干細胞治療現(xiàn)狀、策略與前景展望

當(dāng)代醫(yī)學(xué)已從分子治療向細胞治療過渡。傳統(tǒng)意義上的中藥、西藥治療，實際起作用的是一些生物、化學(xué)分子族群，屬于分子水平治療。然而人類的一些重大疑難疾病(如中風(fēng)、心肌梗死、帕金森、老年癡呆、腫瘤、糖尿病等)是由于機體內(nèi)某些組織細胞的正常生理功能發(fā)生缺失或出現(xiàn)障礙，藥物分子雖然可以通過直接或間接的作用影響這些組織細胞的功能行為，但是極難使受損或功能障礙的細胞群體恢復(fù)到正常功能狀態(tài)。因為一個細胞里包含的各種分子數(shù)量是一個天文數(shù)字，要想使發(fā)生了紊亂的龐大的分子族群像在正常細胞環(huán)境里那樣有秩序地工作，是難以想象的困難。況且，外來的藥物分子對組成細胞的分子族群的正常功能常常發(fā)生干擾，具體表現(xiàn)為藥物的不良反應(yīng)。藥物治療往往很難治愈疾病，屬于治標(biāo)不治本，而細胞治療，以生理功能正常的細胞替換功能障礙或缺陷的細胞，更容易治愈疾病。在已應(yīng)用于臨床實踐的細胞治療類型(干細胞；免疫細胞；成熟體細胞，如肝細胞、胰島細胞、軟骨細胞等)中[1-3]，干細胞因其多向分化的潛能、無免疫源性、可分泌大量細胞因子，目前在臨床研究中應(yīng)用比較廣泛、取得的效果比較明顯。

1 干細胞治療現(xiàn)狀

1.1 干細胞對許多疾病有效且安全 干細胞來源廣泛，種類繁多。根據(jù)發(fā)育階段，分為胚胎干細胞(embryonic stem cells,ESCs)和成體干細胞(adult stem cells,ASCs)。其中ESCs由于倫理爭議，其臨床研究和應(yīng)用受到一定限制。盡管作為全能干細胞的ESCs也有臨床研究報道；但至少目前看來，多種ASCs具有較好的臨床治療價值，造血干細胞(hematopoietic stem cells,HSCs)和少數(shù)種類的間充質(zhì)干細胞(mesenchyma stem cells,MSCs)已被批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床。目前HSCs移植是治療白血病、惡性貧血、再生障礙性貧血等血液系統(tǒng)疾病唯一有效的方法。

大量臨床研究表明[4-11]，一些種類的干細胞對許多難治性疾病具有明顯療效。這些疾病包括自身免疫性疾病、退行性疾病、代謝性疾病、組織缺損性疾病、創(chuàng)傷性疾病、炎癥性疾病、放射性疾病、中毒性疾病、缺血性疾病以及腫瘤、失眠、亞健康狀態(tài)、抗衰老、美容等，涉及人體的神經(jīng)、循環(huán)、呼吸、消化、內(nèi)分泌、泌尿、生殖、運動等各大系統(tǒng)。臨床上研究較多的用干細胞治療的疾病主要有白血病、惡性貧血、再生障礙性貧血、肝硬化、克羅恩病、小兒自閉癥、腦癱、帕金森癥、阿爾茲海默癥、糖尿病、糖尿病足、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、移植物抗宿主病、急性心肌梗死、腫瘤等。這種疾病治療的多樣性，是由干細胞治療機制的復(fù)雜性決定的。研究表明[12-15]，干細胞治療的機制包括：通過歸巢與多向分化潛能直接修復(fù)或再生損傷的組織器官；通過內(nèi)分泌、遠程分泌和旁分泌功能參與組織器官修復(fù)替代；通過免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)功能參與組織器官修復(fù)；通過介導(dǎo)自噬作用、趨化作用、抗氧化應(yīng)激功能參與疾病治療；通過血管、神經(jīng)再生作用參與疾病治療等。迄今，各種干細胞治療的機制并沒有完全弄清，還需要深入研究。

