新型干细胞治疗：科学和政策

王东梅 郭子宽

·述评·

新型干细胞治疗：科学和政策

王东梅 郭子宽

以胚胎干细胞、诱导多能干细胞、间充质干细胞和神经干细胞为代表的新型干细胞治疗，已经进入临床试验阶段。然而，对干细胞本身的了解，干细胞治疗机制的阐明，干细胞安全性和有效性的保障，伦理规范的制定和干细胞治疗实施的管理政策等，亟待深入研究探讨。本文就新型干细胞治疗的上述问题进行了综述。

干细胞治疗胚胎干细胞成体干细胞临床试验政策伦理

1 干细胞及新型干细胞治疗

干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞，具有再生各种组织器官乃至一个生物个体的潜在能力。依据干细胞级系，正常生理发育过程中出现的干细胞包括胚胎干细胞（Embryonic stem cell，ES细胞）和成体干细胞（Somatic stem cell）两种类型。根据干细胞的分化潜能，有可分为全能、多能和单能干细胞。真正意义上的全能干细胞，只包括受精卵至桑葚胚发育阶段的细胞。严格意义上讲，ES细胞属于多能干细胞。近年来的研究发现，利用病毒载体将四个转录因子（Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc）的组合，转入小鼠或人皮肤成纤维细胞，经克隆筛选后即可获得功能类似于ES细胞的细胞系[1－2]，即诱导多能干细胞（Induced pluripotent stem cells，iPS细胞）。

除造血干细胞外，新型成体干细胞不断被人们发现并认知，这些干细胞包括间充质干细胞（Mesenchymal stem cells， MSC）、神经干细胞（Neural stem cells，NSC）、角膜缘干细胞、肝脏干细胞、肌肉卫星细胞、骨骼肌干细胞、心肌干细胞、血管内皮祖细胞、胰岛干细胞和成血-血管原始细胞等[3]。

ES细胞是一种高度未分化的干细胞，具有分化为除胎盘和脐带外，几乎机体全部细胞和组织，并最终发育为器官的能力。目前，人们已经建立了多个人ES细胞系；截止今年3月份，于NIH登记且可利用NIH基金进行研究的人胚胎干细胞系有91株[4]。因此，从细胞功能和技术角度考虑，利用ES细胞的分化多能性，依据疾病缺陷特点，针对性地诱导ES定向分化，是干细胞治疗策略中最理想的途径。然而，由于人类ES细胞研究触及生命的伦理和道德，在很多国家被法律禁止，相关研究也处于进退两难的境地[5-7]。然而，随着ES制备技术的成熟，由单囊胚细胞建立稳定的ES细胞系成为可能，从而在技术层面保证了胚胎的“生命”存在，广受争议的伦理问题得以部分解决，ES细胞临床应用似乎又获得了新的希望[8]。

近年来人们发明的iPS细胞是一种人为构建的多能干细胞，通过基因转移手段，使原癌基因和维持细胞“干性”（Stemness）的基因，在成熟细胞中高表达，从而使普通体细胞“初始化”。因此，iPS细胞可能比ES细胞具有更强的致瘤性。近两年，小分子物质对维系细胞干性的发现，使利用瞬间表达载体及OCT-4单个转录因子转移构建iPS细胞成为可能[9]，从而有可能减低了细胞致瘤性的发生率。iPS细胞绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍，在生物和医学领域具有广阔的应用前景，有望成为实施再生医学和细胞治疗的重要细胞来源。

基于干细胞的特殊功能和大量实验室研究的巨大进展，包括MSC、ES和iPS在内的干细胞，已经成为继造血干细胞移植后的新型干细胞治疗的主体，分别进入Ⅰ～Ⅲ期临床试验，用于治疗免疫性疾病和退行性病变相关疾病，促进组织和器官损伤的修复，或构建疾病特异性的多能干细胞[10]。其中，MSC治疗移植物抗宿主病和克罗恩氏病（Crohn’s disease），已经完成了Ⅲ期临床试验，有望成为第一个进入临床应用阶段的干细胞药物。

干细胞治疗（Stem cell therapy）的机制包括：干细胞移植、旁分泌作用或者两者兼有[11]。干细胞移植泛指将各种来源的成体干细胞、ES细胞和iPS细胞，通过静脉、动脉或其它注射方式，移植到受损伤部位，以替代或补充原有的病变干细胞，从而恢复病变组织或器官功能的治疗技术。狭义地讲，干细胞移植特指造血干细胞移植，细胞来源可为自体或异体骨髓、动员的外周血或者脐带血。MSC和NSC在修复骨/软骨及神经系统损伤性疾病时，部分移植细胞可在宿主体内长期存活，并可形成新生组织，也应属于干细胞移植范畴[12-14]。然而，对目前开展的多数干细胞治疗而言，如MSC治疗神经系统疾病、心肌梗死和移植物抗宿主病等，并没有细胞在体内长期存活并实施神经元和心肌细胞功能的确切证据，细胞治疗功能更多体现在移植细胞的旁分泌作用[15-17]。阐明某一种具体的细胞治疗机制，尤其是移植细胞体内动力学规律的探讨，不但可使人们推测治疗的有效性及持续时间，对治疗安全性的判断，更具有重要的指导意义。

