为什么大家都关注干细胞?因为随着干细胞技术的不断进步,干细胞科技有望守护你的一生健康
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25岁以后:皮肤问题
干细胞技术对抗肌肤衰老
所谓自古美人叹迟暮,想必很多女孩子都会担心皮肤的衰老问题。据相关研究称,人在25岁之后,皮肤会开始逐渐流失水分,胶原蛋白减少,皮肤失去支撑,这时就容易产生细纹。同时,皮下脂肪也会减少,肌肤日渐衰老[1]。
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面对皮肤问题,我们能用干细胞技术做些啥呢?
干细胞作为一种具有多向分化潜能和分泌能力的细胞,具有增殖能力强、免疫力低的特点,近年来在整形美容外外科领域被广泛的研究。
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一句话解释,干细胞分泌的生长因子能帮助皮肤恢复弹性并且减少皱纹。
40岁以后:糖尿病的风险
干细胞技术稳住人体血糖
12月6日,国际糖尿病联合会官网发布《2021全球糖尿病地图》,数据显示,2021年全球成年糖尿病患者人数达到5.37亿 [2]。针对此报告,健康时报特地刊登科普文章告诫网友如何预防糖尿病,其中明确指出,年龄≥40岁的人患糖尿病的风险会增加[2],因为随着年龄的上升,人体对胰岛素降糖作用的敏感性会降低,即产生胰岛素抵抗;其次,随着年龄上升,更容易肥胖,也就更容易患糖尿病。
稳住血糖,干细胞技术来助力。
干细胞具有强大的可塑性,经过特定诱导后能够分化为具有分泌功能的胰岛样细胞,从而分泌胰岛素。
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糖尿病足是最常见的一种糖尿病并发症,也是干细胞临床研究的热门领域。前不久,国内新增了11个干细胞临床研究备案项目,其中有4个跟糖尿病相关,2个与糖尿病足相关。
50岁以后:脑中风风险
干细胞技术提高中风患者生活质量
中风就是医学上所说的“脑卒中”,主要发生于50岁以上的中老年人群中[4],随着人口老龄化的加快,中风的发病率也在明显上升。
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目前临床上针对脑卒中的治疗方法往往难以达到令人满意的效果。而干细胞技术的发展,为治疗脑卒中提供良好的细胞来源。
在今年的7月份,刊登在《脑血流与代谢》上的一篇文章总结了干细胞治疗脑卒中的研究进展,初步证实了这种疗法的有效性与安全性[4]。
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同时,干细胞除了能显著降低脑卒中患者死亡率以外,还能减少后遗症的发生,大大提高患者生活质量。
例如国内科研团队就利用干细胞治疗50位脑卒中患者的后遗症,其治疗结果表明脑卒中患者干细胞移植后6个月功能独立性评分显著高于移植前,说明干细胞移植可以一定程度地改善脑卒中患者的后遗症,提高患者生活质量[6]。
60岁以后,阿尔兹海默症
干细胞技术帮助老人恢复记忆
北京大学第一医院神经内科主任医师孙永安在《中国科学报》上就强调过,此病多发于60岁以上老人[8],阿尔茨海默病是当下以及未来全社会应该重点关注的疾病。
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70岁以后:骨关节炎
干细胞技术帮助骨关节炎患者重新站起来
骨关节炎也称为不死癌症。据流行病学调查数据显示,中国目前约有1.1亿膝骨关节炎患者,75岁以上人群高达85%[9]。此病也严重影响了患者的生活质量。
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随着科学的发展,干细胞凭借其直接分化,免疫调节,抗炎等特性在骨关节炎治疗领域占据一席之地。
近年来,国际上陆续有治疗骨关节炎的干细胞新药获批上市,在国内,根据国家药品监督管理局(NMPA)显示,目前也有3款针对膝骨关节炎的间充质干细胞新药获得临床批件。
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总结
干细胞科技 守护人的一生健康
每一个年龄段都会遇到或多或少的健康问题,很多疾病利用现在的医疗手段无法解决,而干细胞为这些疾病的攻克带来了可以企及的希望。
影响细胞的疗效因素有很多,不应只关注用量,更应该关注细胞质量和临床使用正确与否。
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影响间充质干细胞相关疗效的关键因素
对于疾病在临床前的研究中,实验并没有充分证明间充质干细胞起效的最低剂量和最大饱和剂量,而且不同实验室的培养系统、间充质干细胞的来源属性等因素,常常导致间充质干细胞的质量存在差异,直接影响了间充质干细胞的动物实验和临床研究的结果。
因此,间充质干细胞的临床前研究的数据并不能很好地指导临床研究的方案确定。
间充质干细胞相关疗效的关键影响因素依次排列为以下四个:细胞质量、注射途径、治疗时机、最佳剂量。
细胞质量[2]
不同的细胞制备中心生产出来的同一种细胞产品,质量之间肯定存在一些差异,尤其是进口产品和国内产品。同样的情况也存在于相同厂家所生产的不同批次之间。我认为细胞质量指单位细胞或单个细胞所对应的生物学效力,效力越高,细胞质量越好。
