韓忠朝:多能干細胞帶來健康福音
來源:科學時報 |
本期話題:多能干細胞研究新進展 已可望獲取各種多能干細胞 干細胞技術作為生命科學最熱門的研究領域之一,其研究和應用近年來不斷取得新的進展,掀起了一波又一波的熱潮,人們對它的認知程度也越來越高。 在一個生命個體的生長發育過程中,干細胞可以按發育階段分為胚胎、胎組織和成體干細胞三類干細胞。胚胎干細胞是早期胚胎發育過程中,可形成一個生命個體并能傳代的細胞,胚胎干細胞可以分化形成人體各種不同類型組織細胞,是一種全能干細胞。胎組織干細胞是指不同胎齡的胎兒組織器官以及胎盤臍帶組織及血液中的多能干細胞,用于維持胎兒在母體內的發育和生長。成體干細胞位于出生后體內分化成熟的組織器官之中,是能夠分化形成相應組織的多功能干細胞,通過分化增殖和更新衰老細胞來構筑相應的器官,維持正常生理功能。 利用現代醫療技術對損傷或衰老的人體組織器官進行修復和替換,永葆青春健康活力一直是人類的夙愿。隨著干細胞科學技術的發展,現已發現人類離實現這一目標的距離正在變得越來越近了。科學家們一方面致力于胚胎干細胞的研究,期待新的臨床適用型全能胚胎干細胞技術的問世;另一方面積極尋找取材方便、數量充足、使用安全、療效確切的多能干細胞。現在除了可從骨髓和血液中分離出干細胞,研究人員還有望從人的胎盤、臍帶、肌肉、大腦、皮膚、脂肪、滑膜等多種組織中獲取各種多能干細胞,以滿足人類健康的需求。 造血干細胞率先實現突破 造血干細胞是來源于造血組織中的多能干細胞。造血干細胞移植是近半個世紀來臨床醫學取得的重大進展領域之一,目前已成為治愈惡性血液病最有效的方法,也是治療某些免疫異常性疾病、遺傳性疾病、代謝性疾病,尤其某些實體瘤和放射病的重要途徑。 20世紀60年代,北京大學陸道培院士開始了我國的造血干細胞移植研究,目前國內在該領域的實驗及臨床研究進展十分迅速,已在我國絕大多數省市醫院相繼推廣,成為治療白血病、部分惡性實體瘤等的主要治療方式之一。造血干細胞移植按造血干細胞來源可分為骨髓移植、外周血造血干細胞移植和胎盤/臍帶血造血干細胞移植。按移植物免疫學特征可分為自體移植、異基因移植、同基因移植和異種移植。據統計,目前全世界范圍內每年進行異基因造血干細胞移植3萬多例,自體造血干細胞移植約5萬例,且每年以10%~15%的幅度在增長。 近年來,造血干細胞研究的一個重要進展是造血干細胞在血管疾病治療中的應用。早在100多年前,就有人提出造血細胞和血管細胞來源于一個共同的干細胞——血液血管干細胞。血液血管干細胞可以發育分化成造血干細胞和血管干細胞,后兩者進一步分化增殖形成血細胞和血管兩大系統。但近年來的研究發現,造血干細胞和血管干細胞的界限并不清晰、功能上有重疊,而且能相互轉化。兩者實質上是一群處于不同分化階段的多能干細胞。 依托于中國醫學科學血液學研究所院的國家干細胞工程技術研究中心,在大量實驗研究的基礎上,在國際上首次開展外周血干細胞移植治療動脈硬化性閉塞癥,糖尿病足等重度下肢缺血性疾病的研究,并取得了顯著療效,使眾多患者避免了截肢的痛苦。這些研究成果以及近日與沈陽解放軍463醫院合作的臨床研究結果發表在Diabetets Care和Thrombosis & Haemostasis 等國際知名醫學雜志后,受到國內外同行的關注。此外,北京宣武醫院等多家醫院開展骨髓干細胞移植治療重度下肢缺血也取得了很好的效果,造血干細胞用于心腦血管病的治療研究也正在不斷深入。 間充質干細胞的巨大應用前景 除造血干細胞外,另一類顯示其巨大臨床應用潛能的多能干細胞是間充質干細胞。 間充質干細胞是來源于發育早期中胚層和外胚層的一類多能干細胞,最初在骨髓中發現,因其具有多向分化潛能、造血支持和促進干細胞植入、免疫調控和自我復制等特點而日益受到人們的關注。如間充質干細胞在體內或體外特定的誘導條件下,可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經、肝、心肌、內皮等多種組織細胞,連續傳代培養和冷凍保存后仍具有多向分化潛能,可作為理想的種子細胞用于組織工程。 間充質干細胞的臨床研究已經在許多國家開展,美國批準了17項臨床試驗,中國批準了兩項臨床試驗。目前,對于間充質干細胞用于治療數十種難治性疾病的治療研究,除了用來促進恢復造血,與造血干細胞共移植提高白血病和難治性貧血等以外,還用于心腦血管疾病、肝硬化、骨和肌肉衰退性疾病、腦及脊髓神經損傷、老年癡呆以及紅斑狼瘡和硬皮病等自身免疫性疾病的治療研究,已經取得的部分臨床試驗結果令人鼓舞。 迄今的研究表明,臍帶來源的間充質干細胞不但能夠成為骨髓間充質干細胞的理想替代物,而且具有更大的應用潛能。臍帶間充質干細胞表達多種胚胎干細胞的特有分子標志,具有分化潛能大、增殖能力強、免疫原性低、取材方便、無道德倫理問題的限制、易于工業化制備等特征,因此有可能成為最具臨床應用前景的多能干細胞。 目前除中國外,臍帶間充質干細胞這一技術只有加拿大、英國、美國和巴西等少數國家掌握。2004年國家發展與改革委員會批準組建細胞產品國家工程研究中心,作為國家級細胞產品專業科研機構,我們發明了一種從臍帶中分離和培養擴增間充質干細胞的專利技術,并構建了世界第一家臍帶間充質干細胞庫。細胞產品國家工程研究中心的主要工作是采用細胞工程、生物制藥工程、基因工程等技術進行干細胞產品的開發、臨床應用及其科研成果工程化研究,建立了國際標準的干細胞分離、監測和保存工藝技術和質量控制體系,干細胞組織定向分化研發技術平臺;利用干細胞庫和組織定向分化研發技術平臺研制細胞治療產品并形成產業化體系。 世界范圍內干細胞技術的迅猛發展,給人類健康帶來了巨大的福音,但干細胞技術普遍用于臨床,仍有很長的路要走。在干細胞技術方面,我國的研究水平在某些方面與國外相比差距不是很大。我們必須清楚地認識到,多能干細胞與全能胚胎干細胞的研究同等重要,除了緊緊跟上世界上胚胎干細胞研究的步伐,還應加大對多能組織干細胞技術和臨床研究的支持力度,充分利用和發揮我國的干細胞資源優勢和臨床研究優勢,堅持自主創新,堅持科學前沿和社會需求兩手抓、兩手都要硬的原則,才有可能使我國在世界上新一輪生命科學技術的競爭中保持優勢。 |
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