脐带血干细胞
一、脐带血干细胞临床应用的历史
脐血也称胎盘/脐带血,是胎儿脐带及胎盘近胎儿一侧血管内的血液,脐血长期以来都被认为是废物而被丢弃。年,Kundtzon首次发现人类脐带血中含有大量的造血干细胞/祖细胞,并且富含与骨髓间质干细胞相同的多向分化潜能干细胞。年,法国Gluckman医院,第一次成功的以人类白细胞抗原(HLA)相合的同胞脐带血移植治愈了范可尼贫血患儿,揭开了脐带血干细胞移植的序幕。自此以后,脐带血治疗多种疾病的临床研究蓬勃展开,并取得了显著的临床效果。
年Glukman等发表了从-年由45个移植单位完成的例脐带血移植报道,认为特别是对有血缘关系的捐赠者和接受者来说,脐带血是一种能够用于小儿血液病和一些成人患者,可行的造血干细胞为源。Wagner和Kurtzberg报道了截至年3月,超过例血缘或非血缘脐血移植的初步临床结果,证明脐血移植后,高风险的急性GVHD发生率低,并与供体类型无关。年Rubinstein等报道了例异基因脐带血移植患者的术后情况,充分肯定了脐带血在临床应用上的价值。同年,第一例自体脐血干细胞移植,成功治疗了成神经细胞瘤。年10佣工世界上第一例通过脐带血扩增进行成人脐带血移植。迄今为止,国际上完成的脐带血干细胞移植已超过例。脐带血干细胞具有独特的生物学特性、丰富的细胞来源及广泛的移植适应证,随着对其生物学和免疫学特性的了解以及多种脐带血干细胞分离纯化、培养扩增方法的建立,临床上已将脐带血用于多种疾病的治疗。脐带血干细胞移植弥补了骨髓和外周血干细胞在临床治疗中的不足,已成为干细胞治疗的重要资源。
脐带血移植给医学界无限的希望与契机,脐带血血库的设立使脐带血能以极低温方式保存数十年之久,当患者需要时,可随时取用。脐血库的设置,一方面最大程度保证了干细胞的生物学活性和临床需求的及时性及所需细胞的多样性;另一方面可以实现干细胞规模化生产并对生产过程进行全面的质量监督管理,从而在源头上保证临床应用细胞的可控性。年Rubinstein在纽约血液中心建立了全球第一个公共脐带血库。目前国际上主要的脐血库有美国纽约、法国巴黎、意大利米兰、德国杜塞尔多夫、西班牙巴塞罗那、日本东京、中国北京等,并在此基础上成立了国际脐带血造血干细胞协作组织Netcord。中国卫生部于年,批准北京、上海、广东、天津、四川、重庆、辽宁、浙江、山东、甘肃等10个行政区规划设立脐带血造血干细胞库。
二、脐带血干细胞临床应用的优势
1、脐带血干细胞来源丰富、易于采集保存,对产妇及胎儿无任何痛苦和不良作用,没有风险,不存在伦理问题,短时间即可提供和进行移植,尤适用于病情不稳定、进展迅速的患者;收集的脐血不仅可作为异基因移植的供体,而且还可将之低温保存数十年,用于自体移植治疗相关疾病。此外,脐带血干细胞还适用于高龄、自体骨髓干细胞活性差,不能耐受数百毫升骨髓采集的年老体弱者。
2、免疫源性较低脐带血中的T淋巴细胞表形及功能均为不成熟表现,含有丰富的抵制性T细胞,自然杀伤细胞活性较弱;人类白细胞抗原II类(HLA-II)抗原表达率低,几乎没有抗体,能容许较大程度的HLA(1-3个位点)不合的同胞或无关供者间移植;移植后排斥反应弱或不出现,移植物抗宿主病(GVHD)发生风险及严重程度较低。
3、由于盈盘的屏障作用,疾病传染的几率下降,传播病毒感染性疾病,如人巨细病毒、EB病毒的机会较小。
4、脐带血含有丰富的干细胞种类,而且可能是更早期的干细胞,自我繁殖能力更强,繁殖速度快,因此,少量的脐带血(50-ml)就能够替代大量的骨髓来满足临床移植需要。脐带血中除了包含丰富的造血干/祖细胞(HSC/HPC),还存在其他多种干/祖细胞,包括间充质干细胞(MSC)、内皮前体细胞(EPC)和非限制性体干细胞(USSC)等。
脐带血中的非造血干/祖细胞在干细胞治疗和再生医学中也具有广阔的应用前景。在脐带血中含有丰富的MSC,能够强力支持造血,发挥免疫调节,降低免疫排斥,加速移植后造血细胞的恢复;在特定的微环境中能向脂肪细胞、心肌细胞、成骨细胞、软骨细胞、神经细胞等多向分化,促进组织修复。
三、脐带血干细胞临床治疗疾病
脐带血中含有大量的造血干细胞和间充质干细胞等,经过单份脐带血扩增或多份脐带血混合移植方法的应用能够满足成人移植所需要的单个核细胞数。临床上用于脐血移植治疗的疾病已多达80余种,而且病种范围还在不断扩大大,脐带血移植已逐渐成为一种成熟的现代治疗技术。
现阶段应用脐带血干细胞移植可以治疗以下疾病:
1、血红蛋白与血液异常巨细胞缺乏性血小板减少症(AMT)、再生障碍性贫血、先天性血球细胞缺乏症、镰状细胞性贫血、地中海性贫血、Evan综合征、Fanconi盆血和Kostmann综合征等。
2、恶性疾病急性淋巴细胞性白血病(ALL)、急性骨髓性白血病(AML)、急性非淋巴细胞性白血病(ANL)、慢性淋巴细胞性白血病(CLL)、慢必两脚髓细胞性白血病(CML)、年青型骨髓单核细胞性白血病(JML)、骨髓发育不良综合征(MDS)和多发性骨髓瘤等。
3、实体性肿瘤脑瘤、霍奇金病、非霍奇金淋巴瘤、生殖细胞肿瘤、神经母细胞瘤、卵巢癌、小细胞性肺癌和睾丸癌等。
4、先天性代谢性缺陷脑白质肾上腺营养不良症、淀粉样变性、先天性角化不良、家庭性噬红细胞性淋巴组织细胞增生症、Gaucher疾病、Gunter疾病、Hunter综合征、Hurler综合征、遗传性神经元蜡样脂褐质沉着症、Krabbe疾病(婴儿遗传性脑白质萎缩)、朗格汉斯(Langerhans)细胞组织细胞增生症、骨硬化病(骨质石化病)和白细胞黏着缺乏症等。
5、免疫缺陷病变腺嘌呤去氨酵素缺乏(ADA)、慢性肉芽肿疾病(CGD)、严重性联合免疫缺陷疾病(SCIDS)、X-连锁淋巴组织增长疾病(X-linkedlymph-proliferativedisease,XLP)和WiskottAldrich综合征。
6、自体免疫疾病及其他多发性硬人、风湿性关节炎、红斑性狼疮以及脊髓损伤、糖尿病外周血管病变、冠状动脉粥样硬化性心脏病等。
此外,在国内外已经开展临床研究或未来可能进行干细胞治疗的疾病还有:糖尿病、帕金森病、阿尔海默病、脑卒中、肝病、肌肉营养不良症、退行性关节炎、骨折、软骨软化症、烧伤皮肤移植及整形美容等。