国内最新招募90例烧伤患者!干细胞将让病人拥有新皮肤

2020
10/20

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为什么干细胞能够对烧伤的救治发挥作用?治疗优势有哪些?

近期,国内郑州市第一人民医院烧伤科开展的针对需要自体中厚供皮区移植的烧伤患者开展“人胎盘间充质干细胞治疗烧伤患者中厚供皮区创面的随机对照临床研究”公开招募。据悉,目前该项目已完成国家干细胞临床研究备案,正式开展临床研究。这代表着国内干细胞治疗烧伤领域的进展,也充分展示了干细胞在这一领域的潜力。

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事实上,使用干细胞来修复烧伤的研究在国际上也常有报道。今年9月,4例国外化学烧伤患者成功的进行了自体角膜缘干细胞移植,据研究人员介绍,到目前为止,接受这种移植物的4名患者表现良好,他们不再因化学烧伤而遭受痛苦,在移植手术结束后他们还将接受长期的随访,这在美国尚属首例,是再生医学领域的一大进步[1]。

今天,我们将从科普的角度出发,告诉大家为什么干细胞能够对烧伤的救治发挥作用,帮助大家更全面的了解干细胞治疗烧伤。

烧伤难治的根源在哪?

烧伤,是我们生活中的常见病。当人体皮肤烧伤后,我们希望能够让烧伤皮肤再生,不留疤痕。皮肤是人体免疫系统的第一道防线,严重的烧伤导致皮肤受损甚至会危及生命。烧伤修复是一个动态、复杂有序的变化过程,分为炎症反应期、组织增殖期和组织重塑期3个阶段,当某一阶段失控则会导致组织损伤无法得到正常的修复,形成难愈性创面,目前,难愈性创面的治疗是无法根治的[2]。

干细胞治疗烧伤的应用优势

自1998年人胚胎干细胞成功获得后,干细胞治疗的出现促进了多种与炎症、组织损伤及再生修复相关疾病的治疗手段和策略的革新。研究人员开始尝试应用干细胞治疗各种烧伤创伤,21世纪初,干细胞成为难愈性创面修复中最有应用潜力的细胞。与目前使用的其他技术相比,干细胞移植物具有提供自体细胞来源的优势,这种来源不具有免疫排斥反应的风险。如有必要,它还将为同种异体创伤移植创造稳定的基础[3]。

干细胞具有自我更新和多向分化潜能,移植干细胞有益于损伤后的组织再生,对皮肤缺损具有潜在的治疗作用。2017年,英国《每日邮报》报道了美国RenovaCare公司开发一种新的治疗方法,也被称为“皮肤枪”:首先取病人一小块健康的皮肤,然后将分离出来干细胞放入一种溶液中,再用喷枪将含有干细胞的溶液喷射到患处。整个过程只需90分钟。4-6天内患处就会重新长出一层新的健康皮肤。新长出的皮肤感觉像原生的皮肤一样,外观、感觉和功能方面与健康部位的皮肤没有差别。

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该方法已用于左肩和上臂被热水大面积烫伤,且程度非常严重的患者,在烫伤处喷射了 1700万个干细胞后,6天之内整个患处长出了新的皮肤,6周后病人活动自如。另外还应用于身体1/3皮肤被电烧伤的患者,烧伤处喷射了2400万个干细胞,4 天后烧伤程度较轻的胳膊和胸部重新长出一层薄薄的皮肤。20天后,使用干细胞喷射的患处完全愈合。

干细胞疗法的4种机制

免疫治疗是继外科手术、放疗、化疗之后的第四种癌症疗法。和前三种疗法不同,免疫治疗利用自身的免疫系统攻击癌细胞,理论上具干细胞在皮肤缺损治疗上具有巨大潜力,不仅可以重建损伤的组织,而且可以通过免疫调节及血管新生促进伤口愈合。

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1.分化皮肤细胞

鉴于干细胞的分化特征,它可直接分化为表皮细胞、血管内皮细胞、结缔组织、成纤维细胞等上皮组织直接参与创面的修复。科学家已从胎盘中分离出间充质干细胞,经鉴定发现能分化为成纤维细胞参与严重烧伤的创面修复[4]。

2.免疫调节

间充质干细胞直接接触或分泌细胞因子,抑制固有免疫细胞(包括巨噬细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、单核细胞等)的激活,同时减少细胞毒性T细胞的增殖和B淋巴细胞的分化。研究发现,将异体脂肪来源干细胞应用于皮肤损伤,与常规治疗相比,组织病理学检查显示炎性浸润消失[5]。

3.旁分泌效应促进血管化

干细胞释放转化生长因子β1,促进肌成纤维细胞分化、伤口收缩和血管形成。研究人员检测到用富含血小板血浆培养体系培养的干细胞所分泌的细胞因子,血管内皮生长因子表达水平升高,体内发现创伤模型小鼠组织中的血管内皮生长因子和CD31的表达增加,提示干细胞通过促进血管生成来提高组织再生效率[6]。

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4.动员基底干细胞

干细胞通过分泌细胞因子激活β2肾上腺素能受体信号,促进角质形成细胞迁移,加速创面愈合。研究人员将干细胞与角质形成细胞在纳米纤维支架上共培养,发现干细胞促进再上皮化过程,利于伤口愈合[7]。

展望

大量临床试验表明,干细胞可以促进创面愈合,为烧伤、烫伤、各种难以愈合的创面治疗带来希望。此外,随着科研工作者们对干细胞治疗皮肤损伤项目的不断深入研究,相信在不久的将来干细胞会造福更多的烧伤患者。

参考文献:

1.The Surgical Outcomes of Limbal Allograft Transplantation in Eyes Having Limbal Stem Cell Deficiency.J Curr Ophthalmol. 2020 Apr-Jun; 32(2): 132–141.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7337021/pdf/JCO-32-132.pdf

2. Burn injury. Nat Rev Dis Primers. 2020; 6(1): 11.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7224101/pdf/41572_2020_Article_145.pdf

3. Stem cells derived from burned skin - The future of burn care. EBioMedicine. 2018 Nov; 37: 509–520.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6284415/pdf/main.pdf

4. Somatic stem cell heterogeneity: diversity in the blood, skin and intestinal stem cell compartments. Nat Rev Mol Cell Biol. 2015 May; 16(5): 299–309.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5317203/pdf/nihms848269.pdf

5. Regenerative Capacity of Adipose Derived Stem Cells (ADSCs), Comparison with Mesenchymal Stem Cells (MSCs). Int J Mol Sci. 2019 May; 20(10): 2523.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6566837/pdf/ijms-20-02523.pdf

6. CECR1-mediated cross talk between macrophages and vascular mural cells promotes neovascularization in malignant glioma. Oncogene. 2017 Sep 21; 36(38): 5356–5368.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5611481/pdf/onc2017145a.pdf

7. Plasticity of epithelial stem cells in tissue regeneration. Science. 2014 Jun 13; 344(6189): 1242281.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4523269/pdf/nihms710056.pdf

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关键词:
干细胞,烧伤,皮肤

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