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臍帶間充質乾細胞——乾細胞研究與應用的寵兒

導語

間充質乾細胞(Mesenchymal Stem Cells,MSCs)曾泛指一類存在於骨髓、臍帶、脂肪等組織,能夠貼壁生長、具有一定分化潛能的細胞群。

2005年國際細胞治療協會提出,將未經過進一步分離的貼壁細胞稱為多能間充基質細胞(multipotent Mesenchymal Stromal cells),而把間充質乾細胞這一名稱留給了原細胞群中真正具有乾性的細胞。

臍帶間充質乾細胞是指存在於新生兒臍帶組織中的一種多功能乾細胞,它能分化成許多種組織細胞,具有廣闊的臨床應用前景。

臍帶間充質乾細胞為何成為近年來乾細胞研究中的重要細胞,它有哪些優勢?

本文目錄

一、什麼是間充質乾細胞?

二、間充質乾細胞成為研究熱點

三、什麼是臍帶間充質乾細胞?

四、臍帶間充質乾細胞的研究

五、臨床應用研究案例

六、臍帶間充質乾細胞新葯研發

七、臍帶與臍帶血的關係

一、什麼是間充質乾細胞?

間充質乾細胞是乾細胞家族的重要成員,它來源於發育早期的中胚層,屬於多能乾細胞。

1961年2月1日,多倫多生物物理學家James Till和血液病專家Ernest McCulloch共同的一次偶然發現,奠定了乾細胞科學的基礎:他們發現了一種能自我更新並多向分化的細胞 —— 乾細胞。

1968年,德國科學家Frieden Stein等研究者在骨髓中發現了間充質乾細胞。

此後科學家陸續發現,間充質乾細胞廣泛存在於全身多種組織中,並可在體外培養擴增,可在特定條件下分化為包括神經細胞、成骨細胞、軟骨細胞、肌肉細胞、脂肪細胞在內的多種細胞,連續傳代培養和冷凍保存後仍具有多向分化潛能,可作為理想的種子細胞用於衰老和病變引起的組織器官損傷修復。

除此之外,MSCs還在造血、免疫炎症反應、血管新生等人體重要功能中起重要調節作用。

二、間充質乾細胞成為研究熱點

1995年,間充質乾細胞首個臨床試驗完成,一組15名患者輸注了培養的間充質乾細胞以測試治療安全性。

近年來,間充質乾細胞的研究熱度不斷攀升。根據統計,截止到2018年8月,Pubmed上檢索到的與間充質乾細胞相關的文獻累計已超過53000篇。

根據全球最大的臨床研究資料庫——美國國立衛生研究院(NIH)臨床試驗的數據資訊庫(ClinicalTrials.gov)的檢索結果,截止2018年8月16日,在該資料庫登記的間充質乾細胞相關臨床研究超過800項,其中在中國進行的有174項。

將臨床試驗按照註冊時間歸類,可以發現間充質乾細胞的臨床研究發展勢頭迅猛。從註冊時間來看,半數以上的臨床研究發生在2014年以後。2014-2017年,每年新增的臨床研究數目在100項左右。

2018年至8月新增81項,全年有望超過100項。

2005年-2017年間充質乾細胞臨床研究變化趨勢

從治療的疾病種類來看,間充質乾細胞的臨床研究涉及上百種疾病。將這些疾病按照器官系統分類,可以發現神經系統、心血管和骨科疾病是三類主要的研究領域,佔比都在15%以上,總和超過一半。另外,糖尿病、肝臟、肺臟、胃腸道、皮膚和移植物抗宿主病(GVHD)的比例都在5%左右,是間充質乾細胞重要的臨床研究方向。

間充質乾細胞治療不同種類疾病臨床試驗分布情況

在神經系統疾病方面,脊髓損傷、多發性硬化、中風、肌萎縮側索硬化症、老年癡呆症是研究較多的疾病;在骨科疾病方面,骨關節炎、股骨頭壞死和椎間盤退化是主要的疾病類型;心血管系統疾病方面,研究最多的是心肌梗死。另外,關於肝硬化、克羅恩病、間質性肺病、系統性紅斑狼瘡的臨床研究也較多。在生殖系統疾病方面,也有間充質乾細胞治療勃起功能障礙和卵巢早衰的臨床研究。

三、什麼是臍帶間充質乾細胞?

臍帶間充質乾細胞(hUC-MSCs)是存在於臍帶華通氏膠(Wharton』s jelly)和血管周圍組織中的一種間充質乾細胞。

來源於臍帶的間充質乾細胞優勢明顯:取材方便,無道德倫理爭議,可獲取的細胞數量多、增殖能力強、免疫調節作用大,分泌細胞生長因子的總量也非常高,便於擴增和傳代,同時又沒有配型、排異等問題。

因此,臍帶間充質乾細胞極其適合用於臨床研究和應用,是間充質乾細胞的理想來源。

採集是在分娩後進行,對母親和新生兒無任何影響

四、臍帶間充質乾細胞的研究

到目前為止,ClinicalTrials.gov資料庫中有超過180項已完成或正在進行的臍帶間充質乾細胞相關臨床研究,其中在中國進行的研究佔一半以上 —— 103項。

