造血干細胞研究進展

蔣析文 劉 悅 馬光麗

(中山大學達安基因股份有限公司，廣東 廣州 510665)

造血干細胞研究進展

蔣析文 劉 悅 馬光麗1

(中山大學達安基因股份有限公司，廣東 廣州 510665)

造血干細胞；分離純化

造血干細胞(HSC)作為一種成體干細胞，是目前研究最深入、發(fā)現(xiàn)最早及應用最廣泛的干細胞，其具極強的多向分化和自我更新潛能〔1,2〕。自20世紀60年代開始，第1例骨骼移植成功以來，干細胞產(chǎn)品種類及應用范圍取得突破性進展。到目前為止，已有超過30種干細胞產(chǎn)品進入美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)審批程序，10余種疾病已入或完成三期臨床研究。干細胞技術作為生物領域中重要的組成部分，已經(jīng)被我國納入“十二·五”規(guī)劃中。

1 研究背景

21世紀是生物醫(yī)療技術大發(fā)展的時代，干細胞治療作為繼藥物治療、手術治療之后的又一場醫(yī)療革命，大大推進了我國醫(yī)療技術的全面發(fā)展〔2,3〕。目前，多數(shù)醫(yī)學家和生物學家都認為干細胞源于人體的胚胎、成人體內(nèi)及胎兒體內(nèi)，其在一定條件下，具有無限的增殖能力、自我更新能力及分化能力，可以產(chǎn)生與自己完全相同及基因型和表現(xiàn)型完全相同的子細胞，干細胞研究屬于一門新興學科〔4〕。多倫多大學健康網(wǎng)絡稱，可以把分離出來的主要干細胞用于人體造血功能〔5〕。數(shù)十年來，科學界一直相信人體中存在母細胞及血液生成細胞，骨髓能幫助人體補充新鮮血液〔6,7〕。骨髓移植手術被用于治療血液病，如白血病或遺傳及罕見疾病等，但條件是需要患者與捐獻骨髓者的干細胞配型相吻合，即使如此，排斥反應還時有發(fā)生。研究人員通過縮小范圍，最終確定幫助人體造血的干細胞，無疑為血癌或其他血液病患者帶來希望。HSCs能幫助再生出各類型的血細胞，包括紅血細胞、淋巴細胞及巨噬細胞〔8〕。

2 臨床應用研究

HSC是所有血細胞和免疫細胞的種子，主要存在于骨髓、臍帶血、胎盤組織及經(jīng)動員的外周血中〔9〕。其中，圍生期HSC以其免疫原性低、對配型要求低、增殖能力強、細胞質(zhì)量優(yōu)等特點已經(jīng)成為首要的HSC來源，人體大部分骨頭的中央部門有骨腔,骨腔內(nèi)所含的物質(zhì)即骨髓，骨髓中有一種能起著造血功能的細胞就叫HSC。人血中的紅細胞、血小板、淋巴細胞、粒細胞等,都是由它經(jīng)過多次分化發(fā)育而成的〔10,11〕。圍生期HSC移植需要組織配型相合，無關供體間配型相合的概率僅為(15～20)萬分之一〔12〕。即便主要組織相容性抗原相合，在很多亞位點也有所不同，也會出現(xiàn)免疫排斥反應，影響移植效果。而自體應用具有完美的組織配型，不會出現(xiàn)免疫排斥反應，提高了臨床治療的成功率，對于同家族親屬而言，也有1/2～1/4配型相合的概率。自體圍生期HSC的保存無疑給患者及家人增添了一份生命保障。

2.1HSC的優(yōu)勢 HSC在臨床上應用對無供者沒有任何不良的影響，尤其是圍生期的HSC，資源豐富，細胞原始，活性是骨髓和外周血干細胞的10～20倍，病毒感染風險低，細胞純凈，在給患者移植后發(fā)生移植物抗宿主病(GVHD)的危險性相對較低，對于人類白細胞抗原(HLA)配型相合的要求較低，可擴大供者范圍，同時，實物儲存，隨用隨取，能夠避免因供體原因造成的風險〔13,14〕。

