干細胞分類及細胞治療

干細胞的定義、來源、分類1、干細胞的定義：干細胞是一種具有自我復(fù)制和分化潛能的細胞。干細胞的特性：多呈圓形或橢圓形，體積小，胞漿少，核/質(zhì)比大。增殖速度較慢，自穩(wěn)性好，利于自我復(fù)制和維持，緩慢增殖使干細胞有充足的時間發(fā)現(xiàn)和糾正復(fù)制錯誤，防止自我突變，以便穩(wěn)步進入特定的分化程序。一旦機體需要時，就可進入分化狀態(tài)，此時增殖速度開場逐漸加快，以適應(yīng)組織器官生長，發(fā)育和修復(fù)的需要。2、干細胞的分類：干細胞根據(jù)分化潛能，可分為單能、多能和全能干細胞。a、單能干細胞：指干細胞分裂產(chǎn)生的子細胞只能分化成單一功能類型的細胞。如表皮干細胞只能分化產(chǎn)生角化表皮細胞，精原細胞只能分化產(chǎn)生精子。b、多能干細胞：指可具有分化成一種器官的兩種或多種組織潛能的干細胞。如骨髓造血干細胞可分化產(chǎn)生定向干細胞，進一步分化后可產(chǎn)生紅系、髓系、粒系等12種類型的血細胞，已用于治療血液病。c、全能干細胞：指具有無限分化潛能的干細胞。如桑梓胚期、囊胚期胚胎干細胞可分為化成任何一種組織類型，可形成胚體、胚后期組織和器官，已用于轉(zhuǎn)基因動物和克隆動物器官。3、干細胞的來源包括成體干細胞和胚胎干細胞?！?〕成體干細胞〔SomaticStemCell〕：指自我復(fù)制和分化產(chǎn)生一種或一種以上子代組織未成熟細胞，可分布在成體組織或器官中，如血液及骨髓、皮膚、脂肪、神經(jīng)等不同組織中，分別稱造血干細胞、皮膚干細胞、脂肪干細胞、神經(jīng)干細胞等。在特定環(huán)境因素誘導(dǎo)下，通過增殖、分化可用于修復(fù)組織損傷和恢復(fù)缺損功能。以下是分類解釋：間充質(zhì)干細胞(MSCs)：是屬于中胚層的一類成體多能干細胞，主要存在于結(jié)締組織和器官間質(zhì)中，具有強大的增殖能力和多向分化潛能，在適宜的體內(nèi)或體外環(huán)境下不僅可分化為造血細胞，還具有分化為肌細胞、肝細胞、成骨細胞、軟骨細胞、基質(zhì)細胞等多種細胞的能力。造血干細胞〔hemopoieticstemcell〕：是存在于造血組織中的一群原始造血細胞，是所有造血細胞和免疫細胞的起源，它不僅可以分化為紅細胞、白細胞和血小板，還可跨系統(tǒng)分化為各種組織器官的細胞，具有自我更新、多向分化和歸巢〔即定向遷移至造血組織器官〕潛能，因此屬于一種多功能干細胞。也可以說它是一切血細胞〔其中大多數(shù)是免疫細胞〕的原始細胞。神經(jīng)干細胞〔neuralstemcell〕：指具有分化為神經(jīng)元細胞、星型膠質(zhì)細胞、少突膠質(zhì)細胞的能力，能自我更新并足以提供大量腦組織細胞的干細胞。神經(jīng)干細胞增殖與多潛能分化分化為神經(jīng)元細胞、星型膠質(zhì)細胞、少突膠質(zhì)細胞等。干細胞誘導(dǎo)分化的靶向免疫細胞:是將來自上述成體組織的干細胞通過體外誘導(dǎo)分化的方法獲取的一類具有靶向治療作用的免疫細胞。如與腫瘤患者的腫瘤細胞共培養(yǎng)，移植回患者體內(nèi)可靶向殺傷腫瘤細胞，發(fā)揮靶向抗腫瘤作用。由于不受倫理學(xué)限制，性質(zhì)相對穩(wěn)定，取材方便，國際上多采用成體干細胞用于臨床治療及實驗研究。〔2〕胚胎干細胞〔EmbryonicStemcell〕：是一種具有向任何一種組織分化潛能的全能干細胞。著床前胚胎的內(nèi)細胞團〔桑梓胚、囊胚〕，體外可別離培養(yǎng)成全能細胞系〔ES細胞系〕，每個ES細胞均具有分化成不同組織和嵌合體胚胎動物的潛能。由于受倫理學(xué)限制和潛在的成瘤性，在國際上一般不主張采用人體或動物的ES細胞用于臨床治療，僅將局部ES細胞用于實驗研究。二、成體干細胞的作用〔治療哪些疾病〕？