干細胞治療的臨床應(yīng)用及存在的問題①

達瑞 劉永琦

(甘肅省中醫(yī)學(xué)院 蘭州 730000)

隨著對干細胞認識的不斷深入,體細胞克隆動物技術(shù)的成功和人類胚胎干細胞的建立,干細胞技術(shù)得到了不斷完善與發(fā)展。干細胞治療在治愈疾病、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛的推廣,本文就干細胞治療在臨床中的應(yīng)用及存在的問題做一綜述。

1 干細胞概述

干細胞(stem cells, SC)是一類具有自我復(fù)制能力的多潛能細胞,在一定條件下,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,又稱為“萬用細胞”。根據(jù)發(fā)育階段將其分為胚胎干細胞(embryonic stem cell,ES細胞)和成體干細胞(somatic stem cell)2種。

2 干細胞治療的臨床應(yīng)用

干細胞治療是將健康的干細胞移植到患者或自己的體內(nèi),以達到修復(fù)病變細胞或重建功能正常的細胞和組織的目的。干細胞治療是從根本上治療疾病,目前在臨床的應(yīng)用主要有。

2.1 干細胞治療心血管疾病

德國的Strauer等首先報道了對1例急性心肌梗死患者進行間充質(zhì)干細胞移植治療的研究結(jié)果。該研究表明,自體骨髓干細胞通過導(dǎo)管移植于患者心肌梗死的體內(nèi),梗死范圍明顯縮小,心臟指數(shù)和心排除量明顯上升,治療效果明顯。其機制可能為干細胞所分化的心肌細胞再生和神經(jīng)血管化。以色列工學(xué)院最近宣布,科學(xué)家首次從胚胎干細胞中培養(yǎng)出人類心臟組織,并且有新生心臟組織的電特性和機械性。

2.2 干細胞治療與神經(jīng)系統(tǒng)疾病

瑞典神經(jīng)學(xué)家Bjorklund及其同事應(yīng)用從流產(chǎn)胎兒腦中分離的神經(jīng)組織細胞,移植人患者的腦中來治療帕金森癥。人骨髓間充質(zhì)干細胞移植到損傷周圍皮質(zhì)區(qū),能明顯改善該區(qū)域的感覺運動功能,而且移植的間充質(zhì)干細胞能向神經(jīng)元前體細胞或神經(jīng)元樣細胞進行分化。

2.3 造血干細胞治療與血液病

由干臍帶血和胎盤含有大量的干細胞,而且干細胞又具有極強的造血功能,因而受到越來越多醫(yī)生的重視和加以應(yīng)用。

2.4 干細胞治療與肝病

研究表明,當肝臟嚴重受損時,骨髓間充質(zhì)干細胞可分化為肝卵原細胞,從而以肝源性干細胞的增殖作為主要修復(fù)手段,替代壞死的組織,還可以刺激受體組織再生,以治療各種原因所致的肝臟損傷。此外,通過體外基因修飾肝臟干細胞,再移植給相應(yīng)基因缺陷的受體肝臟,使其分化為具有正常功能的肝細胞,可以用于改善肝臟代謝疾病。

2.5 干細胞治療與腎病

Baloven等用骨髓干細胞培育出了腎臟組織,實驗表明通過移植間充質(zhì)干細胞可以修復(fù)受損腎臟,并可分化為腎小管上皮細胞,從而恢復(fù)腎臟的組織結(jié)構(gòu)和功能。間充質(zhì)干細胞分化為腎小管上皮細胞的潛能,在腎衰竭的治療中將體現(xiàn)出十分重要的價值。

2.6 干細胞治療與糖尿病

Ramiya及其同事將胰島干細胞體外誘導(dǎo)后分化成成胰島素的β細胞,移植后發(fā)現(xiàn)接受移植的糖尿病鼠血糖濃度控制良好,而對照的小鼠死與糖尿病。這為干細胞治療糖尿病奠定了實驗基礎(chǔ)。

2.7 干細胞治療與骨關(guān)節(jié)疾病

將骨髓間充質(zhì)干細胞與支架材料復(fù)合之后移植到創(chuàng)傷部位,可以用于修復(fù)骨缺損。Connolly等報使用人骨髓間質(zhì)干細胞治療脛骨骨折后的骨不連,發(fā)現(xiàn)能加快骨形成的速度,而且通過植入物可向成骨和軟骨轉(zhuǎn)化。

3 干細胞治療存在的問題

干細胞用于臨床治療首先是有效,能夠達到治療疾病的效果。其次還要安全且對人體無毒副作用。但由于該技術(shù)操作難度比較大,而且潛伏著極大的生物安全和醫(yī)療隱患風(fēng)險,仍需要引起廣大醫(yī)學(xué)工作者的重視。

3.1 干細胞分離提純難度大

由于干細胞治療技術(shù)對醫(yī)護人員技術(shù)素質(zhì)要求很高,其分離、濃縮、提純、鑒定、檢測、洗滌、凍存等復(fù)雜工序操作過程復(fù)雜,加上干細胞本身含量微小,難以直接進行分離純化,而且細胞數(shù)量隨年齡增長會出現(xiàn)降低,都在一定程度上增加了干細胞治療的難度。

3.2 干細胞異常分化

胚胎干細胞的生長特性與腫瘤細胞極為相似,在應(yīng)用之前必須解決和避免成瘤問題。目前最好的策略是把胚胎干細胞誘導(dǎo)分化為功能細胞或者某種細胞的前體細胞后再移植到體內(nèi),也可以提供設(shè)計自殺基因,當移植的胚胎干細胞向腫瘤發(fā)展時,自殺基因便發(fā)揮作用導(dǎo)致細胞死亡。

3.3 干細胞本身的遺傳穩(wěn)定性

理論上講,細胞在體外傳代或分裂過程中,隨著基因的不斷復(fù)制,甲基化與乙?；伎赡苁够蛟谡Ｇ闆r下就有可能發(fā)生突變。

3.4 免疫排斥

雖然干細胞表面的抗原表達很微弱,患者自身的免疫系統(tǒng)對這種未分化細胞的識別能力很低,但胚胎干細胞的抗原性還是可以其向成熟細胞的分化過程中逐漸表現(xiàn)出來。所以,即使是同種異體干細胞移植治療也存在著排斥反應(yīng)。

4 展望

干細胞治療由于其自身的優(yōu)點,越來越受到科學(xué)界與醫(yī)學(xué)界的重視,并可能為基因治療、組織器官移植、甚至細胞替代療法提供良好的技術(shù)平臺。干細胞治療在臨床方面的應(yīng)用目前仍在探索階段,如何有效地收獲大量純化的細胞,以及保證其在移植治療過程中的穩(wěn)定性和安全性還有待于今后的不斷研究。

[1]Robin LB.The future for stem cell research[J].Nature,2001,414(1):88～91.

[2]Lanza R,Moore MA,Wakayama T,et al.Regeneration of the infarcted heart with stem cells [J].Circ Res,2004,94:252～253.

[3]David AP.Current science of regenerative medicine with stem cells[J].Investigative Medicine,2006,54(1):33～36.

[4]習(xí)佳飛,王韞芳,襞雪濤.成體干細胞及其在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J].生命科學(xué),2006,18(4):328～332.