我國已經公布了通過乾細胞臨床研究備案的102家三甲醫院名單,臍帶間充質乾細胞臨床研究將再掀新高潮。

而在「中國臨床試驗中心」註冊的乾細胞臨床研究項目已達到257個,其中臍帶間充質乾細胞臨床試驗已達37項:

(數據來源:中國臨床試驗中心)

五、臨床應用研究案例

脊髓損傷

64歲的陳雙喜14年前因車禍導致脊髓損傷、下肢癱瘓,長期癱坐在輪椅上,大小便也不能自理。在中山大學附屬第三醫院經過臍帶間充質乾細胞蛛網膜下腔治療近兩年後,奇蹟般從輪椅上站了起來,在支具輔助下邁開了腳步。

生殖醫學

南京鼓樓醫院婦產科胡婭莉教授團隊與中國科學院遺傳與發育生物學研究所戴建武教授團隊聯手,首次在國際上成功研製出膠原支架複合臍帶間充質乾細胞的方法,結合傳統宮腔鏡技術,實現了受損子宮內膜的功能性修復,幫助多名患者實現做媽媽的夢想。

成都的楊女士是一名卵巢早衰患者,經過靜脈輸注臍帶間充質乾細胞4周的治療,便有了早孕反應,順利產下一個6斤多的健康男嬰,這位男嬰成為西南首位「乾細胞寶寶」。

腦部疾病

So年 在2011年5月出現了中風癥狀,因大腦受到損傷,造成身體的右半邊部分癱瘓,幾乎不能說話。2013年接受乾細胞治療後,So年 能將手臂舉過頭頂,說話也清晰起來,並且擺脫了輪椅,生活得到極大改善,並結婚生育了孩子。與她一同受試的其他12名患者的身體機能也得到了不同程度的恢復。

中山大學孫逸仙紀念醫院南院區神經科採用間充質乾細胞治療難治性神經疾病取得較好療效,該院神經科王藝東教授為昏迷近三個月的陳女士進行了間充質乾細胞治療,「喚醒」了這位因突發疾病陷入昏迷的年輕媽媽。

帕金森病

澳大利亞房地產巨頭凱文.威克斯2013年被確診為早發性帕金森氏病。2016年12月,他成為了全球首批接受乾細胞注射相關試驗性腦部手術的患者之一。接受乾細胞治療後,凱文成功地維持原有的積極生活方式,並利用他的騎行能力提高了人們對這種治療的認識。

早衰症

2016 年北京大學第三醫院採用間充質乾細胞為一位 14歲的「少女」桐桐治療其早衰症,桐桐的身體出現了明顯的好轉。

截至2018年3月,在中國進行的170多項與間充質乾細胞相關的臨床研究中就包括了下列多種疾病:

神經系統:腦癱、腦血管疾病、帕金森病、肌萎縮側索硬化症、老年癡呆症、脊髓損傷、腦損傷及腦外傷後遺症、遺傳性共濟失調、缺氧性腦病等;

心血管疾病和血管損傷性疾病:慢性缺血性心臟病、心肌梗塞、下肢血管疾病、糖尿病足、股骨頭缺血壞死、擴張型心肌病等;

消化系統:肝硬化、潰瘍性結腸炎、缺血性膽道病變等;

呼吸系統:急性呼吸窘迫綜合征、支氣管發育不良、肺塵症、哮喘等;

血液系統:GVHD、再生障礙性貧血、骨髓增生異常綜合征等;

生殖系統:卵巢早衰、宮腔粘連症、勃起功能障礙、不孕不育等;

運動系統:股骨頭壞死、退行性骨關節炎等;

免疫系統:移植物抗宿主病、類風濕關節炎、系統性紅斑狼瘡等;

代謝系統:糖尿病及併發症等;

呼吸系統:急性呼吸窘迫綜合征、支氣管發育不良、肺塵症、哮喘等;

肌肉與皮膚:假肥大型肌營養不良症、燒燙傷等;

在全球的臨床案例中,臍帶間充質乾細胞對於上述疾病均有著明顯的治療效果。

同時,研究發現MSCs還可改善睡眠、膚質、體態,延緩衰老。在未來,臍帶間充質乾細胞的應用前景將更為廣闊。

六、臍帶間充質乾細胞新葯研發

作為乾細胞應用的理想種子細胞,臍帶間充質乾細胞的新葯研發一直備受矚目。在我國,乾細胞新葯申報的大門一直敞開著。

2017年12月,國家食品藥品監督管理總局藥品審評中心(CFDA)發布了《細胞治療產品研究與評價技術指導原則(試行)》,再次明確細胞製品按藥品評審程式進行註冊和監管。截止到12月初,CFDA已受理的臍帶間充質乾細胞新葯已有8項。

七、臍帶與臍帶血的關係

臍帶血造血乾細胞和臍帶間充質乾細胞可共同移植,能明顯加快造血系統和免疫系統的重建,降低移植物抗宿主病(GvHD)的發生率和排斥反應,提高患者移植成功率。

從國內的臍帶血移植學術會議上我們了解到,在經濟條件允許的情況下,將臍帶間充質乾細胞加入臍帶血造血乾細胞移植治療體系的作用已被越來越多的移植中心所認可。

臍帶組織和臍帶血不僅在分娩前相互依存。在寶寶出生後,它們也是一對好搭檔。


文 | 新生命乾細胞 Cel G

圖 | 網路


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