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科普在线 | 间充质干细胞是细胞治疗的主要参与者,它与致瘤性有关联吗?

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间充质干细胞(Mesenchymal Stem/ Stroma Cells,MSCs) 具有广泛的治疗炎症和退行性疾病的潜力。间充质干细胞已从人类许多其他来源组织中分离和鉴定出来,广泛分布于几乎所有组织(包括胎儿和成人),例如骨髓、血液、脐带、脐血、胎盘、脂肪、羊膜、羊水、牙髓、皮肤、经血等等。除了天然存在的间充质干细胞,科学家们还利用多能干细胞还分化出了间充质干细胞<胚胎干细胞和诱导多能干细胞来源的间充质干细胞已经在国内获批IND,并且分别进入临床试验阶段。间充质干细胞的巨大潜力和可用性使其在治疗许多疑难杂症方面具有多种临床应用。

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间充质干细胞:细胞治疗的主要参与者

事实上,间充质干细胞可以从多种来源中分离出来,它们在体外培养的相对容易性、分化成几种不同细胞类型的能力以及特殊的免疫学特性使 MSC 成为细胞治疗和组织再生的有前途的工具。

最著名和最常用的 MSC 来源是骨髓 (BM) 。BM 是首次鉴定出 MSC 的组织。另一个容易获得的间充质干细胞来源是脂肪组织。从这些来源获取间充质干细胞需要侵入性操作。
有趣的是,间充质干细胞的丰富来源包括被视为医疗废物的出生相关组织,如胎盘、脐带、羊水和羊膜。在这些组织中,脐带血被认为含有 MSC;然而,由于分离效率低,该来源的使用受到一些研究人员的质疑。源自脐带沃顿氏胶 (WJ-MSC) 的 MSCs 由于其有限的异质性和一些独特的特性(例如易于分离和培养、在多种组织中的可用性、免疫调节特性、能力)似乎具有广阔的临床应用前景。
目前,许多研究集中在间充质干细胞在细胞治疗中的应用。间充质干细胞被用作治疗关节退行性变化以及重建骨骼和软骨的工具,并用于整形外科、美容医学、心血管疾病、内分泌和神经系统疾病、细胞移植以及受损肌肉骨骼组织的修复。由于这些细胞的特殊性质,例如快速增殖、高分化能力以及迁移到损伤部位的能力,新的临床应用正在接受测试。
BM-MSC 在临床环境中最常用。BM-MSC 还首先被美国食品和药物管理局注册为一种名为“Prochymal”的抗移植物抗宿主病药物。“Alofisel”已在欧洲药品管理局注册,用于治疗复杂性肛周瘘。该药物基于扩增的脂肪干细胞26。在这两种情况下,药物都是同种异体的,这为其他自体产品提供了强大的优势,因为可以在释放前对安全性和效力进行详细测试。如今,其他来源的间充质干细胞也用于临床治疗。
干细胞治疗的新方法是使用细胞外囊泡 (EV),它可以用作 MSC 的替代品。EVs作为治疗载体具有旁分泌作用,无需细胞直接参与。它们从干细胞中释放出来,并向靶位点提供许多成分,例如 mRNA、DNA 和蛋白质。最近的许多研究都描述了这种方法。

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间充质干细胞疗法的安全性

迄今为止,已经进行了许多研究来调查基于 MSC 的疗法的安全性。临床试验表明,体外培养的人类间充质干细胞不易受到不良变化的影响。

加拿大的一个小组分析了使用 BM-MSC 的临床试验。在对 36 项研究进行彻底分析后,他们发现 MSC 的使用与致瘤潜力之间没有关系,并且没有报道该疗法的严重副作用。
科学家Karussis 等人还研究了 MSC 治疗的安全性和影响。多发性硬化症和肌萎缩侧索硬化症患者,在一项持续 25 个月的研究中,在 34 名接受检查的患者中,没有观察到治疗造成的严重不良反应。此外,20 名患者在移植后 1 年接受了检查,MRI 结果没有显示任何令人不安的变化。
总之,干细胞无疑是治疗多种疾病的巨大希望。由于它们存在于许多成体组织中并且不会引起伦理问题,因此它们比胚胎干细胞具有巨大的优势。由于其独特的功能,例如易于分离和培养、在许多组织中的可用性、免疫调节特性以及其使用不存在伦理问题,MSC越来越多用于自体和同种异体移植。

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间充质干细胞会不会具有成瘤性?

目前认为肿瘤干细胞并不是来源于正常的干细胞,而可能是肿瘤细胞在生存压力下的进化突变结果。肿瘤干细胞在自己的巢(niche)里维持自身的更新和持续分化为肿瘤细胞。不仅正常健康的MSC不具有形成肿瘤的能力,即使是慢性粒细胞性白血病患者骨髓的MSC,也不具有形成肿瘤的能力。其实很好理解这点,如果正常健康的MSC能形成肿瘤,那么每一个人从出生开始,就伴随着肿瘤的生长,然而事实上并非如此。

既然人体内存在的MSC不具有成瘤性,那么MSC经过体外扩增培养后,是否具有成瘤性?研究发现,人MSC经过体外培养低代数扩增后,也不具有成瘤性,但高代数扩增能引起MSC染色体异常。骨髓MSC在培养至18代的时候出现了染色体异常和端粒酶缩短,而脐带MSC在培养至30代才会出现染色体异常。但是一般都会应用10代前的MSC,所以不用担心染色体异常的问题。

2010年的一篇由法国13个科研单位共同发表在《血液》杂志的实验文章,发现人骨髓MSC在P1代的时候就可以出现染色体异常(非整倍数),但是染色体异常并不影响到MSC的倍增时间;而且小鼠成瘤实验证明,即使MSC的染色体异常和长期培养导致的衰老,移植到小鼠体内后并不能成瘤。

实验证明染色体异常的MSC也不具有成瘤性,但是体外培养导致的染色体异常和MSC衰老密切相关。衰老的人骨髓MSC的功能变化主要与细胞发育、细胞生长/增殖、细胞死亡、细胞信号转导/相互作用和细胞运动有关。所以,临床应用的时候,还是选择年轻态的MSC更合适。

基于MSC的免疫调节作用,有专家认为MSC可以作为肿瘤组织的干预靶点。但是如果选择MSC作为治疗肿瘤的干预靶点,需要非常精准的区分肿瘤组织的MSC和其他部位健康的MSC,以免误伤友军。

由于MSC具有很强的支持造血、消炎、分泌多种生长因子而促进组织器官的自我修复等作用,理论上能缓解和对抗肿瘤的放化疗引起的毒副作用。动物实验显示MSC能通过多种作用机制修复放疗导致的健康组织的损伤,抵消放疗的毒副作用,延长放疗后动物的生存时间。但是,目前没有临床(人体)研究数据证明MSC促进肿瘤的生长还是抑制肿瘤的生长,也未见有MSC联合放化疗治疗肿瘤的临床结果报道,这需要今后临床严谨的科学研究。

将健康有活性的间充质干细胞作为一个治疗手段,应用于肿瘤患者,也许还有争议;但是在肿瘤患者的临终关怀阶段,健康有活性的间充质干细胞能提高生存质量,减轻痛苦,能让肿瘤患者有尊严地走完人生屈指可数的最后一段时光。

相信MSC在将来的临床研究中将大放异彩!

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