迄今，各種動物實驗和臨床研究表明[5,16-18]，ASCs治療是安全的。盡管極少數(shù)患者會有不良反應(yīng)發(fā)生，如輕微發(fā)熱、頭痛、腰疼等，但不會有嚴(yán)重副作用。

1.2 干細胞治療管理模式的轉(zhuǎn)變 2009年5月1日，國家衛(wèi)生部辦公廳發(fā)布《首批允許臨床應(yīng)用的第三類醫(yī)療技術(shù)目錄》(衛(wèi)辦醫(yī)政發(fā)〔2009〕84號)，其中包含HSCs。一些干細胞治療，在生物技術(shù)公司投資推動下，在國內(nèi)三甲醫(yī)院普遍開展。凡是用常規(guī)治療手段無效或療效甚微的疑難疾病，都用干細胞進行治療，而且費用不菲。干細胞被稱為“萬用細胞”。然而，干細胞治療的火熱場面，很快就被主管部門冷卻下來。

2011年12月26日，國家衛(wèi)生部辦公廳又發(fā)布了《關(guān)于開展干細胞臨床研究與應(yīng)用自查自糾工作的通知》(衛(wèi)辦科教函〔2011〕1177號)，緊急叫停了未經(jīng)衛(wèi)生部和國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的干細胞臨床研究和應(yīng)用活動，并到2012年7月1日前，暫停受理任何項目申報。2012年12月29日，國務(wù)院發(fā)布《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確將細胞治療列為重要發(fā)展和重點支持的產(chǎn)業(yè)之一。2015年7月20日，國家衛(wèi)生計生委、國家食品藥品監(jiān)督管理總局共同組織制定了《干細胞臨床研究管理辦法(試行)》，同年7月31日，國家衛(wèi)計委、國家食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布《干細胞制劑質(zhì)量控制及臨床前研究指導(dǎo)原則(試行)》。這些政策的發(fā)布，標(biāo)志著我國干細胞治療研究應(yīng)用的管理模式發(fā)生了根本變化，開始由“第三類醫(yī)療技術(shù)”管理向“藥物”管理模式轉(zhuǎn)變。

按“藥物”管理是借鑒國外先進經(jīng)驗，防止國內(nèi)干細胞治療被濫用。美國、歐盟、韓國、日本、澳大利亞等國家都是按照“藥物”進行管理，可以防止未經(jīng)臨床試驗研究直接應(yīng)用于患者導(dǎo)致的風(fēng)險。

2016年，成立國家干細胞臨床研究管理工作領(lǐng)導(dǎo)小組和干細胞臨床研究專家委員會，評選并批準(zhǔn)了30家首批干細胞臨床研究機構(gòu)。同年，國家衛(wèi)計委明確取消第三類醫(yī)療技術(shù)審批。個別行業(yè)協(xié)會也出臺了一些干細胞相關(guān)規(guī)范。2016年，中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會發(fā)布《干細胞制劑制備質(zhì)量管理自律規(guī)范》。2017年，中國細胞生物學(xué)學(xué)會干細胞生物學(xué)分會發(fā)布《干細胞通用要求》。這一系列政策和規(guī)范的出臺，有力地促進了干細胞研究應(yīng)用的健康發(fā)展。

