干细胞治疗的临床应用及存在的问题①

达瑞 刘永琦

(甘肃省中医学院 兰州 730000)

随着对干细胞认识的不断深入,体细胞克隆动物技术的成功和人类胚胎干细胞的建立,干细胞技术得到了不断完善与发展。干细胞治疗在治愈疾病、生物医药等领域得到广泛的推广,本文就干细胞治疗在临床中的应用及存在的问题做一综述。

1 干细胞概述

干细胞(stem cells, SC)是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,又称为“万用细胞”。根据发育阶段将其分为胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)2种。

2 干细胞治疗的临床应用

干细胞治疗是将健康的干细胞移植到患者或自己的体内,以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。干细胞治疗是从根本上治疗疾病,目前在临床的应用主要有。

2.1 干细胞治疗心血管疾病

德国的Strauer等首先报道了对1例急性心肌梗死患者进行间充质干细胞移植治疗的研究结果。该研究表明,自体骨髓干细胞通过导管移植于患者心肌梗死的体内,梗死范围明显缩小,心脏指数和心排除量明显上升,治疗效果明显。其机制可能为干细胞所分化的心肌细胞再生和神经血管化。以色列工学院最近宣布,科学家首次从胚胎干细胞中培养出人类心脏组织,并且有新生心脏组织的电特性和机械性。

2.2 干细胞治疗与神经系统疾病

瑞典神经学家Bjorklund及其同事应用从流产胎儿脑中分离的神经组织细胞,移植人患者的脑中来治疗帕金森症。人骨髓间充质干细胞移植到损伤周围皮质区,能明显改善该区域的感觉运动功能,而且移植的间充质干细胞能向神经元前体细胞或神经元样细胞进行分化。

2.3 造血干细胞治疗与血液病

由干脐带血和胎盘含有大量的干细胞,而且干细胞又具有极强的造血功能,因而受到越来越多医生的重视和加以应用。

2.4 干细胞治疗与肝病

研究表明,当肝脏严重受损时,骨髓间充质干细胞可分化为肝卵原细胞,从而以肝源性干细胞的增殖作为主要修复手段,替代坏死的组织,还可以刺激受体组织再生,以治疗各种原因所致的肝脏损伤。此外,通过体外基因修饰肝脏干细胞,再移植给相应基因缺陷的受体肝脏,使其分化为具有正常功能的肝细胞,可以用于改善肝脏代谢疾病。

2.5 干细胞治疗与肾病

Baloven等用骨髓干细胞培育出了肾脏组织,实验表明通过移植间充质干细胞可以修复受损肾脏,并可分化为肾小管上皮细胞,从而恢复肾脏的组织结构和功能。间充质干细胞分化为肾小管上皮细胞的潜能,在肾衰竭的治疗中将体现出十分重要的价值。

2.6 干细胞治疗与糖尿病

Ramiya及其同事将胰岛干细胞体外诱导后分化成成胰岛素的β细胞,移植后发现接受移植的糖尿病鼠血糖浓度控制良好,而对照的小鼠死与糖尿病。这为干细胞治疗糖尿病奠定了实验基础。

2.7 干细胞治疗与骨关节疾病

将骨髓间充质干细胞与支架材料复合之后移植到创伤部位,可以用于修复骨缺损。Connolly等报使用人骨髓间质干细胞治疗胫骨骨折后的骨不连,发现能加快骨形成的速度,而且通过植入物可向成骨和软骨转化。

3 干细胞治疗存在的问题

干细胞用于临床治疗首先是有效,能够达到治疗疾病的效果。其次还要安全且对人体无毒副作用。但由于该技术操作难度比较大,而且潜伏着极大的生物安全和医疗隐患风险,仍需要引起广大医学工作者的重视。

3.1 干细胞分离提纯难度大

由于干细胞治疗技术对医护人员技术素质要求很高,其分离、浓缩、提纯、鉴定、检测、洗涤、冻存等复杂工序操作过程复杂,加上干细胞本身含量微小,难以直接进行分离纯化,而且细胞数量随年龄增长会出现降低,都在一定程度上增加了干细胞治疗的难度。

3.2 干细胞异常分化

胚胎干细胞的生长特性与肿瘤细胞极为相似,在应用之前必须解决和避免成瘤问题。目前最好的策略是把胚胎干细胞诱导分化为功能细胞或者某种细胞的前体细胞后再移植到体内,也可以提供设计自杀基因,当移植的胚胎干细胞向肿瘤发展时,自杀基因便发挥作用导致细胞死亡。

3.3 干细胞本身的遗传稳定性

理论上讲,细胞在体外传代或分裂过程中,随着基因的不断复制,甲基化与乙酰化都可能使基因在正常情况下就有可能发生突变。

3.4 免疫排斥

虽然干细胞表面的抗原表达很微弱,患者自身的免疫系统对这种未分化细胞的识别能力很低,但胚胎干细胞的抗原性还是可以其向成熟细胞的分化过程中逐渐表现出来。所以,即使是同种异体干细胞移植治疗也存在着排斥反应。

4 展望

干细胞治疗由于其自身的优点,越来越受到科学界与医学界的重视,并可能为基因治疗、组织器官移植、甚至细胞替代疗法提供良好的技术平台。干细胞治疗在临床方面的应用目前仍在探索阶段,如何有效地收获大量纯化的细胞,以及保证其在移植治疗过程中的稳定性和安全性还有待于今后的不断研究。

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