干細胞相關的醫學研究通常聚焦兩大核心問題,一是人類的疾病和衰老,二是組織器官的再生與修復。有研究人員曾預測,以干細胞為中心的再生治療將成為治療多種慢性疾病的重要手段。
干細胞是何方神圣?為什么如此神通廣大?這一切,都要從干細胞本身的作用說起。
什么是干細胞?
干細胞在醫學上指的是無特定功能且能不斷自我更新的細胞,它還能在合適條件下分化成為具有特定功能的成熟細胞。干細胞就像一顆萬能的種子,只要把它種在合適的土壤里,就能不斷分裂,最終長成我們希望收獲的碩果。
干細胞有哪些種類和功能?
干細胞根據來源可分為胚胎干細胞、臍血干細胞、組織干細胞和誘導多能干細胞等,根據功能可以分為全能干細胞、多能干細胞和單能干細胞。
胚胎干細胞是全能干細胞,可以分化為人體任一組織細胞,同時還具有無限增殖潛能,是最強大的全能干細胞。但它也存在一些問題,比如,需要正確的“引導”手段才能長成預期的成體組織細胞,如若分化不當,則可能變成畸胎瘤。而且,隨著醫學倫理的發展,關于胚胎的倫理問題越來越受到重視,也因此限制了它的使用。
組織干細胞是多能干細胞,雖然其分化能力略遜于全能干細胞,但許多組織干細胞依舊能分化成預期的成熟組織細胞,如內胚層細胞可分化為肝、胰、胃腸等組織細胞,造血干細胞可分化為髓系、淋巴系或巨核系細胞,間充質干細胞可分化為骨、軟骨、心臟等組織細胞。
目前,由于使用胚胎干細胞存在倫理爭議,醫學上多使用誘導多能干細胞代替胚胎干細胞,也就是研究人員通過重編程技術誘導已經發育成熟的人體組織細胞,如皮膚細胞、肝細胞等,重新“年輕化”,回到干細胞狀態。誘導多能干細胞是近年來干細胞研究的熱點,研究者們希望通過重編程技術誘導多能干細胞,用于治療目前醫療手段無法逆轉或治愈的疾病,如帕金森病、脊髓損傷或心肌梗死等。由于該項技術涉及基因編輯,2024年科技部發布了《人類基因組編輯研究倫理指引》,以規范人類基因組編輯研究行為,促進人類基因組編輯研究健康發展。誘導多能干細胞技術只有在更加嚴格的監管環境下充分證明其有效性及無害性后,才能應用于人體。
間充質干細胞移植治療失代償期肝硬化
間充質干細胞是一種組織干細胞,它來源于中胚層,在肝臟內主要分化成非實質細胞。如果把肝干細胞比喻為能分化成肝細胞或膽管細胞的“種子”,圍繞肝干細胞的間充質干細胞則像神話傳說中的“息壤”。只有“息壤”變成肥沃的土壤,肝干細胞才能快速分化出許多肝細胞和膽管細胞;如果土壤貧瘠,種子可能發不了芽;更有甚者,如果土壤里有“毒素”,種子還可能會長成腫瘤。所以,間充質干細胞在肝再生過程中起著非常重要的作用。
間充質干細胞移植應用于治療失代償期肝硬化患者是安全有效的。王福生院士團隊開展了臍血間充質干細胞治療失代償期肝硬化患者的臨床研究,經過長達75個月的隨訪,證實輸注間充質干細胞治療可提高失代償期肝硬化患者的總體生存率和無肝癌生存率,而且患者耐受性非常好,無嚴重不良反應發生。
待解決的問題
眾多干細胞類型中,目前僅間充質干細胞治療失代償期肝硬化有可靠的臨床研究結果證實。間充質干細胞不涉及胚胎倫理及基因編輯問題,而且臨床應用安全性高、患者耐受性好,是失代償期肝硬化患者(尤其是沒有條件進行肝移植的患者)值得嘗試的治療手段。當然,間充質干細胞移植還存在一些待解決的問題,比如輸注間充質干細胞的次數和數量等,這些都需要開展更大規模的臨床研究為臨床醫生提供更加具體的治療策略。
本文編輯 任美琪
審核專家 王 娜