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2021年12月14日/医麦客新闻 eMedClub News/--心脏术后约有15-30%会发生急性肾损伤（AKI），死亡率为5%-20%，以肾功能迅速下降为临床特点，最终导致急性肾衰竭，甚至引起其他功能衰竭，给手术治疗和患者康复带来很大的风险，成为临床的一道难题。近年来出现以间充质干细胞（MSC）、外泌体（Exosome）治疗为主的再生医学，为患者带来了福音。
Christof Westenfelder医学博士,弗吉尼亚州George E Wahlen健康科学中心的肾脏学主任,也是SymbioCellTech公司的创始人。基于在肾脏、重症护理和再生医学等方面丰富的临床经验，他采用泰尔茂比司特的Quantum系统对MSC和源于MSC的外泌体进行扩增，并分别注射用于心脏术后AKI患者的治疗，皆取得了不错的治疗效果，证明MSC和外泌体在急性肾损伤的治疗中具有巨大的潜力。
MSC是一种多向分化潜能的干细胞。临床应用的涉及面较广，除体外分化为成肺细胞、骨细胞、软骨细胞、心肌细胞、神经元样细胞、肝细胞，提供呼吸系统疾病、治疗关节、心脑血管、肝脏疾病外，还可以通过股动脉注射MSC，生成新的肾小管上皮组织细胞，同时也修复保护残存的肾组织细胞，促进增生与转分化，以达到恢复肾功能防治AKI的目的。
Christof Westenfelder博士组织了一次心脏术后AKI的I期临床试验，对入选的16例心脏术后患者，通过股动脉注射了Quantum系统扩增的异体骨髄间充质干细胞，随访6个月，发现患者平均住院时间缩短，再入院频率降低，未出现急性肾损伤，亦无严重不良事件；以往150例心脏术后案例的血清肌酐水平则均有上升，肾功能均逐渐丧失，许多患者目前已接受透析或肾脏移植或去世。可见，异体MSC能提供心脏术后短期和长期的肾脏预防保护功能，其安全性、耐受性和可行性都得到了验证。
外泌体是一种细胞分泌到胞外的囊泡，具有来源细胞的一些生理特征和功能，如MSC的外泌体就含有和MSC相似的作用，即可参与到肾组织增生和分化等活动中，而且在有些方面还超越了MSC, 例如更易储存且安全性较高。
正常肾脏有很多毛细血管，肾损伤的毛细血管由于受阻或收缩，血流非常困难，会引起微梗，干细胞并不能通过, 但可以引入外泌体和其他因子等小分子, 以解决局部存在的病理问题。而微血管畅通时，则可以把较大的干细胞引入治疗，以发挥作用。
于是，Christof Westenfelder博士对源于MSC的外泌体产生了很大的兴趣，建立了一个急性肾损伤的大鼠模型，以溶媒、脂肪MSC和外泌体三种制剂分别进行治疗。最终，溶媒作用后的大鼠，50%死亡；MSC注射后，也有50%死亡；源于脂肪MSC的外泌体使用后，血清肌酐水平最好，死亡率为0%，证实了外泌体对于治疗晚期AKI具有极佳的作用效果，且试验用MSC和外泌体均由Quantum自动化扩增系统完成生产。
MSC和外泌体对AKI的治疗具有重大意义，但MSC和外泌体的临床需要量较大，传统的手工培养瓶就效率、规模、时间、污染等问题，扩增水平有限。
Quantum自动化细胞扩增系统是结合中空纤维反应器，细胞培养箱与洁净室的一体化扩增设备，可以灵活改变供氧环境、变更培养基等。Christof Westenfelder博士的试验也印证了Quantum可实现MSC+外泌体同时高效扩增的独特优势。
据悉，将骨髓间充质细胞注入Quantum系统中，利用中空纤维生物反应器扩增，当间充质干细胞在中空纤维系统中汇合时，开始改用无血清培养，以刺激外泌体的释放诱导，每天周期性采集管内培养液，内含外泌体。
令Christof Westenfelder博士更为惊喜的是，Quantum系统除了可以实现MSC和外泌体的同时扩增，仅就外泌体的扩增而言，Quantum系统相较手工培养瓶扩增即显现出倍增值及浓度高、稳定性好、污染度小、低成本等多项优势，GMP规范性也得到加强。
一位70kg的AKI患者需要外泌体颗粒的剂量是1.1×1013，常规手工培养瓶生产的外泌体浓度是1×1010/ml，需要1100ml的培养液；Quantum系统能够采集外泌体的浓度是1.1×1011/ml，仅需56ml的培养液。
越来越多的研究中心和研究领域都有Quantum自动化扩增系统的身影出现，自2019年新冠疫情席卷全球，我们也发现MSC及外泌体在急性呼吸窘迫症的治疗中发挥了不错的治疗效果。我们期待Quantum系统独特的自动化扩增优势，可以被更多的应用于MSC及外泌体的规模化生产，在全球疫情控制和卫护人类健康的使命中表现得更加出色。