2 干细胞治疗的安全性问题

干细胞是一种未分化成熟的细胞，其细胞表面的MHC抗原表达相对较弱，受者免疫系统对这种未分化细胞的识别能力较低。因此，免疫排斥反应及过敏反应等也较低，使同种异体干细胞治疗相对安全。然而，作为一种新型治疗手段，干细胞治疗潜在风险必须予以重视。从培养体系的安全性来讲，干细胞在体外培养过程中,与培养皿、分离液、血清、细胞因子等开放接触,易于受到各种微生物和有害物质（如热原和内毒素）的污染，有造成受体医源性感染等不良反应的风险。更为重要的是，传代培养是获得足够干细胞数量的常用方法。但是，干细胞多次传代将使干细胞的生物学特性将发生变化，出现老化、多向分化潜能的退变、分泌能力的降低乃至获得永生化或者癌变能力。造血干细胞移植后供者源白血病复发现象，已经得到临床血液学家的重视[18]。这种未经体外培养的造血干细胞，移植后恶变成为白血病细胞，根本原因可能在于受者固有的造血微环境异常，移植前大剂量放/化疗造成的机体损伤和基因组的不稳定性，以及移植后免疫重建迟缓和免疫抑制剂的使用，使机体免疫监视功能下降。共济失调性毛细血管扩张症也具有染色体不稳定性和原发性免疫缺陷两个特点。Amariglio等[14]首次报道一例共济失调性毛细血管扩张症患儿，通过脑内注射和鞘内注射的方式，接受扩增的神经干细胞移植四年后，脑和脊髓组织出现供者源的神经胶质瘤，而且，肿瘤来源于至少两个供者。事实上，MSC体外培养连续传代超过20次后，虽然细胞不具备裸鼠致瘤性，但其原癌基因和抑癌基因表达特征，与Ewing肉瘤相似[19－20]。因此，设定干细胞治疗准入标准时，必须考虑受试者的疾病状态，对于特殊人群，尤其免疫功能低下的人群，应该列为禁忌症范围。此外，限制细胞传代次数，并建立严格的细胞质量控制标准，乃至分子生物学标准，也是安全性保障的必备措施。

随着干细胞临床试验范围的逐步扩大,有关不良反应的报道也相应增多。Menasche等[21]报道10例心肌梗死患者，接受卫星细胞移植后4例出现持续性心律失常。另有学者报道,冠状动脉内注射造血干细胞,有加速冠状动脉粥样硬化并发生血栓的可能[22]。

安全性是衡量与决定干细胞移植治疗能否应用于临床的最重要指标。当然，作为一种全新的治疗手段，出现一些不良反应，甚至危及生命的严重不良反应的个案是难免的，但是，医生与病人在面对这种治疗手段时，不可盲目尝试新技术，应当慎重对待，仔细考虑可能出现的风险及应对措施，并权衡利弊后再作出抉择。

3 伦理性问题

干细胞和再生干细胞技术在带给人们无限希望的同时，也带来了一系列的伦理问题。关于胚胎干细胞研究的伦理之争，是当前生命伦理学争论最激烈、最突出的一个问题。最突出的问题在于，人胚胎干细胞的来源是否合乎法律及道德？人类早期胚胎是否具有生命的尊严?如是，那么为了获取一些有用的细胞而毁灭一个生命显然是不合伦理道德的。另外，生殖性克隆技术制造的人胚胎，使人类像机器一样被人为设计、被制造和被操纵。因此，人胚胎干细胞研究涉及了伦理、社会、法律、医学、神学和道德等诸多问题。

在国际争论的背景下，我国科学家在积极开展人类基因组与干细胞研究的同时，也密切关注其所伴随的伦理、法律和社会问题。2002年，国家人类基因组南方研究中心提出了“人类胚胎干细胞研究的伦理准则(建议稿)”[6]，确定了胚胎干细胞研究的伦理原则：行善和救人；尊重和自主；人类胚胎干细胞可从早期人类胚胎中提取。我国科技部与卫生部于2003年颁发了《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》[7]，明确禁止进行生殖性克隆人的任何研究，还对人胚胎干细胞的获取途径、研究的行为规范进行了明确说明。2007年卫生部再次修订《涉及人的生物医学研究伦理审查办法(试行)》。这一切都为我国人胚胎干细胞的研究和发展提供了积极、宽松的环境。

由于iPS细胞所涉及的伦理问题相对较少，各国对这iPS细胞的研究限制比较少。但值得注意的是，iPS及胚胎干细胞均能分化为精子，这意味着女性来源的细胞也可以产生人造精子，未来单性生殖孕育后代将成为可能，这是否已超越了人类道德的底线？又将引发什么样的伦理与法律的争论？这些问题值得思考。

