干细胞移植发展现状

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干细胞移植发展现状

冠心病是目前危害人类健康的主要疾病之一。目前冠心病的治疗手段包括药物治疗、经皮冠状动脉介入治疗和冠状动脉搭桥。尽管上述手段近年来均取得了巨大的进步，但仍仅限于恢复血流灌注和挽救缺血心肌。存活心肌数量减少是左心室重构、心力衰竭和死亡的重要原因，然而对于坏死心肌细胞的修复，目前仍无有效策略。

20世纪90年代出现的心肌干细胞移植给冠心病的治疗带来了新曙光。目前国际上对干细胞的临床应用研究非常多，目前在临床注册网站上注册的干细胞移植治疗疾病研究已近2300项，其中关于心肌梗死和心力衰竭的临床试验达160多项。

干细胞是一族具有自我复制和多向分化能力的细胞。己有许多临床前期试验表明干细胞移植能通过修复或再生受损心肌、增强血管新生和与宿主心肌细胞发生整合等作用机制，提高梗死心脏的功能。目前，用于尝试治疗心肌缺血的干细胞大致分为两大类：胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞主要包括胚胎心肌或胚胎干细胞；成体干细胞则包括骨骼肌干细胞、骨髓干细胞和周围血干细胞等。由于胚胎干细胞目前仍受到伦理学的限制，因此目前临床试验中的种子细胞主要为成体干细胞。

干细胞移植的临床益处

2002年，Strauer BE等首次在心肌梗死患者中对单个核骨髓干细胞（BMC）经冠状动脉注射进行了评价。研究在10例急性心肌梗死患者发病5~9天后于梗死相关血管内注射BMC，另外10例患者作为对照。3个月后显示，BMC移植组患者心功能和心肌灌注比对照组均有明显改善，这提示BMC可能有心肌细胞再生和血管再生的潜能[1]。

随后大量研究也证实了Strauer BE的研究结果，显示BMC移植在改善心功能、心室重构和心肌灌注方面的益处[2,3]。2004年，韩国MAGIC研究显示，采用粒细胞刺激因子动员的外周血干细胞注射同样可使心肌梗死患者获益[4]。2017年，Assmus B等进行的一项前瞻性随机交叉研究显示，在陈旧性心肌梗死患者中，骨髓造血祖细胞冠脉内注射可改善局部和整体心肌的收缩功能[5]。干细胞移植的光明前景使其迅速成为心血管领域研究的热点。然而，上述研究样本均偏小，最大者亦不超过100例，说服力明显不足。干细胞的临床有效性和安全性仍有待大样本研究的证实。

干细胞移植获益的可能机制

1、转化为心肌细胞

早期研究认为，干细胞可分化为有功能的心肌细胞。Markino、Orlic D等均报道，移植的干细胞在心肌局部可表达心肌细胞的特异转录因子以及心肌细胞的特异性蛋白，且移植细胞与心肌细胞之间有连接蛋白Conexin43的表达[6,7]。之后陆续有几项研究同样发现移植的干细胞可以分化为心肌细胞。然而，近期有多项研究对干细胞分化为心肌细胞的能力提出质疑。有研究认为，干细胞移植到心肌局部后，表达心肌细胞特异性蛋白是由于干细胞与宿主心肌细胞发生融合的结果。

2、促进血管生成功能

许多临床研究都显示，干细胞移植可改善心肌灌注。动物实验也显示，干细胞移植可增加梗死区的血管密度。干细胞可分化为血管内皮细胞和平滑肌细胞，并可分泌血管内皮生长因子（VEGF），这些机制可共同促进新生血管的生成。

3、旁分泌功能

干细胞除多项分化潜能外，还可分泌包括血管内皮生长因子（VEGF）、肝细胞生长因子（HGF）等多种活性因子。这些活性因子可起到营养心肌细胞、减少心肌细胞凋亡以及促进新生血管生成等功能。有学者认为，干细胞转化为心肌细胞和心肌细胞融合的比例都非常低，其旁分泌功能可能才是改善心功能的主要机制。