2 干細胞治療存在的問題及解決策略

干細胞治療是近十幾年來發(fā)展起來的，由于歷史較短，在許多方面還存在一些問題。

2.1 干細胞制劑的質(zhì)量和數(shù)量 人的干細胞種類繁多，不同種類干細胞的質(zhì)量與干細胞的增殖分化能力、純度、活細胞數(shù)、體外培養(yǎng)擴增代數(shù)、衰老程度等因素有關(guān)。干細胞的質(zhì)量直接影響到干細胞臨床治療的效果和安全性。干細胞質(zhì)量的控制涉及干細胞分離、培養(yǎng)擴增、傳代、儲存、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)。干細胞制劑需要按照藥品“GMP”標(biāo)準(zhǔn)進行制備生產(chǎn)；與普通藥品不同的是，干細胞具有增殖分化能力，且這種增殖分化能力與治療效果有關(guān)。干細胞臨床治療的效果還與移植的干細胞數(shù)量有關(guān)[19]。通常，對于某些成人干細胞移植治療，一次移植的干細胞數(shù)量需要達到一千萬以上。制備足夠數(shù)量和質(zhì)量符合要求的干細胞是干細胞臨床應(yīng)用的前提。但是，不同來源的干細胞增殖分化能力差異很大，即干細胞具有很強的異質(zhì)性。這種異質(zhì)性導(dǎo)致不同批次的干細胞制劑質(zhì)量不穩(wěn)定，影響臨床治療效果。目前干細胞制劑還沒有統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因為干細胞表面的標(biāo)志物有時不穩(wěn)定，這造成了干細胞鑒定和分類的困難。在數(shù)量上，用于臨床治療的干細胞也不能無限擴增，因為隨著擴增次數(shù)的增加，基因突變會逐漸積累，這增加了遺傳風(fēng)險。

有鑒于此，臨床應(yīng)用的干細胞制劑需要建立統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進行嚴(yán)格的質(zhì)量管理。除遵循《干細胞制劑質(zhì)量控制及臨床前研究指導(dǎo)原則(試行)》、《干細胞制劑制備質(zhì)量管理自律規(guī)范》、《干細胞通用要求》外，還需要建立各種具有臨床應(yīng)用價值的干細胞的分類和鑒定標(biāo)準(zhǔn)，確保干細胞制劑的穩(wěn)定性。對于符合要求的干細胞數(shù)量不足的問題，需要研究安全穩(wěn)定的干細胞增殖擴增方法[20-21]，經(jīng)過多次傳代甚至無限次傳代擴增后，仍能保證干細胞制劑的質(zhì)量。

2.2 干細胞移植的途徑和方法 干細胞移植的途徑主要有靜脈內(nèi)注射、動脈內(nèi)注射、微創(chuàng)介入、局部注射、腰椎穿刺蛛網(wǎng)膜下腔注射、腦室穿刺注射、枕大池穿刺注射、氣管內(nèi)滴注、皮膚部位直接注射等[22-25]，不同的移植途徑各有優(yōu)缺點。就傳統(tǒng)中藥、西藥而言，藥物在體內(nèi)發(fā)揮作用后，往往被機體代謝并排出體外；理想的干細胞治療是，細胞被植入體內(nèi)后，通過增殖分化替代或修復(fù)功能障礙的組織細胞，融合為正常組織器官的一部分，從而達到治療疾病的目的。然而目前常規(guī)移植治療方法對實體組織器官的治療具有明顯缺陷，即移植的干細胞大部分沒有到達患病的靶組織器官，而是隨著體液流動到達了不需要治療的正常組織器官，到達靶組織器官的干細胞數(shù)量不僅少而且大部分幾天后消失，只有少量干細胞長期停留在損傷部位，導(dǎo)致治療效果難以持久。這些外源的干細胞有可能成為安全隱患，譬如在正常組織器官內(nèi)增殖失控，誘發(fā)腫瘤，或者因過度增殖而堵塞血管。這種情況目前雖沒有臨床報道，但由于干細胞臨床治療歷史短、基礎(chǔ)研究少，理論上還是存在的。

外源干細胞植入患者體內(nèi)后的命運，多數(shù)情況是發(fā)生凋亡、死亡或者被機體免疫系統(tǒng)排斥，最終被機體代謝分解排出體外，喪失治療價值，所以某些干細胞治療方法需要多次移植。

僅僅在細胞水平上進行臨床治療，還不能徹底解決問題，因為人體生理功能是通過組織器官實現(xiàn)的。組織是由一群形態(tài)相似功能相同的細胞及其細胞間質(zhì)組成的，不同的組織又構(gòu)成器官，所以，組織具有承上啟下的作用。從組織水平進行臨床治療，對患者疾病恢復(fù)至關(guān)重要。這就是為什么有的干細胞治療效果不好，療效只有短短的數(shù)月。排除干細胞治療方案本身可能存在的缺陷，關(guān)鍵在于沒有在組織水平上進行結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù)。要想克服干細胞治療的致命短板，需要利用一定數(shù)量的活干細胞從結(jié)構(gòu)上修復(fù)或重建受損的組織器官，恢復(fù)受損組織器官的正常生理功能，這就是組織水平上的臨床治療，稱為組織治療或組織工程治療。

