更早受到明显破坏。
一个看似矛盾的结果：传统DXA没有明显改善，体积骨密度却增加了
如果一种治疗真的促进了骨形成，我们很容易想到一个问题：
骨密度是不是应该明显升高？
答案有些复杂。
研究人员用双能X线吸收法（dual-energy X-ray absorptiometry, DXA）检测腰椎和股骨颈的面积骨密度（areal BMD）。
24个月后，腰椎BMD平均增加约 2%，腰椎T-score改善约 10%，但均没有达到统计学显著性；股骨颈BMD则基本没有变化。
如果只看DXA，这项研究似乎没有给出特别强的信号。
但定量CT相关的骨小梁结构质量评分却出现了变化。
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排除接受特立帕肽治疗的患者后，评分仍从 4.95±0.34 增加到 6.53±0.20，P<0.01。
为什么两个指标可能给出不同答案？
因为DXA得到的是二维投影后的面积骨密度，而定量CT（quantitative computed tomography, QCT）能够提供更多与三维骨小梁结构相关的信息。
因此，一个值得进一步研究的假设是：这种治疗早期影响的可能首先是骨小梁结构和局部骨组织重建，而不一定立即表现为传统DXA骨密度的大幅增加。这也提醒我们，评价骨质疏松治疗效果时，“骨量”并不是唯一值得观察的指标。
血液里的两个指标，记录了一场持续数月的骨重塑变化
研究人员还连续检测了骨转换标志物（bone turnover markers, BTMs）。
其中最重要的两个指标是：
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Ⅰ型前胶原N端前肽（N-terminal propeptide of type I procollagen, P1NP），主要反映骨形成； Ⅰ型胶原C端交联肽（C-terminal telopeptide of type I collagen, β-CTx），主要反映骨吸收。 |
输注后，两者总体均明显升高，而且变化呈显著正相关，相关系数 R=0.757，P=0.0003。
乍看之下，“骨吸收指标也升高”似乎不是好事。
但骨组织不是单向制造系统，而是一个形成与吸收相互耦联的动态系统。骨形成增强后，骨重塑整体活跃，骨吸收指标同步变化并不意外。
真正值得注意的是持续时间。
部分患者即使同时接受强效骨吸收抑制剂地舒单抗，P1NP和β-CTx仍可在输注后维持高于基线超过6个月。
在两名治疗前后均没有接受处方抗骨质疏松药物的患者中，P1NP和β-CTx在输注后6个月内升高，并在整个2年观察期内维持在基线以上。
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但这仍然是机制解释，而不是已经得到证明的临床结论。
一个“反应不好”的患者，反而暴露了这项研究最值得继续追踪的问题
10名患者的反应并不完全一致。
其中一名患者在前18个月中P1NP、β-CTx、骨钙素和骨碱性磷酸酶始终维持较低水平。到了第24个月，其β-CTx突然升高约 2650%，P1NP升高约 440%。
随后，这名患者出现胸背部疼痛，并被发现发生两处椎体脆性骨折。
这组个体数据非常值得重视。
它提示未来如果这种细胞治疗进入更大规模试验，研究重点可能不只是回答“平均有没有效”，还需要回答另一个问题：
哪些患者能够产生有效的骨再生反应，哪些患者不能？
P1NP、β-CTx等动态变化，未来是否可以作为早期疗效预测指标？
如果能够建立可靠的生物标志物，细胞治疗就可能从单纯的“输注一种细胞”，进一步发展为能够进行疗效分层和个体化监测的治疗策略。
安全性可能是这项Ⅰ期研究比“94%”更重要的结果
对于经过体外扩增和糖萼编辑的细胞，安全性必须优先于疗效讨论。
特别是这些细胞来自年龄超过50岁、并且本身患有骨质疏松的人群。
理论上，人们会担心细胞衰老、培养扩增过程中出现遗传异常、异常组织形成，甚至潜在肿瘤风险。
但在这10名患者中，没有出现与Fuc-autoBM-MSC输注相关的不良事件。
2名患者发生严重不良事件，但研究人员判断均与细胞治疗无关。
在平均6.14年的随访中，没有发现肿瘤性疾病，也没有观察到异位骨形成、异常软组织形成或其他非骨质疏松性骨骼病变。
对于Ⅰ期细胞治疗研究而言，这可能比任何一个疗效数字都更加基础。因为只有确认“这种细胞工程方式至少在当前样本中没有出现明显长期安全信号”，才有理由进入更大的疗效验证试验。
这项研究最有价值的地方，或许不是“干细胞治疗骨质疏松”
如果只把这项研究概括为“干细胞治疗骨质疏松”，其实会错过它最有启发性的部分。
它真正解决的是一个更普遍的问题：
细胞治疗为什么常常缺乏足够的组织特异性？
过去提高细胞功能的研究往往集中在基因编辑、转录调控或者细胞因子工程上。
这项工作选择了另一条路径——修改细胞表面的糖萼。
通过增加一个岩藻糖，就能形成sLeX；通过sLeX与E-selectin的相互作用，就可能增强细胞向骨髓迁移的能力。
而且这个改变只持续约48小时，并不需要永久改变细胞基因组。
如果未来能够在更大样本中证实这种策略确实提高了MSC的骨髓归巢和临床疗效，那么它的意义可能不仅局限于骨质疏松。
更广泛的问题将变成：
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这可能是细胞治疗工程化的重要方向之一。
但距离“骨质疏松打一针细胞就能长期控制”，至少还缺几个关键答案
这项研究令人关注，但目前最不应该做的，就是把它描述成一种已经被证明有效的骨质疏松治疗方案。
因为证据等级仍然有限。
首先，最终只有 10名患者。
其次，这是Ⅰ期研究，首要终点是安全性，不是严格意义上的疗效验证。
更重要的是，没有随机对照组，而且患者同时接受的抗骨质疏松药物并不完全一致。这意味着骨折下降、骨转换指标变化以及骨结构改善，都可能受到伴随治疗和疾病自然变化的影响。
此外，研究仅来自西班牙人群，受试者全部为女性，外推到不同祖源、不同地区以及男性患者都需要进一步验证。
还有一个机制上的关键缺口：研究并没有直接追踪输注细胞在人体内的分布。
也就是说，虽然此前动物实验支持HCELL可以增强MSC的骨髓归巢，但在这10名患者体内，究竟有多少细胞真正进入了骨髓、进入哪些骨骼部位、存活多长时间，目前并没有直接证据。
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从“控制骨丢失”到“尝试重建骨组织”，这才是该研究最值得思考的变化
骨质疏松治疗过去的核心问题是：
怎样减少下一次骨折？
而这项研究提出了一个更进一步的问题：
能不能把具有再生能力的细胞重新送回骨髓，让受损骨组织参与主动修复？
10名患者当然无法给出最终答案。
94%的骨折发生率下降也远不能被简单理解为已经证实的治疗效果。
但这项研究至少完成了一件重要的事情：它把“糖萼工程化的自体MSC静脉治疗骨质疏松”从动物实验推进到了人体，并在超过5年的随访中获得了初步安全性数据，同时观察到骨折、骨组织结构、体积骨密度和骨转换标志物多个方向相互呼应的信号。
对于这样一项Ⅰ期研究，更合适的问题或许不是：
“它已经能不能治疗骨质疏松？”
而是：
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从目前的数据看，答案是值得。
而如果未来的研究能够证实，通过短暂修改细胞表面的糖结构，就可以让治疗细胞获得可控的组织归巢能力，那么这项技术带来的影响，可能会远远超出骨质疏松本身。
参考文献
