移植后能長期造血,人造骨髓研究和進展

大家所熟知的骨髓移植,實際上是造血干細胞移植(HSCT)的俗稱。
這種特殊的治療方式需要對病患進行全身照射、化療及免疫抑制預處理,隨后將供體的造血干細胞輸注至病人體內(nèi),以期再造一個具備正常造血/免疫功能的機體。

造血干細胞移植也是目前能根治范可尼貧血病、白血病、地中海貧血、粘多糖病、遺傳性腦白質(zhì)病、骨髓纖維化、嗜血細胞綜合征等多種惡性疾病的唯一治療方案。由于病患自身的腫瘤細胞已經(jīng)“帶壞”了原有的造血干細胞,除了采用臍帶血造血干細胞移植之外,只能寄希望于異體造血干細胞移植。
然而,嚴苛的配型需求將絕大多數(shù)骨髓捐贈者拒之門外,從中華骨髓庫中進行非血緣配型,配型概率幾乎只有二十萬分之一,希望相當渺茫,尋覓合適骨髓的時長難于預測,也使得病程進展不受控制。另外,接受異體骨髓移植的病患往往遭遇嚴重的免疫排斥反應,術后恢復十分困難[1]。
不過,在干細胞技術逐步走向成熟的今天,通過定向誘導干細胞分化以形成人造骨髓的方案可能為數(shù)以百萬計的病患帶來一線生機。

在干細胞的眾多類型中,多能干細胞(pluripotent stem cell)是一種可以長期培養(yǎng)擴增、并且具備分化成所有細胞類型的“全能選手”。在基因編輯技術的加持下,研究人員一直希望能實現(xiàn)誘導干細胞分化獲得人造骨髓種子細胞。一旦實現(xiàn)人工誘導分化形成骨髓種子細胞,就意味著此后可以根據(jù)病患自身的干細胞進行特定誘導,從而規(guī)避了在骨髓庫中大海撈針式的骨髓配型。

中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院王金勇團隊與廣州醫(yī)科大學張夢云團隊攜手,首次通過干細胞基因編輯手段成功在老鼠模型中獲得具備可移植性的人造骨髓種子細胞。研究人員針對Runx1、Hoxa9和Hoxa10這三個重要造血調(diào)控基因的組合表達,通過同源重組方案構(gòu)建了胚胎干細胞系,在體外獲取再生種子細胞,并置于體內(nèi)發(fā)育成熟。
實驗表明,將體外分化產(chǎn)生的造血種子細胞移植到經(jīng)過預處理的野生型小鼠體內(nèi)后,實驗小鼠體內(nèi)的外周血、骨髓、脾臟等多個組織器官都可長期輸出完整的單核髓系、B細胞譜系和T細胞譜系等細胞類型[2-3]。

更加令人振奮的是,這些人造骨髓種子細胞在宿主免疫系統(tǒng)競爭的前提下,已經(jīng)在動物體內(nèi)穩(wěn)定維持了6個月之久,相當于人體壽命20年;此外,多批次的獨立移植實驗未發(fā)現(xiàn)致瘤現(xiàn)象。這說明人造骨髓不僅具有可操作性,而且安全性也能夠保證。
這一實驗的意義在于,不僅病患有望“坐等”以自己的干細胞為源的人造骨髓種子細胞作為移植供體,并且在整個國家層面來說,還可以建立人造骨髓庫,為千萬個需要骨髓移植的家庭直接提供“現(xiàn)貨型”骨髓供體。

隨著更多醫(yī)療機構(gòu)和企業(yè)開始重視干細胞技術和產(chǎn)品的開發(fā),諸如人造骨髓、類器官、CAR-T等干細胞產(chǎn)品的價格持續(xù)降低。在可預見的將來,普通家庭也能負擔得起,在骨骼修復、器官移植、斷肢再生、抗衰除皺等細分領域也能享受到生物技術革新帶來的福利。
參考文獻:
[1]葉青,胡冰鑫.移植后能長期造血 人造骨髓研究再獲突破[N].科技日報,2023-02-23(002).DOI:10.28502/n.cnki.nkjrb.2023.001006.
[2]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1758067818533717753&wfr=spider&for=pc
[3]徐佳佳,李洋洋,仲光尚,方祝玲,劉淳博,馬彩云,王春景,郭俁,劉長青.人誘導多能干細胞體外定向分化為多巴胺能神經(jīng)元祖細胞[J].南方醫(yī)科大學學報,2023,43(02):175-182.
[4]宋雅朦.單層培養(yǎng)人誘導多能干細胞在成分明確條件下定向誘導分化為間充質(zhì)樣細胞的初步研究[D].蘭州大學,2022.
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