干细胞移植目前存在的问题：

尽管干细胞移植显示了很好的治疗前景，但是目前仍处于临床前期研究阶段，除了对其有效性进一步考证外，其安全性以及移植细胞的选择、移植途径、移植时机等方面还存在很多未解的问题，仍须深入研究。

1、安全性问题

冠心病移植的不良反应包括移植后的心律失常、移植后的支架内再狭窄、移植中的微循环栓塞、心脏肿瘤、外周血干细胞动员、分离及回输时的反应等。这些不良反应与移植细胞种类及移植途径相关。细胞移植引发的心律失常多见于骨骼肌干细胞移植[8]，且多由心内膜或心外膜注射引起。经静脉移植途径由于移植的细胞弥散于全身器官，导致心肌内能归巢的干细胞数量极少，而且移植的细胞易于造成其他器官的微循环栓塞。

另外，由于移植的干细胞具有多向分化潜能，因此有报道移植后发生心脏肿瘤。对于自体干细胞移植需进行骨髓或外周血干细胞的动员、分离及回输，此过程中会出现骨痛、低血压、心律失常等不良反应。由于目前的研究规模偏小，因此不良反应或其他安全性问题少有致死性的报道。因此尚需要进一步的研究评价干细胞移植的安全性及对策。

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2、移植细胞的种类和数量问题

目前用于研究的可移植细胞种类很多，但是均存在一定的困难和问题。如自体心肌细胞、骨骼肌来源的细胞、周围血干细胞、骨髓干细胞，其细胞的采集、分离、体外培养等技术过于繁琐、难度大，不适于应用。来源于胚胎的干细胞移植，由于伦理学的限制已不再用于临床研究。脐带血来源的干细胞，因组织来源比较广泛，不存在伦理学争议，易于工业化制备，广泛受到关注，尤其间充质干细胞已在美国以孤儿药方式核准一种干细胞治疗（商品名Prochymal; 奥西里斯治疗公司），用于新诊断为1型糖尿病的患者，这种细胞在心脏疾病的治疗也有很好的应用前景。

研究者不断探索研究多种组织来源的干细胞。Okada[9]等将从人骨骼肌分离的肌内皮细胞注入小鼠心脏梗死区，结果显示在梗死区形成稳定的移植物，增加了血管再生，减少瘢痕组织形成。研究者认为，骨骼肌来源的肌内皮细胞是一种新的可以用于移植修复心肌的细胞。Bel[10]等将胚胎来源的心肌祖细胞与脂肪组织来源的基质细胞组装成移植细胞片，并移植于罗猴梗死心肌部位，结果显示更加安全有效。

目前移植所需要的细胞数量也无统一标准，数量太少，可能疗效差，但数量太多，则有可能引起细胞栓塞、沉着及增生，甚至形成肿瘤等。大多动物实验和临床研究使用的干细胞数介于105-108之间，但移植细胞数到底多少最佳以及不同类型细胞需要的细胞数是否不同也无结论，是否还存在物种和个体之间的差异，是否应根据心肌坏死程度不同进行个体化移植等问题还需进行深入研究。

3、移植的时机问题

移植的时间会影响到疗效。一般认为心肌梗死早期，移植的细胞过多参与到局部炎症反应，而较少分化为心肌及生成血管；心梗晚期，由于瘢痕组织及局部血管再生等，不利于移植细胞从血管内移出并归巢；心梗后3~7天，坏死组织周围细胞因子比较丰富，利于移植细胞的归巢及分化。

Kang[11]的研究显示，外周血干细胞移植显著改善急性心肌梗死后的左室功能及心室重构，而对于陈旧心肌梗死患者的改善却不明显。移植时间要求限制了可移植细胞种类，对于移植最佳时机以及是否与移植细胞种类相关等问题仍需进一步研究。

