为终结腰痛，上海九院巧借成纤维细胞做“特洛伊木马”，突破mRNA 椎间盘递送瓶颈

本文来自微信公众号： RNAScript ，作者：一一，原文标题：《为终结腰痛，上海九院巧借成纤维细胞做“特洛伊木马”，突破 mRNA 椎间盘递送瓶颈》

全球约6亿人正被慢性下腰痛困扰，其中近40%的病根在于椎间盘退变。椎体之间那块起缓冲作用的"软骨垫"，会随年龄增长逐渐失水萎缩、结构塌陷，进而引发炎症、压迫神经。手术能解除神经压迫，却无法逆转椎间盘的退变进程；止痛药只能暂时缓解症状，对病根毫无办法。这是骨科领域横亘多年、始终未能突破的一道难题。

于是，细胞疗法被寄予了厚望。将健康细胞注入椎间盘，让它们分泌细胞外基质、抑制炎症反应，从根源上修复退变组织——这个逻辑看似完美，现实却异常残酷。椎间盘退变的微环境堪称"地狱级"：高炎症、低氧、营养匮乏。无论是间充质干细胞还是髓核细胞，注射进去后首先要面对的不是"能不能治病"，而是"能不能活过最初的几天"。无数在动物模型中惊艳的临床前数据，一进入人体试验便大打折扣，这个令人沮丧的循环，在椎间盘领域已经重演了将近二十年。

近日，上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科赵杰、马培翔、秦安团队另辟蹊径：不让细胞"裸奔"进入炎症战场，而是先给它们装备好"武器"，再送它们上阵杀敌。相关成果“LNP-mRNA-engineered fibroblasts delivering TNF-αantibodies alleviate intervertebral disc degeneration by modulating the inflammatory microenvironment”发表于国际知名期刊Chemical Engineering Journal，团队创新性地建立了LNP-mRNA工程化成纤维细胞策略，将"细胞载体+mRNA药物"双剑合璧，利用mRNA对细胞进行无痕改造，使其能够适应恶劣的炎症微环境。该方案是在团队前期构建的异体人成纤维细胞治疗腰椎间盘退变方案基础上的重大迭代，有望真正实现退变椎间盘的根源性修复，为全球数亿腰痛患者带来全新的治疗希望。

先有鸡还是先有蛋？一个困住领域的死循环

要理解这项研究的精妙之处，得先绕进一个困住了整个领域的逻辑死局。

椎间盘退变为什么这么难治？核心炎症因子TNF-α在其中扮演了关键角色——这一点已经被无数研究反复证实。退变椎间盘中TNF-α的免疫阳性率，比正常椎间盘高出近40%。它会激活下游的MMP3、MMP9等基质金属蛋白酶，一边疯狂分解胶原和蛋白聚糖，一边加速髓核细胞衰老凋亡。这也是本研究通过单细胞测序和转录组数据交叉验证得出的核心结论。

既然TNF-α是罪魁祸首，那直接中和它不就行了？阿达木单抗正是做这件事的——作为全球销售额最高的生物制剂之一，它已经在类风湿关节炎、银屑病等多种自身免疫疾病中证明了卓越疗效。但问题在于：全身给药副作用难以控制，局部注射蛋白药物又会被快速代谢清除，作用时间极短，还可能诱发抗药抗体。

那能不能让椎间盘里的细胞自己持续分泌TNF-α抗体呢？这正是mRNA疗法的用武之地。但在椎间盘的炎症微环境里，mRNA-LNP的递送本身就是个大麻烦——TNF-α会显著抑制脂质纳米颗粒的转染效率，而且浓度越高，抑制效果越强。研究显示，用160 ng/ml TNF-α处理后，LNP的荧光素酶活性只剩下对照组的40%左右，在髓核细胞中这个现象更为明显。

于是，一个无解的死循环出现了：我们需要TNF-α抗体来创造良好的递送环境，但递送本身又被TNF-α所破坏。到底是先有抗体，还是先有有效的递送？

"特洛伊木马"式解法：体外武装，体内作战

团队的突破口，是把LNP转染这一步彻底移出椎间盘——在细胞进入炎症环境之前，先在体外完成mRNA递送，让成纤维细胞带着"全套装备"再注射进去。

选择成纤维细胞作为载体并非偶然。它不仅取材便捷、增殖能力强，本身就存在于椎间盘组织中，能参与基质合成，且操作风险低于间充质干细胞。但普通成纤维细胞在高TNF-α的退变微环境里同样不堪一击——会快速衰老、增殖停滞，最终死亡。

图：LNP‑mRNA工程化成纤维细胞策略

具体的工程化改造流程清晰高效：研究人员利用脂质纳米颗粒（LNP）将编码scFv-Fc型阿达木单抗的mRNA转染入原代成纤维细胞。48小时后，细胞上清液中的抗体浓度达到约50 ng/ml，与等浓度的重组蛋白中和效果相当。随后，这些"全副武装的成纤维细胞"（EFbs）被注射进退变的椎间盘。