1、間充質(zhì)干細胞、神經(jīng)干細胞的主要作用〔可治療的疾病〕：神經(jīng)系統(tǒng)損傷及病變：腦外傷性癱瘓；脊髓損傷性癱瘓；腦中風(fēng)〔腦堵塞、腦出血〕及其后遺癥；小兒腦癱；帕金森氏??；阿爾茨海默病〔老年癡呆癥〕；腦萎縮；肌萎縮脊髓側(cè)索硬化癥；癲癇；共濟失調(diào)；格林-巴利綜合癥；多發(fā)性硬化癥；重癥肌無力；視覺障礙；植物狀態(tài)等。代謝性疾?。禾悄虿〖捌洳l(fā)癥〔如糖尿病足、糖尿病眼病等〕。實質(zhì)器官損傷或病變：肝硬化及其并發(fā)癥、腎功能衰竭及尿毒癥惡性腫瘤病〔支持治療〕：干細胞可用于各種中晚期惡性腫瘤〔如膀胱癌、鼻咽癌、肺癌、肝癌、宮頸癌、結(jié)腸癌、淋巴癌、卵巢癌、乳腺癌、胃癌等〕的支持治療，常與免疫細胞治療配合應(yīng)用。亞安康狀態(tài)與過早衰老病癥：長期的頭痛頭暈、失眠健忘、煩躁、腰腿痛及痙攣、便秘、痔瘡、腹脹腹痛、性功能下降、皮膚皺紋增多、皮膚彈性下降、黃褐斑及暗瘡增多、女性月經(jīng)紊亂、絕經(jīng)、更年期病癥〔如煩躁、憂郁、失眠、頭暈、潮熱、出汗、女性陰道枯燥、張力性尿失禁等提前出現(xiàn)或病癥較重〕等。2、造血干細胞的主要作用〔可治療的疾病〕：自身免疫系統(tǒng)疾?。杭t斑狼瘡、白塞氏病、風(fēng)濕病及類風(fēng)濕病、免疫缺陷病等。血液系統(tǒng)疾?。喊籽　⒃偕系K性貧血、血友病等。亞安康狀態(tài)與過早衰老病癥〔同上〕3、干細胞誘導(dǎo)分化的靶向免疫細胞的主要作用〔可治療的疾病〕：可用于各種中晚期惡性腫瘤〔實體瘤〕的治療。如胃癌、食管癌、胰腺癌、肝癌、結(jié)腸癌、鼻咽癌、肺癌、腎癌、膀胱癌、乳腺癌、宮頸癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、淋巴癌等。注：細胞治療屬于一種個性化生物治療，根據(jù)不同患者的不同病情，臨床治療采用的細胞有所不同，有時需要配合多種細胞類型進展綜合治療。三、細胞治療與其他醫(yī)療技術(shù)相比有什么優(yōu)點？細胞治療技術(shù)與傳統(tǒng)的治療技術(shù)相比最大的優(yōu)點在于：平安性高、針對性強、長期療效好。(1)、平安性高：細胞制劑在GMP標準實驗室操作制備，并通過多項平安性檢測，不含任何有害細菌、病毒、內(nèi)毒素、化學(xué)物質(zhì)、重金屬、有機物等有害物質(zhì)，無嚴重不良反響，保證了平安性。干細胞屬于原始未分化細胞，免疫原性極低，根本不會引起過敏反響〔輸液反響〕；免疫細胞是針對腫瘤細胞制備的，只針對腫瘤細胞發(fā)揮特異性殺傷作用；(2)、針對性強：干細胞有定向遷移功能，可以隨血液循環(huán)定向遷移至損傷或衰老的病灶，發(fā)揮再生、修復(fù)作用，替換損傷或衰老的細胞，使損傷功能得到恢復(fù)。免疫細胞是針對腫瘤細胞制備的，只針對腫瘤細胞發(fā)揮特異性殺傷作用。(3)、長期療效好：輸入機體的細胞可長期在體內(nèi)環(huán)境下存活，發(fā)揮長達數(shù)年的修復(fù)損傷、免疫監(jiān)視〔防止惡性腫瘤細胞復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移〕等作用。(3)、治療無痛苦。細胞治療的實施方便，可通過靜脈輸注、椎管注射等臨床常用的輸注方式進展細胞制劑的輸注。表1.細胞治療與手術(shù)、放療、化療對惡性腫瘤的治療比擬序號治療療效治療風(fēng)險