4、移植途径及诱导归巢、分化问题

常用的移植途径有经静脉移植、经导管冠脉内移植、开胸心外膜移植及心内膜移植等。目前在人体常用的移植途径是经导管冠脉内移植，但是如何诱导移植的细胞穿过血管到达心肌组织，并在归巢处诱导分化并发挥作用仍是不解的难题。另外，不同的移植途径的安全性、所需的细胞数量及诱导方法也存在差异。这些都是研究所要解决的问题。

总之，干细胞移植治疗心脏病作为一种新的手段，前景是光明的，但是目前的研究结果尚不足以支持临床应用，还存在很多的疑问和难题噬待解决，一定要谨慎视之。

儿科脐带血造血干细胞移植现状与进展2017-05-16 14:25 | #2楼

1988年gluckman成功进行第一例同胞脐带血造血干细胞移植(ucbt),事隔20年全世界储存脐血250 000份,ud2ucbt近万例,脐带血造血干细胞移植成为造血干细胞移植(hsct)的主要形式之一。

脐血作为造血干细胞有以下优点: ( 1)脐血对供者无害,来源广泛,采集方便; (2)由于胎盘屏障的作用,脐血移植血缘感染几率相对较低;(3)骨髓库是信息库,最后获得供者细胞花费时间长,脐血库不同,是标本库,在受者hla初分辨已知的情况下,往往从搜寻、hla高分辨配型到最后获得可用的脐血仅需10～14天的时间,这对于急需移植的患者尤为重要;(4)脐血免疫源性低, gvhd发生几率及严重程度降低,与其他来源供者相比,发生gvhd 较

易控制。因此,ucbt不苛求hla全相合, hla 4 /6及其以上位点相合即可进行。搜寻1万份标本脐血hla 4/6以上相合几率可达90%。与此相反,非血缘骨髓移植、外周血移植要求hla 全相合,初选900万份的合适供者的几率是50%～80%,最终仅有30%的几率。因此,脐血是不可多得的无关供者造血干细胞来源,尤其适于儿童。ucbt也有弱点,脐血免疫源性低,间充质干细胞数含量较少,不适于重症再生障碍性贫血和地中海贫血;脐血移植gvhd发生率和严重程度低于骨髓移植(bmt)和外周血移植(pbct) ,人们担忧可能伴有移植物抗白血病(gvl)作用降低,移植后白血病复发率高。但众多基础研究已证实gvhd与移植物抗白血病作用的效应细胞是不同的。临床方面,海军总医院儿科造血干细胞移植中心对比白血病ucbt疗效与异基因hsct相当。纽约血液中心统计296例ud2ucbt和210例ud2bmt疗效,白血病复发率及3年总体存活率无差异。海军总医院徐世侠[1]检索292篇文献,排除非随机对照或重复实验的文献后,最终纳入barker等2001年至2017年发表的6个临床配对对比研究,共668例患者,采用review

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manager 4.2软件进行meta分析,结果ud2ucbt和ud2bmt移植后复发率,长期无病生存率均无显著区别。2017年eapen[ 2]比较了503例ud2ucbt和282例全相合ud2bmt,其中35例全相合脐血、201例1个位点不合脐血和282例2个位点不合脐血,在此基础上又将细胞数以3×107 /kg为界分为高、低细胞数两组。结果( 1)与ud2bmt相比,hla全相合及1个位点不合高细胞数ud2ucbt移植相关死亡率相似( p = 011332) 。(2)ud2ucbt和全相合ud2bmt相比,原发病复发率是相似的,而且2个位点不合ud2ucbt复发率低于全相合ud2bmt ( p=010045) 。作者进一步比较了2个位点不相合ud2ucbt和全相合ud2bmt在6个月时和12个月的复发率,结果ud2ucbt仍然低于ud2bmt(rr =0150,p = 010045; rr = 0141, p = 010001 ) 。( 3 )hla相合ud2bmt、ud2ucbt,hla1个位点不合的低细胞数ud2ucbt、1个位点不合的高细胞数的ud2ucbt和2个位点不合的ucbt的5年eps分别是38%、60%、36%、45%和33%。因此与全相合ud2bmt相比,1个或2个位点不合的ud2ucbt 5年efs与8 /8相合的bmt相似,全相合ucbt的efs高于全相合ud2bmt。大量询证医学资料表明脐血抗白血病作用好,ucbt白血病复发率,无病生存率与长期生存率与bmt/pbct相当,甚至可能更好。

