造血干细胞研究进展

蒋析文 刘 悦 马光丽

(中山大学达安基因股份有限公司，广东 广州 510665)

造血干细胞研究进展

蒋析文 刘 悦 马光丽1

(中山大学达安基因股份有限公司，广东 广州 510665)

造血干细胞；分离纯化

造血干细胞(HSC)作为一种成体干细胞，是目前研究最深入、发现最早及应用最广泛的干细胞，其具极强的多向分化和自我更新潜能〔1,2〕。自20世纪60年代开始，第1例骨骼移植成功以来，干细胞产品种类及应用范围取得突破性进展。到目前为止，已有超过30种干细胞产品进入美国食品药品监督管理局(FDA)审批程序，10余种疾病已入或完成三期临床研究。干细胞技术作为生物领域中重要的组成部分，已经被我国纳入“十二·五”规划中。

1 研究背景

21世纪是生物医疗技术大发展的时代，干细胞治疗作为继药物治疗、手术治疗之后的又一场医疗革命，大大推进了我国医疗技术的全面发展〔2,3〕。目前，多数医学家和生物学家都认为干细胞源于人体的胚胎、成人体内及胎儿体内，其在一定条件下，具有无限的增殖能力、自我更新能力及分化能力，可以产生与自己完全相同及基因型和表现型完全相同的子细胞，干细胞研究属于一门新兴学科〔4〕。多伦多大学健康网络称，可以把分离出来的主要干细胞用于人体造血功能〔5〕。数十年来，科学界一直相信人体中存在母细胞及血液生成细胞，骨髓能帮助人体补充新鲜血液〔6,7〕。骨髓移植手术被用于治疗血液病，如白血病或遗传及罕见疾病等，但条件是需要患者与捐献骨髓者的干细胞配型相吻合，即使如此，排斥反应还时有发生。研究人员通过缩小范围，最终确定帮助人体造血的干细胞，无疑为血癌或其他血液病患者带来希望。HSCs能帮助再生出各类型的血细胞，包括红血细胞、淋巴细胞及巨噬细胞〔8〕。

2 临床应用研究

HSC是所有血细胞和免疫细胞的种子，主要存在于骨髓、脐带血、胎盘组织及经动员的外周血中〔9〕。其中，围生期HSC以其免疫原性低、对配型要求低、增殖能力强、细胞质量优等特点已经成为首要的HSC来源，人体大部分骨头的中央部门有骨腔,骨腔内所含的物质即骨髓，骨髓中有一种能起着造血功能的细胞就叫HSC。人血中的红细胞、血小板、淋巴细胞、粒细胞等,都是由它经过多次分化发育而成的〔10,11〕。围生期HSC移植需要组织配型相合，无关供体间配型相合的概率仅为(15～20)万分之一〔12〕。即便主要组织相容性抗原相合，在很多亚位点也有所不同，也会出现免疫排斥反应，影响移植效果。而自体应用具有完美的组织配型，不会出现免疫排斥反应，提高了临床治疗的成功率，对于同家族亲属而言，也有1/2～1/4配型相合的概率。自体围生期HSC的保存无疑给患者及家人增添了一份生命保障。

2.1HSC的优势 HSC在临床上应用对无供者没有任何不良的影响，尤其是围生期的HSC，资源丰富，细胞原始，活性是骨髓和外周血干细胞的10～20倍，病毒感染风险低，细胞纯净，在给患者移植后发生移植物抗宿主病(GVHD)的危险性相对较低，对于人类白细胞抗原(HLA)配型相合的要求较低，可扩大供者范围，同时，实物储存，随用随取，能够避免因供体原因造成的风险〔13,14〕。

2.2HSC的收集 年龄在18～45岁的健康者均可登记成为捐献HSC志愿者,18～55岁健康者可采集HSC；标准:丙氨酸氨基转移酶(ALT)≤40 U，乙型肝炎病毒表面抗原:阴性。丙型肝炎病毒抗体:阴性。获得性免疫缺陷综合征病毒抗体:阴性。梅毒试验:阴性。采集方法：①抽取骨髓HSC，捐献者在全身麻醉或局部麻醉的情况下，从捐献者髂骨中抽取骨髓血；②从外周血中采集HSC，捐献者在注射动员剂后，进行血液成分单采术，从捐献者手臂静脉处采集HSC。安全、方便、无痛苦；③脐带血中采集HSC，由于脐带血中HSC量较小，只适用于救助儿童血液病患者。我国HSC捐献者资料库采用的是外周血HSC采集方法。

2.3应用 利用HSC移植可治疗肿瘤性疾病,如白血病、某些恶性实体瘤等及非肿瘤性疾病,如再生障碍性贫血、重症免疫缺陷病、急性放射病、地中海贫血等。HSC也可应用于重症天疱疮严重并发症(双侧股骨头无菌性坏死)及重症肌无力等疾病的治疗〔15,16〕。1989年法国医生首次应用HSC成功治疗了1例范可尼贫血患者〔17〕；2010年2月，北京道增医院3岁急重症再障女童移植自体围生期HSC获得救治；2010年7月，华西第二医院，5岁男孩移植自体HSC治愈神经母细胞肿瘤；2009年3月，山西医科大学第二医院用脐带间充质干细胞治疗了1例骨髓移植后GVHD患者，使其症状缓解；2010年8月，解放区军323医院细胞治疗中心利用干细胞治疗了1例陈旧性类风湿关节炎患者，使其关节肿胀消退，全身症状减轻；2009年，西班牙医生成功地为一名67岁男性患者实施了世界首例将全能干细胞移植到心脏的手术，目前病人心肌梗死情况已经好转；2011年，协和医科大学血液病医院利用亚全能干细胞治疗了1例血管闭塞性脉管炎，为患者重建侧支循环〔18〕。当前，HSC与基因检测联合应用，2009年，美国顶级遗传分析器制作公司承诺，每个新生儿都将拥有自己的基因组织〔19〕，到2019，为每个人制定基因组图将成为例行公事，目前该研究已经为普通大众所推崇，而且广泛应用于运动员筛选，疾病预防和治疗及职业选择等各个方面。综上，HSC已经广泛应用于组织器官修复、免疫调节、如类风湿关节炎、肝纤维化、系统红斑狼疮，还应用于医学美容及人体保健等方面，具有广泛的应用前景。临床将HSC与脐带间充质干细胞共同移植，以治疗血液系统疾病，HSC提供良好的造血功能，脐带间充质干细胞则可以提供良好的HSC细胞生长微环境，通过两者的共同移植，能明显改善和加快免疫系统和造血系统的重建，同时脐带间充质干细胞能够抑制异体HSC移植后的免疫排斥，显著提高临床治疗效果，提高移植成功率及患者的生存质量〔20～23〕。干细胞技术不仅在疾病治疗方面有着诱人的前景，而且对动物克隆、植物转基因生产、发育生物学、新药物的开发与药效、毒性评估等领域也将产生极其重要的影响。干细胞技术是人类生命科学研究的重要里程碑，预示着生命科学研究将进入快速发展时期。

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〔2016-05-27修回〕

(编辑 苑云杰/王一涵)

R457.7

A

1005-9202(2017)19-4935-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.19.109

中医药行业科研专项基金资助(No.201107001)

1 丽水市人民医院血液科

蒋析文(1982-)，男，博士，工程师，主要从事分子诊断研究。