2.2HSC的收集 年齡在18～45歲的健康者均可登記成為捐獻HSC志愿者,18～55歲健康者可采集HSC；標準:丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)≤40 U，乙型肝炎病毒表面抗原:陰性。丙型肝炎病毒抗體:陰性。獲得性免疫缺陷綜合征病毒抗體:陰性。梅毒試驗:陰性。采集方法：①抽取骨髓HSC，捐獻者在全身麻醉或局部麻醉的情況下，從捐獻者髂骨中抽取骨髓血；②從外周血中采集HSC，捐獻者在注射動員劑后，進行血液成分單采術，從捐獻者手臂靜脈處采集HSC。安全、方便、無痛苦；③臍帶血中采集HSC，由于臍帶血中HSC量較小，只適用于救助兒童血液病患者。我國HSC捐獻者資料庫采用的是外周血HSC采集方法。

2.3應用 利用HSC移植可治療腫瘤性疾病,如白血病、某些惡性實體瘤等及非腫瘤性疾病,如再生障礙性貧血、重癥免疫缺陷病、急性放射病、地中海貧血等。HSC也可應用于重癥天皰瘡嚴重并發(fā)癥(雙側(cè)股骨頭無菌性壞死)及重癥肌無力等疾病的治療〔15,16〕。1989年法國醫(yī)生首次應用HSC成功治療了1例范可尼貧血患者〔17〕；2010年2月，北京道增醫(yī)院3歲急重癥再障女童移植自體圍生期HSC獲得救治；2010年7月，華西第二醫(yī)院，5歲男孩移植自體HSC治愈神經(jīng)母細胞腫瘤；2009年3月，山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院用臍帶間充質(zhì)干細胞治療了1例骨髓移植后GVHD患者，使其癥狀緩解；2010年8月，解放區(qū)軍323醫(yī)院細胞治療中心利用干細胞治療了1例陳舊性類風濕關節(jié)炎患者，使其關節(jié)腫脹消退，全身癥狀減輕；2009年，西班牙醫(yī)生成功地為一名67歲男性患者實施了世界首例將全能干細胞移植到心臟的手術，目前病人心肌梗死情況已經(jīng)好轉(zhuǎn)；2011年，協(xié)和醫(yī)科大學血液病醫(yī)院利用亞全能干細胞治療了1例血管閉塞性脈管炎，為患者重建側(cè)支循環(huán)〔18〕。當前，HSC與基因檢測聯(lián)合應用，2009年，美國頂級遺傳分析器制作公司承諾，每個新生兒都將擁有自己的基因組織〔19〕，到2019，為每個人制定基因組圖將成為例行公事，目前該研究已經(jīng)為普通大眾所推崇，而且廣泛應用于運動員篩選，疾病預防和治療及職業(yè)選擇等各個方面。綜上，HSC已經(jīng)廣泛應用于組織器官修復、免疫調(diào)節(jié)、如類風濕關節(jié)炎、肝纖維化、系統(tǒng)紅斑狼瘡，還應用于醫(yī)學美容及人體保健等方面，具有廣泛的應用前景。臨床將HSC與臍帶間充質(zhì)干細胞共同移植，以治療血液系統(tǒng)疾病，HSC提供良好的造血功能，臍帶間充質(zhì)干細胞則可以提供良好的HSC細胞生長微環(huán)境，通過兩者的共同移植，能明顯改善和加快免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)的重建，同時臍帶間充質(zhì)干細胞能夠抑制異體HSC移植后的免疫排斥，顯著提高臨床治療效果，提高移植成功率及患者的生存質(zhì)量〔20～23〕。干細胞技術不僅在疾病治療方面有著誘人的前景，而且對動物克隆、植物轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)、發(fā)育生物學、新藥物的開發(fā)與藥效、毒性評估等領域也將產(chǎn)生極其重要的影響。干細胞技術是人類生命科學研究的重要里程碑，預示著生命科學研究將進入快速發(fā)展時期。

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〔2016-05-27修回〕

(編輯 苑云杰/王一涵)

R457.7

A

1005-9202(2017)19-4935-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.19.109

中醫(yī)藥行業(yè)科研專項基金資助(No.201107001)

1 麗水市人民醫(yī)院血液科

蔣析文(1982-)，男，博士，工程師，主要從事分子診斷研究。