脐血免疫源性低的特点不仅丝毫未影响脐血的抗白血病疗效,而且使ucbt在免疫缺陷病、遗传代谢病等儿童非恶性疾病造血干细胞移植中占据明显优势。以儿童遗传代谢病中的黏多糖病为例,欧洲血液及骨髓移植工作委员会(ebmt)回顾性分析接受hsct治疗的146例hurler综合征,ucbt可获得100%嵌合率,酶水平100%达正常。ucbt植入率(87%)高于骨髓/外周血移植( 25% ～75% ) ,脐血嵌合率亦明显高于外周血和骨髓,而Ⅱ度及其以上的gvhd明显低于外周血和骨髓移植[3 ] 。ebmt进一步追踪了2004 年至2017 年全世界105例接受ucb治疗hurler综合征等溶酶体贮积症患儿,中位跟踪随访时间为8～36个月,存活和植入率为72%～100%。基于以上结果ebmt提出,hsct治疗粘多糖病,首选同胞间hla全相合供者,其次为全相合无关脐血,当患者病情需要尽快行hct治疗时,不相合ucbt也可以作为首选。2017年ash会议也明确建议对于黏多糖病患儿,没有合适的家庭供者时首先非血缘相关脐血移植。脐血cd34+造血干细胞(hscs)含量并不低,甚至高于骨髓和外周血,但每份脐血容量有限,单份脐血大约60 ～120 ml/份,mnc 116×106 /ml。因此,细胞量是保证ucbt后植入和提高存活率的最重要因素。恶性血液病要求冻存脐血tnc量≥317×107/kg,融冻后输入nc量≥215 ×107 /kg, cd34+细胞数> 117 ×105 /kg;非恶性患者冻存脐血tnc量≥410 ×10 /kg, tnc数< 315 ×107/kg者移植后存活率降低。增加细胞数量可促进植入[ 4～6 ] 。

欧洲推荐hla位点6 /6、5 /6、4 /6相合时需要输入细胞数分别为> 3 ×107 tnc/kg、> 4 ×107tnc /kg、> 5×107 tnc/kg。随着ucbt的广泛开展,近年逐渐认识到cd34+ 细胞数量的重要性。yoo报道脐血cd34+细胞< 114 ±105 /kg时植入时间延迟4天[ 7 ],wagner报道输入cd34+细胞数低于117 ×105/kg,移植相关死亡率超过70%。我科回顾分析以往脐血移植病例也发现,cd34+细胞数与植入和植入时间密切相关。2017年eurocord进一步提高了脐血cd34+细胞的推荐数量:> 2 ×105/kg。由于每份脐血容量有限,以往认为,ucbt仅适合于≤44公斤体重的患者。双份脐血移植,成功地克服了单份脐血容量对成人和大体重儿童的限制。众多临床资料表明双份脐血移植植入率约91%,甚至更高。双份脐血之间hla不合位点无需相同,但至少有1份脐血tnc 115 ×10 /kg, ,最好≥119 ×10 /kg[6, 8 ] 。近年还有人尝试ud2ucbt与血缘供者单倍体外周血干细胞共移植,植入率93%,非母供者达77%,提示第三供者pbct也可促进ucbt的植入和造血恢复[ 9 ]。我国ucbt始于上世纪90年代中期,截至2017年,我国公共脐血库储存脐血逾3万份,各类ucbt逾600例,其中,11家儿科单位相继开展了ucbt。ucbt已广泛用于治疗儿童恶性和非恶性疾病。

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