4 国内成体干细胞治疗：临床试验中的科学和政策问题

成体干细胞的临床试验和临床应用较少引起争议，但是，作为一种新型的医疗技术，严格的管理十分必要。目前，国内多家医院开展了干细胞治疗，涉及细胞包括MSC、NSC、神经髓鞘细胞、角膜缘干细胞、脐带血单个核细胞、骨髓细胞和G-CSF动员的外周血单个核细胞等，治疗病种几乎涵盖所有难治性疾病，包括遗传性疾病、组织损伤性疾病和免疫性疾病等。但是，符合临床试验基本标准的前瞻性对照试验，并未见相应数量的报告。从某种程度上讲，商业的过分介入必将带来了严重的问题。有些干细胞治疗措施并没有任何客观评价的疗效[23]；将干细胞作为一种商品的做法，更受到国内外同行的质疑[24]。

为规范国内干细胞治疗，国家卫生部于2009年颁布了新的《医疗技术临床应用管理办法》，对医疗技术进行分类、分级管理，对干细胞治疗等有争议的医疗技术颁发许可，并采取措施停止未经证明的、有伦理争议的医疗行为。在这一管理办法中，将涉及重大伦理问题，安全性、有效性尚需经规范的临床试验研究进一步验证的医疗技术，如克隆治疗技术、自体干细胞和免疫细胞治疗技术、基因治疗技术、异基因干细胞移植技术、异种器官移植技术等归入第三类医疗技术，需要卫生行政部门加以严格控制管理。然而，现行政策并未具体实施，将干细胞治疗作为一种技术，未得到相关领域科学家和医疗管理者的广泛认同。

我们认为，无论将干细胞作为一种药物，或者将干细胞治疗作为一种技术，实施的具体对象是干细胞。将干细胞作为一种制剂，必须有统一而可操作的质量控制标准；作为一种治疗，必须具备安全性和有效性。这些都需要在临床试验中得以检验，在试验中完善细胞质控标准，确定或淘汰某些治疗措施。如果某一种干细胞可规模化制备，有实践基础的质量标准，有广泛而非个体化应用的临床价值，则可纳入生物药物管理范畴。相应地，对疗效和安全性确定的个体化干细胞治疗，则像造血干细胞移植一样，可视之为一种临床新技术，在分级管理的基础上，在有条件的医院开展。在HLA半相合造血干细胞移植临床研究方面，我国一直处于国际领先水平[25-30]，自然与我国充足的病源和特殊的计划生育政策有关，造血干细胞移植分级制度，使该项技术具有可控性，也起到了关键的作用。国际成体干细胞治疗已经完成了III期临床试验，也开展了ES细胞的临床试验研究。我国在造血干细胞移植实施过程中的成功经验，值得在制定新型干细胞治疗政策时借鉴。

干细胞的研究为人类的医学发展、疾病治疗、器官移植带来了革命性的突破,应给予充分地支持；但在干细胞进入临床之前，要充分评估其在人体移植的安全性和有效性;同时，遵循干细胞研究的伦理准则和管理规范，加快干细胞研究及克隆的立法进程，让干细胞技术健康、有序地发展，造福于人类。

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《组织工程与重建外科》杂志2011年征稿、征订通知

《组织工程与重建外科》杂志（Journal of Tissue Engineering and Reconstructive Surgery)是由上海交通大学主管、上海交通大学医学院附属第九人民医院主办的综合性医学学术期刊，国内统一连续出版物号：CN 31-1946/R，标准刊号：ISSN 1673-0364。

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《组织工程与重建外科》杂志编辑部

Scientific and Policy Issues on Clinical Application of Novel Stem Cell Therapy

WANG Dongmei1,GUO ZiKuan2.1 Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China;2 Department of Experimental Hematology,Beijing Institute of Radiation Medicine,Academy of Military Medicine,Beijing 100850,China.Corresponding author:GUO Zikuan (Email：guozk@nic.bmi.ac.cn).

Stem cell therapy;Embryonic stem cells;Adult stem cells;Clinical trials;Policy;Ethics

Q813

B

1673－0364（2011）02－0061－04

2010年2月23日；

2011年3月11日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2011.02.001

国家自然科学基金（30871018和30971068）。

100029北京市北京化工大学（王东梅）；100850北京市军事医学科学院放射与辐射医学研究所实验血液学研究室（郭子宽）。

郭子宽（E-mail:guozk@nic.bmi.ac.cn）。

【Summary】Novel stem cell therapy represented by embryonic,induced pluripotent,mesenchymal and neural stem cells has been approved for clinical trials.However,a variety of issues including the understanding of stem cells themselves,the underlying mechanisms of stem cell therapy,measures to ensure the safety and efficacy,formulation of ethical norms and administrative guidelines,still appeal further detailed investigations.Here,all these questions are briefly discussed in this review.