技術(shù)1手術(shù)治療近期療效確切，但腫瘤易轉(zhuǎn)移手術(shù)直接損傷較大2放射治療某些對放射線敏感的腫瘤療效確切，但對放射線不敏感的腫瘤那么不確切。放射線可損傷正常細胞，副反響明顯3化學(xué)藥物治療療效有限，療程較長化學(xué)藥物對正常細胞產(chǎn)生毒性損害、骨髓抑制、胃腸道反響、重要臟器損害等毒副反響明顯；多療程使用后可出現(xiàn)耐藥4干細^胞治療干細胞治療惡性實質(zhì)性腫瘤病常作為手術(shù)、放療、化療的輔助支持療法。干細胞可以修復(fù)、更新受損、病變的細胞，從而有效恢復(fù)受損器官組織的正常功能，緩解病癥、提高生存質(zhì)量無毒副反響。偶見一過性輸液反響?！踩魏沃苿┰谳斪⑦^程均可能出現(xiàn)輸液反響〕5免疫細胞治療免疫應(yīng)細胞對腫瘤細胞殺傷特異性強，可集中于腫瘤組織直接殺傷腫瘤細胞；提高人體抗腫瘤免疫力，調(diào)節(jié)、增強全身免疫功能，在體內(nèi)長期發(fā)揮抗腫瘤活性，進一步消滅體內(nèi)的腫瘤細胞，防止腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移無毒副反響。偶見一過性輸液反響?！踩魏沃苿┰谳斪⑦^程均可能出現(xiàn)輸液反響〕四、國家衛(wèi)生部對細胞生物治療有何政策？國家衛(wèi)生部2021年3月下發(fā)了文件?醫(yī)療技術(shù)臨床應(yīng)用管理方法?〔衛(wèi)醫(yī)政發(fā)〔2021〕18號〕，把細胞治療技術(shù)列入第三類醫(yī)療技術(shù)進展管理，用于治療的細胞制劑已不需要通過藥品審批，而是實施“資格準入制〞標準管理細胞體外制備及臨床應(yīng)用。衛(wèi)生部官方細胞制備中心及醫(yī)療機構(gòu)必須先以課題研究的方式進展前瞻性實驗性臨床治療，到達一定的病例數(shù)后才具有正式申報衛(wèi)生部的資格。所以目前我創(chuàng)新中心與合作醫(yī)院以課題研究的形式進展實驗性臨床治療。五、細胞治療臨床應(yīng)用的平安性如何？“歷史證明平安、免疫原性低、成體細胞的穩(wěn)定性、窗口期一過性治療、GMP標準環(huán)境操作與質(zhì)量平安控制〃這五點，保證了細胞治療臨床應(yīng)用的平安性。第一、歷史證明平安：歷史應(yīng)用實踐證明，細胞治療比抗生素等化學(xué)合成藥物具有更高的平安系數(shù)。細胞生物治療的歷史由來已久，自人類成功應(yīng)用輸血來搶救生命、應(yīng)用骨髓移植治療白血病等惡性血液病以來已有100多年的歷史，這些都屬于細胞生物治療的范疇。歷史實踐證明，如果采取措施嚴格控制制備和輸注過程中的病原體污染，血細胞輸注做好配型以盡可能防止免疫排斥，細胞輸注〔或移植〕不會導(dǎo)致宿主基因變異或毒副作用。相比之下，細胞治療比抗生素等化學(xué)合成藥物具有更高的平安系數(shù)?！惭a充知識：細胞治療的歷史開展背景：外周血輸注：最早有記載的輸血始于公元17世紀，一位法國醫(yī)生曾成功把羊血輸入人體治療疾病，雖應(yīng)用的是異種動物血液，但這可以稱之為歷史上最早的細胞生物治療；1818年，英國生理學(xué)家及產(chǎn)科醫(yī)生Blundell用人的血液救治大出血的產(chǎn)婦，這是歷史上第一位用人血救治病人的成功案例；1900年，被譽為近代輸血學(xué)之父的KarlLandsteiner發(fā)現(xiàn)了ABO血型，開展配血技術(shù)預(yù)防排斥現(xiàn)象，輸血療法得以開展。三十年代：血液冷凍儲藏技術(shù)成功，血庫得以成立，輸血就越益普遍。早期的輸血效勞主要集中在收集、儲存、血型學(xué)和配血等范疇。五十年代：科學(xué)家開場掌握提煉血漿蛋白的技術(shù)，從血漿提煉出多種成份，供不同病人使用。七十年代：血庫引進塑膠料制造的儲血袋，既便利運送、存放，也提供一個有效的密封處理環(huán)境，減低細菌污染的危險。骨髓移植：自體骨髓移植的研究始于1896年，Grande首先在動物實驗中發(fā)現(xiàn)自體骨髓移植到非骨髓的肌肉部位后具有成骨能力。1964年Burwell在動物椎旁肌內(nèi)注射自體骨髓明顯成骨。1986年Werntz等將自體骨髓移植于大鼠股骨缺損處，獲得50%的骨性愈合。1995年Gray等用自體骨髓移植治療脛骨先天性假關(guān)節(jié)成功。