根據(jù)臨床需要，組織治療替代傳統(tǒng)的干細胞治療，在組織器官的病變部位，定向移植干細胞，由干細胞在患病組織局部微環(huán)境和多種細胞因子誘導(dǎo)下定向增殖分化，修復(fù)或再生具有正常生理功能的組織器官，達到治療疾病的目的。這種疾病治療方法稱為原位治療，或稱為原位組織工程治療。利用干細胞進行原位治療，可以精確地修復(fù)或再生功能障礙的組織器官，達到理想的治療效果。

2.3 干細胞治療的適應(yīng)證 盡管各種干細胞治療臨床研究和應(yīng)用廣泛開展[5-9]，但是不同種類的干細胞藥物都有其適應(yīng)證。不能把干細胞藥物當(dāng)作包治百病的靈丹妙藥(萬用細胞)，禁止未經(jīng)臨床試驗研究直接進行干細胞移植治療。進行干細胞藥物臨床應(yīng)用，應(yīng)嚴(yán)格按照該種藥物被批準(zhǔn)的適應(yīng)證進行，不能隨意擴大治療范圍。美國、韓國、加拿大、日本、意大利等國已有干細胞藥物被批準(zhǔn)上市。國內(nèi)由于干細胞治療模式轉(zhuǎn)變時間較短，暫時還沒有干細胞新藥上市，但是許多干細胞藥物正在進行臨床研究，在這個階段，不允許向患者收費。

2.4 干細胞治療的禁忌證 通常干細胞治療的禁忌證包括：休克或全身衰竭生命體征；晚期惡性腫瘤尤其是腦腫瘤患者；全身感染或局部嚴(yán)重感染抗感染康復(fù)前;合并心、肺、肝、腎等重要臟器功能障礙者;凝血功能障礙；血清學(xué)檢查(如艾滋病、乙型肝炎、梅毒等)陽性;非神經(jīng)系統(tǒng)疾患或尚未明確診斷者;高度過敏體質(zhì)或有嚴(yán)重過敏史者；不正常及不配合檢查者;以及其他一些不適合干細胞治療的患者。所以進行干細胞移植治療研究和應(yīng)用時，需要對患者進行篩選。

2.5 長期隨訪 治療用干細胞來源于人體組織，具有很好的生物相容性，需要進行長期觀察是否有副作用。干細胞治療研究和應(yīng)用，應(yīng)有完整的治療方案，并進行長期隨訪，取得完整的臨床資料，進行綜合評估。所以，在進行干細胞治療試驗研究時，應(yīng)對患者進行篩選，以利于后續(xù)治療和長期隨訪。

2.6 其他 近年來，干細胞研究和應(yīng)用還發(fā)現(xiàn)其他一些問題，如依賴現(xiàn)象、違規(guī)治療現(xiàn)象等。通過隨訪一些長期進行干細胞治療的患者，發(fā)現(xiàn)(間充質(zhì))干細胞制劑有一定依從性，即：患者注射后，一定時期內(nèi)具有治療效果，精神狀態(tài)比較亢奮，但隨著時間延長，治療效果慢慢減弱或消失，需要再次注射才會出現(xiàn)治療效果，而且注射間隔會逐漸縮短，劑量會逐漸增加。如果出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)立即停止干細胞治療，或改變干細胞移植的途徑和方法。

受巨大利益驅(qū)使，國內(nèi)外都存在違規(guī)治療現(xiàn)象。由于干細胞藥物臨床研究周期長、費用昂貴，國外有些診所會繞開臨床試驗研究環(huán)節(jié)，直接給患者進行應(yīng)用；國內(nèi)一些干細胞公司，也在私下進行干細胞移植治療，進行違規(guī)收費。對于這一問題，行政管理部門應(yīng)加強監(jiān)管，讓干細胞公司知曉違規(guī)治療存在的風(fēng)險，同時也應(yīng)加快干細胞藥物的臨床審批速度，為治療某些重大疾病的干細胞藥物審批開辟綠色通道。

