问题1:干细胞有什么作用?
干细胞在再生医学中有很重要的作用,极大地推动了再生医学的发展,并逐渐趋向临床应用研究。不同种类的干细胞具有不同的功能特性和应用领域。
最早深入研究和临床应用的干细胞为造血干细胞。造血干细胞能重建整个血液系统。当然了,血液系统包括免疫系统。平常说的骨髓移植,其实就是骨髓来源的造血干细胞移植,用于治疗多种血液肿瘤。因为造血干细胞移植能根治多种血液肿瘤,具有划时代的治疗意义,故1990年获得诺贝尔医学或生理学奖。
胚胎干细胞(ESC)和诱导的多潜能干细胞(iPS)因具有多项分化潜能,能分化为人体中很多种类型的细胞,在再生医学中具有非常广阔的应用前景,因而分别在2007年和2012年获得了诺贝尔奖。
间充质干细胞(MSC)具有分化的功能,是干细胞大家族中唯一不是通过分化来发挥治疗的干细胞,而且具有多种功能特性。
MSC有很多功能特性,但是发挥治疗作用的功能,不外乎四点:①免疫调节、②消除炎症、③支持造血、④促进修复。所以,疾病的病理变化特征符合这四点的疾病种类,用MSC去治疗,常常能收到不错的疗效。
问题2:干细胞会不会改变人的基因?
首先,需要一个基本的常识,就是人体所有的细胞都不具备改变其他细胞基因的能力。
其次,要改变人体细胞的基因,即基因编辑,需要借助工具,常见的工具就是慢病毒、腺病毒和腺相关病毒(AAV),尤其是安全性比较好的AAV。
然后,只有改变生殖细胞(精子和卵子)的基因才有遗传特性。典型的例子就是骨髓移植并没有改变患者的基因,还比如输入异体的免疫细胞、红细胞、MSC,都不会改善患者本身的基因。即使是致瘤性极强的胚胎干细胞(ESC)和诱导的多潜能干细胞(iPS)也没法改变患者本身的基因,也没有改变患者生殖细胞(精子和卵子)的基因。
所以,干细胞治疗并不会改变人的基因。
问题3:干细胞会不会变成肿瘤细胞?
干细胞种类不同,致瘤性也不一样。
胚胎干细胞(ESC)和诱导的多潜能干细胞(iPS)有很强的致瘤性。在胚胎干细胞衍生的细胞疗法中,如果移植物包含任何未分化的细胞,则容易产生肿瘤(Cell Stem Cell, 2013. 12(1): p127-137)。甚至仅需500个胚胎干细胞就能形成肿瘤(Cell Stem Cell, 2008. 2(4):333-344)。也有研究发现在4000个细胞中仅有1个残留的未分化胚胎干细胞就能导致畸胎瘤形成(Stem Cell Res, 2009. 2(3):198-210)。甚至2022年有报道国内一名糖尿病患者接受iPS分化的胰岛β细胞治疗后,出现了畸胎瘤,并伴随着腋窝淋巴结转移(Stem Cells Dev, 2022. 31(5-6):97-101)。
虽然胚胎干细胞(ESC)和诱导的多潜能干细胞(iPS)本身具有很强的致瘤性,但是随着培养和诱导分化技术的进步,相信将来会做到非常充分地分化,从而能更安全地治疗多种疑难杂症。
安全性最好的干细胞当属间充质干细胞(MSC)。MSC属于应用性非常广泛的一种干细胞类型,后面没有之一,是因为MSC本身具有低免疫原性,不会癌变为肿瘤细胞,容易大规模培养,能异体使用,适合治疗多种疾病。当然,MSC使用也会出现一些常见的输液反应。
另外,也有争议点在于“MSC是否会促进肿瘤细胞的增殖”。在没有免疫细胞的情况下,营养物质就能促进肿瘤细胞的增殖。同样,在没有免疫细胞的小鼠体内,确实观察到MSC促进肿瘤细胞的增殖。而且还存在一个客观事实:即使没用过MSC,每个肿瘤患者体内的肿瘤细胞依然在增殖生长。肿瘤细胞的增殖与否,和身体的免疫细胞的功能密切相关。
问题4:自体干细胞和异体干细胞的选择?