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我们应该在一个适应症范围内谈论这个效力如何,比如,间充质干细胞同时具有免疫抑制和促进血管再生的功能,分别治疗两大类不同的疾病,那么相对应的就有两个生物学效力指标。
我们需要明确在讨论间充质干细胞的细胞质量或生物学效力时,一定离不开具体的适应症。
一些共识参数可以反映间充质干细胞的质量,比如细胞活率、供体特性、克隆形成能力、细胞大小、免疫抑制能力和细胞因子分泌量。可以说细胞质量是治疗成败最为关键的因素。
注射途径[3]
局部注射途径:常见局部注射间充质干细胞的部位有脑部、四肢肌肉、心脏、肝脏、腰椎(蛛网膜下腔)。
局部微注射人骨髓间充质干细胞到大鼠大脑纹状体,72天后依然能检测到它的存在,而且间充质干细胞能迁移至胼胝体和大脑皮层。大脑右侧尾状核局部注射间充质干细胞,4周后大脑多个部位均可检测到间充质干细胞的存在,而且发现间充质干细胞在大脑的迁移偏好于沿着血管的走向。
全身注射途径:常见全身注射间充质干细胞的部位有腹腔、静脉和动脉注射。
间充质干细胞腹腔注射免疫缺陷的小鼠(裸鼠和NOD/SCID小鼠)后,在体内多组织器官中存在可达120天,而间充质干细胞在免疫系统健全的异品种小鼠只能存在20多天,但是可以在同品种小鼠中存在40多天(见图2)。静脉注射间充质干细胞后,大部分的间充质干细胞滞留在肺部,然后随着血流达到肝脏、肾脏、脾脏。间充质干细胞注射1小时后,50-60%的间充质干细胞滞留在肺部,3个小时后将至30%,并维持到96个小时。滞留在肺部的间充质干细胞可以被局部微环境所激活分泌大量的抗炎因子,这些抗炎因子随血流分布到达全身,有利于减轻全身炎症、调节免疫。
狒实验证明骨髓间充质干细胞经外周静脉注射后,自体间充质干细胞和异体间充质干细胞在体内的分布没有明显差异,且年龄越大的供体,其骨髓间充质干细胞越容易在肺部滞留(在肺部滞留的间充质干细胞数量与其细胞表面表达的整合素α4和α6密切相关,表达量越高,越不容易在肺部滞留)。动脉注射可以使间充质干细胞直接到达并集中于病灶区,减少损耗。但是颈内动脉注射后,间充质干细胞在脑部的存活时间一般不超过2天。
不同的注射途径(局部注射、静脉注射、动脉注射)均对间充质干细胞在体内的存留时间产生较大的影响,并与间充质干细胞的清除速度密切相关。
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图2:间充质干细胞腹腔注射免疫缺陷的小鼠裸鼠和NOD/SCID小鼠后分布
治疗时机[4-6]
急性肝功能衰竭的猪实验发现,严重的炎症环境限制了间充质干细胞的效果,因为间充质干细胞在严重炎症的肝脏环境中存活率低。间充质干细胞未能提高伴有全身性炎症的急性和慢性肝功能衰竭患者的存活率,但是减轻炎症明显有利于提高间充质干细胞的治疗效果。
在另一项间充质干细胞治疗儿童激素难治性GVHD的多中心临床研究中,间充质干细胞在疾病早期介入治疗比晚期治疗更有效。这些数据清楚地表明,严重的炎症环境可能会减弱间充质干细胞的治疗效果。
目前细胞治疗有三个充满希望的预期:(1)亚临床患者在病程早期或确定为高危患者时,可进行预防性治疗;(2)临床患者可接受预防治疗,以减轻疾病进展;(3)进展期患者应在灾难性器官实质丢失前接受治疗。
且所有治疗策略的制定都需要充分权衡临床获益与副作用的大小。为确保预期的治疗效果,在开始治疗时,要根据初始危险分层(极高危、高危或低危),充分评估机体所处炎症状态,再选择间充质干细胞的治疗策略和时机才是审慎的做法。
最佳剂量[7]
目前的临床研究中,在间充质干细胞的使用剂量差别非常大,每名患者使用的间充质干细胞细胞数从四千多~上亿个间充质干细胞不等。2020年10月Gaetano等发表于medicina上的《Mesenchymal Stromal Cell Therapy in the Management of Perianal Fistulas in Crohn's Disease》一文,对2013-2020年间针对克罗恩病(CD)的试验进行总结(如图3)中发现:骨髓间充质用量在3*107的试验剂量组,其收获的疗效高于低剂量给药组(1*107)及低剂量给药组(9*107);在park et等所应用脂肪来源的间充质观察中同样看到低剂量给药组(4.33*107)的疗效大于高剂量给药组(17*107)。
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图3:2013-2020年间针对克罗恩病(CD)的试验
这一现象绝非偶然,进一步研究表明在提取和扩增后,间充质干细胞最佳剂量组在遗传和形态上更加稳定,并显示出更大的增殖能力和血管生成特性[8-10]。
此外,最大的优势在于组织生长因子的高表达,降低了血液相容性[11]。其研究的结论是:间充质干细胞的最佳剂量取决于不同的疾病、疾病当下所处的严重程度以及输入途径。
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未来展望
目前,确保合理用药,保障患者用药安全、有效、经济,已成为医疗机构不容回避的问题。
为避免间充质干细胞引起的不良反应,细胞产品的生产厂家确保细胞质量固然重要,而临床正确使用则更为关键。
俗话说“病来如山倒,病去如抽丝”,间充质干细胞的临床应用就似春雨一般,勿需惊雷,但需恰到好处。正是这一句“好雨知时节,润物细无声。”
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