之所以选择单链可变区（scFv）构型而非完整抗体的双链结构，是因为双链结构难以用单一mRNA编码且封装均一性差，而scFv经ELISA验证表达量更高，更适合临床转化。这个看似不起眼的工程细节，在实际制备流程中却有着举足轻重的意义。

体外实验的数据形成了完整的逻辑链：在TNF-α刺激下，工程化成纤维细胞的衰老标志物（p16、p53）增幅被压低超过50%，增殖能力得到部分恢复；在共培养体系中，它们分泌的TNF-α抗体不仅保护了自身，还显著降低了髓核细胞的炎症因子表达（iNOS、COX2），减少了ECM降解酶（MMP3/9/13）的分泌，同时促进了胶原II和聚集蛋白聚糖的合成。

体内验证：亮眼成果与清醒认知

在大鼠针刺椎间盘退变模型中，工程化成纤维细胞的优势得到了进一步验证。

首先要回答一个最实际的问题：这些细胞能在恶劣的椎间盘微环境中存活多久？研究人员用携带荧光素酶mRNA的细胞进行了生物发光追踪，结果显示，工程化成纤维细胞在体内存活时间超过17天，显著长于普通成纤维细胞，更是远超单独注射mRNA-LNP的不到7天。这一点至关重要——持续的抗体分泌依赖于细胞存活，而细胞存活本身就是EFbs自我保护的结果，两者形成了一个良性的正反馈循环。

造模4周后的影像和组织学结果令人振奋：接受EFbs治疗的大鼠椎间盘，在X光下间隙高度保留更好，MRI的T2加权信号（代表椎间盘含水量和完整性）更高，Pfirrmann分级更低；组织切片中，髓核结构保留更完整，胶原降解酶表达更低，胶原II和SOX9阳性细胞更多。与单独注射成纤维细胞或阿达木单抗蛋白的对照组相比，EFbs组在绝大多数指标上均显示出更优的效果，统计差异普遍达到p<0.001以上。

但必须客观指出的是，这仍是一项基于啮齿类动物的概念验证研究。大鼠尾椎针刺模型的退变程度和病理机制与人类腰椎退变存在天然差异，且观察窗口仅为4周。从这里走到人体安全性和有效性的最终证明，还有相当长的路要走——细胞的长期归宿、mRNA表达的持续时间窗口、免疫排斥风险、以及更大动物模型的验证，都是未来必须回答的关键问题。

技术突破的深层价值

这篇论文真正的亮点，不只在于"成纤维细胞+阿达木单抗mRNA"这个具体的组合本身，而在于它系统性地解决了一个更普遍的行业困境：如何在高度抑制性的组织微环境中，实现持久的mRNA治疗效果。

近年来，mRNA-LNP技术在运动系统疾病中的应用探索持续升温。同一团队此前就发表过用LNP-mRNA递送TNF-α抗体治疗骨关节炎的工作，FGF18 mRNA-LNP保护软骨的研究也屡见不鲜。但局部注射mRNA-LNP存在两大先天局限：一是表达窗口短（本研究中不到7天），二是炎症微环境会显著降低其递送效率。这对于需要长期、持续干预的慢性退变疾病来说，几乎是致命的短板。

用细胞作为mRNA的‘活体特洛伊木马’。这个框架不仅绕过了‘TNF-α抑制LNP转染’的死循环，还利用细胞自身的屏障保护了mRNA不被组织液迅速降解。更妙的是，抗体中和了炎症，创造了舒适圈，反而反哺了成纤维细胞自己的体内存活率（超过17天），形成了一场完美的局部正反馈防御战。

当然，这也意味着更复杂的制备流程、更高的质控要求，以及细胞存活时间和mRNA表达衰减之间的精细平衡问题——比如临床应用中是使用自体细胞还是异体细胞，如何保证批次间的稳定性，这些都是走向临床必须跨越的障碍。

这条路通向何方

椎间盘退变细胞疗法的临床转化之路走得异常缓慢。截至2025年，全球范围内纳入系统分析的临床研究仅13项，共1299名患者，且大多为小样本探索性研究，长期安全性和有效性的高质量证据依然严重不足。

这篇论文所代表的方向——将mRNA疗法与细胞疗法融合成一个有机系统——是近几年才兴起的新思路，目前基本还处于临床前阶段。但它的想象空间远不止于椎间盘：任何需要局部持续表达治疗蛋白、同时受炎症微环境制约递送效率的疾病，理论上都可以借鉴这一思路。骨关节炎、肌腱修复、乃至部分肿瘤微环境的局部免疫干预，都在讨论类似的技术路径。

离真正的临床应用还有多远？现在还没人能给出可信的时间表。但这种"体外武装细胞、体内精准作战"的思路，提供了一个清晰且极具工程价值的解决方案，而非又一篇泛泛而谈的"mRNA潜在应用"式概念展望。它让我们看到，当两种前沿技术真正深度融合时，或许能为那些困扰人类多年的难治性疾病，打开一扇全新的大门。