3 干細胞治療前景展望

與傳統(tǒng)西藥、中藥治療不同，干細胞治療用的是活細胞，這些活細胞從體外被轉(zhuǎn)移到患者體內(nèi)后，有些以游離狀態(tài)存在和生長，有些則會與其他組織細胞粘附在一起生長、增殖、分化，但都是被植入人體的活的相對獨立的結(jié)構(gòu)功能單位，所以稱為干細胞移植或干細胞移植治療。與傳統(tǒng)藥物治療相比，由于植入的是活細胞，干細胞移植治療較傳統(tǒng)的西藥、中藥治療有許多優(yōu)勢：幾乎無副作用或副作用很小，如利用自體細胞、同種異基因的MSCs進行的移植治療；對于某些傳統(tǒng)治療手段無效或治療效果不佳的疑難疾病，具有較好的治療效果；新植入的具有生物活性的細胞能夠不斷地分泌細胞因子或其他生物活性物質(zhì)，具有較好的治療效果，相反，一些中藥、西藥成分在體內(nèi)很快被代謝分解并排出體外，喪失藥效。

從傳統(tǒng)藥物治療到干細胞藥物治療，是一個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域巨大變革，是臨床醫(yī)學(xué)發(fā)展的里程碑。然而傳統(tǒng)意義上的干細胞治療僅是一個過渡。組織是由形態(tài)相似功能相同的細胞群體組成的，而器官則是由不同組織構(gòu)成的行使一定功能的結(jié)構(gòu)單位，所以組織具有承上啟下的作用，組織治療在臨床醫(yī)學(xué)中居于關(guān)鍵地位。但是目前的干細胞治療方法以功能重建為主，結(jié)構(gòu)重建的極少。功能重建是移植入患者體內(nèi)的干細胞以內(nèi)分泌、外分泌等形式釋放各種生物活性因子發(fā)揮治療作用，見效快，但需要重復(fù)用藥，次數(shù)越來越多，間隔越來越短，屬于治標(biāo)不治本。組織治療則不同，屬于結(jié)構(gòu)重建。在結(jié)構(gòu)重建的同時，進行功能重建，見效相對慢，但可以達到更好的治療效果。傳統(tǒng)意義上的組織工程治療[26-27]，是在體外模擬人體內(nèi)細胞的生理環(huán)境進行組織器官再生，之后進行體內(nèi)移植。這種人造的組織器官往往有2個致命缺陷：一是不能正確地再生人體天然組織器官的結(jié)構(gòu)；二是由于缺乏體內(nèi)的生物力學(xué)環(huán)境，再生的組織器官移植后往往無正常的生理功能。這種無正常生理功能的物理學(xué)意義上的組織器官，在臨床上沒有治療效果，或治療效果不佳。原位治療可以在功能障礙的組織器官處利用干細胞原位修復(fù)或重建有功能的組織器官，這才是未來干細胞治療的發(fā)展方向。

未來的臨床醫(yī)學(xué)將是干細胞技術(shù)與組織工程技術(shù)相融合發(fā)展的原位治療時代。目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了以干細胞治療為特色的專科醫(yī)院——干細胞醫(yī)院，一些組織工程產(chǎn)品開始臨床應(yīng)用。將來在一些大型醫(yī)院，可能同時出現(xiàn)西藥房、中藥房、干細胞藥房。普通的干細胞治療將以藥物治療的形式存在和發(fā)展，調(diào)節(jié)患病組織或器官的功能，用于短期快速地治療某些重大疑難疾病。也可以不用活細胞而僅僅用活細胞成分進行，如利用MSCs的亞細胞結(jié)構(gòu)——囊泡，或稱外泌體[28-30]，進行疾病的臨床治療，好處是比活細胞更容易操作，凍存、復(fù)蘇、運輸都相對要求不高。所以，干細胞與組織工程臨床應(yīng)用的潛力是巨大的，前景是廣闊的。