人体中广泛存在的间充质干细胞(MSC)和骨髓中的造血干细胞都具有年龄属性(随年龄增长而衰老),而且还有增殖性衰老的特点。
因为年龄大的MSC的各方面能力(即细胞质量)都出现不同程度的下降,比如细胞质量、分化能力、迁移能力、免疫调节能力、抗氧化能力等,导致不能有效地促进身体快速地恢复健康。正因为年龄越小,体内的干细胞数量和质量越好,所以小孩子生病后很容易康复,而年龄越大的人生病后的康复就越慢。MSC老化被认为是骨折愈合随年龄增长而受损的主要原因。这也解释了为何老年人容易出现骨质酥松症和骨折后难于愈合。
MSC不仅会衰老,而且还会生病。比如系统性红斑狼疮患者、类风湿关节炎和特发性血小板减少性紫癜(ITP)患者的骨髓分离的MSC形态异常,增殖速度减慢,和免疫调节功能下降。
类风湿性关节炎患者骨髓MSC的增殖能力下降可能与端粒长度缩短有关。高剂量的化疗药能造成骨髓基质严重的不可逆损伤,不仅损伤骨髓中的造血干细胞,而且损伤MSC,导致了接受高剂量化疗的患者的造血系统出现不同程度的损伤,和机体自我恢复功能的缺失。有有专业报道系统性红斑狼疮患者自体骨髓MSC治疗,并没有起到治疗效果。
因此,对于40岁后的人群,真的不建议用自体的干细胞来治疗疾病和抗衰老保健,因为这个年龄的体内干细胞已经衰老了。国外很多临床研究团队习惯用成年自体骨髓MSC做临床研究治疗疾病,往往是因为细胞因衰老而质量欠佳,导致了多次临床治疗后的长期疗效依然不佳。
问题5:异体使用会不会产生排斥?
在目前常用的干细胞类型中,可以异体使用、不需要配型的干细胞就是间充质干细胞(MSC)。在MSC的实验研究中,甚至可以给小鼠注射人的MSC,即跨种属使用,也不会引起免疫排斥。
因为MSC具有很低的免疫原性,自身不会引起免疫排斥反应,反而能抑制免疫排斥反应,用于治疗多种免疫性疾病的治疗,比如GHVD、器官移植、科隆恩病(溃疡性结肠炎)等。但是,也需要注意,如果MSC培养不恰当,就会提高MSC的免疫原性(HLA-DR高表达),也会引起轻微的免疫排斥反应。
问题6:国内和国外干细胞的差异?
国内的干细胞基础研究已经追赶上国外的研究水平。但是具体到MSC的培养和细胞质量,国外的水平明显不如国内的科研机构和细胞企业。比如,2018年报道了英国Francesco Dazzi教授牵头的一项22家机构单位参与的调研,重点是调查欧美17个开展MSC治疗的机构,调研内容涉及这17家机构的MSC生产质量体系。
调查结果发现56%的MSC产品,其MSC细胞表型CD73、CD90、CD105的表达不符合MSC的定义标准(≥95%);有50%的MSC产品,其CD45的表达不符合MSC的定义标准(≤2%)。这说明欧盟17个开展MSC治疗的机构,至少有50%的MSC产品的细胞纯度明显不够,杂细胞过多。
国外的MSC细胞质量明显不如国内的MSC细胞质量,其中一个重要的原因是国外喜欢应用脂肪和骨髓来源的MSC,而国内习惯用脐带来源的MSC。不同来源的MSC,在功能强度之间存在差异,总体而言,脐带来源MSC的细胞质量最优。
当然,细胞培养体系是决定MSC细胞质量的另一个重要因素。
问题7:干细胞是否有依赖性?
众所周知,有些药品和毒品具有明显的成瘾性。但是,所有的干细胞都不具有成瘾性。
由于间充质干细胞(MSC)具有提高免疫力、促进造血、促进血管再生、改善血液循环、消除炎症、修复损伤的组织器官等诸多优点,能在很大程度上提高身体的健康状态,让疲劳或衰老的身体恢复到年轻状态,具体表现在体力提升、精力旺盛、睡眠和食欲改善等等。
正是这些正向改善作用,让人担心MSC对身体有成瘾性。其实这种担心是多余的。本质上是这样:亚健康或衰老的身体,在MSC的作用下,恢复到比较好的年轻状态,因而“身体对MSC的需求”是“人对年轻状态的怀念”,是每个人追求健康衰老的内在诉求。
身体在停用具有成瘾性的药物或毒品后会出现一些戒断症状或病情加重等表现。但是,停用MSC后,身体并不会出现类似成瘾性药物或毒品的戒断症状或病情加重等表现,而是正常地衰老。MSC发挥治疗作用的方式比较温和,真正做到润物细无声。如果在MSC细胞注射液里面添加一些增效的成份,那么就会出现一些“打鸡血”的效应,而且停用后身体会出现不适感,类似亢奋后的低落。