1891年Brown-Sequard給病人口服骨髓治療貧血，1939年Osgood首次采用靜脈輸注骨髓血；1951年Lorenz等首次成功進展了骨髓移植試驗；20世紀70年代來內(nèi)HLA組織配型技術(shù)的開展，使骨髓移植的臨床應(yīng)用得到了迅速開展。1988年進展了世界首例臍血造血干細胞移植。組織細胞移植：Ollier于1867年報道了移植骨的組織學(xué)研究結(jié)果，并首次講明了自體骨移植、同種異體骨移植、異種骨移植的概念；MacEwen于1880年首次報道了臨床應(yīng)用同種異體骨移植成功。異體冷凍骨抗原性減弱及各種骨庫的成熟建立，為異體骨移植提供了保證。1894年，科學(xué)家采取羊胰腺移植治療糖尿??；1972年，利用正常大鼠胰島細胞治療1型糖尿病模型大鼠獲得成功；1980年，自體胰島細胞移植在人體試驗獲得成功，同年，同種異體胰島細胞移植也獲得成功。自從1988年，法國巴黎圣路易斯醫(yī)院成功地為一個5歲患兒實行了世界首例臍帶血造血干細胞移植后，從此正式揭開了干細胞治療的大幕?！车诙?、“免疫原性低〞：干細胞實質(zhì)上是一類分化不成熟的祖細胞，由于其外表抗原分化不成熟，很難被宿主免疫系統(tǒng)所識別，所以極少引起排斥反響，或僅會引起一過性發(fā)熱反響〔即使發(fā)熱一般也可在較短時間內(nèi)恢復(fù)正?！?。第三、“成體細胞的穩(wěn)定性〞：本創(chuàng)新中心應(yīng)用的細胞來源于成體細胞〔干細胞或免疫細胞等〕，成體細胞可在體內(nèi)或體外環(huán)境下定向分化并受到，防止了胚胎干細胞來源導(dǎo)致的成瘤性隱患〔即致瘤性〕；第四、“窗口期一過性治療〞除了重大惡性血液病〔如白血病等〕宿主需要進展血液系統(tǒng)重建采用造血干細胞移植之外，其他類型的細胞治療均為“一過性〞治療即從細胞輸注入宿主體內(nèi)的“窗口期〞內(nèi)，干細胞已經(jīng)分化為機體功能細胞或已被排出宿主體外，即到達了治療目的，又最大程度地防止了排斥反響。本創(chuàng)新中心應(yīng)用的細胞治療類型即是這種“一過性治療〞。〔從異物進入機體到引起機體對異物發(fā)生免疫排斥反響有一個啟動時間，稱為“窗口期〞〕。第五、"GMP標準環(huán)境操作與質(zhì)量平安控制〃細胞制備中心是在GMP環(huán)境下嚴格操作，有一整套具有國際SOP標準操作的制備流程，保證了從原料到制備、包裝等各環(huán)節(jié)的平安性。制定并遵循獲取細胞來源供體標準操作程序〔SOP〕。用于細胞移植臨床治療的細胞來源應(yīng)符合衛(wèi)生部關(guān)于人體器官移植供體和血液制品來源的相關(guān)規(guī)定，符合國家食品藥品監(jiān)視管理局?人體細胞治療研究和制劑質(zhì)量控制技術(shù)指導(dǎo)原那么?〔2019年版〕。目前不采用來自未成年人和胚胎來源供體。細胞制備質(zhì)量控制遵循細胞產(chǎn)品質(zhì)量控制標準〔QC〕并擁有與其配套的檢測設(shè)備和檢測方法。細胞制備實驗室具備省級藥品監(jiān)視管理部門和疾病預(yù)防控制中心認證的GMP實驗室，有細胞采集、加工、檢定、保存和臨床應(yīng)用全過程的標準操作程序〔SOP〕和完整的質(zhì)量管理記錄。制定并遵循cGMP實驗室維護標準操作程序〔SOP〕。本中心擁有美國進口的先進的流式細胞儀〔BDFACSCalibur〕，可對不同類型的干細胞及細胞因子進展定性、定量檢測。按照所批準的細胞產(chǎn)品質(zhì)量控制標準對每批次細胞產(chǎn)品進展嚴格檢測：包括：細菌、病毒、真菌、支原體和內(nèi)毒素。參照現(xiàn)行版?中國藥典?生物制品相關(guān)規(guī)程進展細菌、病毒、真菌、支原體和內(nèi)毒素檢測；除常規(guī)檢測方法以外，能夠應(yīng)用電鏡檢測、免疫組織病理學(xué)，免疫熒光抗體、放射免疫、酶聯(lián)免疫吸附法測定和多聚酶鏈反響等方法進展病毒檢測。如病毒檢測包括：巨細胞病毒(C