同为干细胞,为何造血干细胞移植需配型而间充质干细胞不用?

2022
08/26

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神采干细胞
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未经配型的骨髓移植很容易产生对宿主的抗性,而被移植的T细胞则会反过来攻击宿主,将宿主的组织和细胞视为“敌人”,造成高烧、肝炎、腹泻等症状,严重者甚至会致死。

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造血干细胞移植为什么要进行HLA配型?

人类的骨髓移植是一百多年以前的事情了,但是这种观念一开始被认为是“无效”。从1891年起,研究人员就曾试图通过静脉、骨髓等方法进行造血干细胞移植,但均以失败告终。

1957年,第一次与临床骨髓移植有关的文献出版, Donnall Thomas等研究人员试图在人类身上植入骨髓,但是,虽然有一段时间的嵌合,但这些病人并没有逃脱死亡的结局。

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△关于骨髓移植的第一篇文章

直到1958年,法国科学家道瑟特在人体白细胞表面抗原(HLA)的研究中,人们才逐渐了解到了移植排斥的奥秘。

HLA是人类白细胞抗原的总称,其存在于几乎每一个有核细胞的表面,是人类最复杂的多态性系统。科学家发现:不同的HLA基因差异很大,除了同卵双生以外,几乎没有两个人具有相同的HLA,因此 HLA被认为是一个人的“身份证”,同时也是一个重要的基因标记,可以让免疫系统识别自己,区分不同的人。

当一颗异体移植到人类身上,它会和宿主交换“暗号”,如果宿主的HLA不符合,那么它就会在体内引发一场“排斥战争”,引发宿主的免疫反应(在器官移植中很常见),或者是移植物对宿主的免疫。

未经配型的骨髓移植很容易产生对宿主的抗性,而被移植的T细胞则会反过来攻击宿主,将宿主的组织和细胞视为“敌人”,造成高烧、肝炎、腹泻等症状,严重者甚至会致死。

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△移植体对宿主疾病的抗性机理研究

所以, HLA配型在进行造血干细胞移植前必须进行。在了解了造血干细胞需要匹配的原因之后,神采干细胞将带大家一起了解间充质干细胞(MSC)。

这里需要先捋一捋移植排斥的发生条件:

HLA基因位点众多,HLA-A、HLA-B、HLA-DR等与移植排斥的关系最大,如果移植体与宿主的契合度不高,则会被排除。相反,三个基因位点一旦融合,移植体和寄生体就会将彼此视为“自己人”。

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△ HLA基因在第六对染色体上

那么,如何保证异体间充质干细胞与宿主的HLA基因完全匹配?

首先,尽管MSCs和HLA-B都是干细胞的一部分,但是MSCs的发展还很原始,研究者们利用流式细胞仪对MSCs进行了分析,结果显示: MSCs不能表达HLA-DR,只表达HLA-A、HLA-B,而这一特点使MSCs的免疫原性较差,在没有“身份证”的情况下,在进入宿主体内后,既不会自动泄露身份,也不会对宿主进行T细胞识别,更不会对宿主的细胞和组织进行攻击。

其次,间充质干细胞也有一定的免疫调节作用,当人体出现异常免疫反应时,可通过抑制T淋巴细胞、 B淋巴细胞、 NK细胞、 Treg细胞等多种免疫细胞来维持免疫系统的平衡。很多学者都很重视MSC的这一特点,并将其应用于对抗免疫排斥的研究中。

《中华血液学杂志》曾经报道过一项试验,研究人员利用脾细胞半相合移植技术,建立了一种抗宿主疾病的移植动物模型,并经静脉输入脐带间充质干细胞,显示该干细胞能降低移植对宿主的免疫反应,延长其生存期。

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△ MSCs在移植治疗宿主疾病方面有很好的前景

总之,由于间充质干细胞的免疫原性较差,几乎不会引起免疫排斥,因此,很多临床试验都认为,间充质干细胞可以不进行配体。另外,它还有一种特殊的免疫调节功能,可以用于治疗免疫排斥。

我们已经知道了移植间充质干细胞不需要配型的问题,但是现在,既然可以选择,那么,是否可以选择异体和自体间充质干细胞呢?

自体和异体谁更强大?

神采干细胞认为,目前临床上使用的异体间充质干细胞大多来源于胎盘、脐带、羊膜等,而成人要获取自体间充质干细胞,必须从牙髓、脂肪、骨髓等部位获取。虽然来源不同,但都是间充质干细胞,可以进行多向分化和修复,从本质上来说,两者并没有太大的不同。

因此,为了保证干细胞来源的纯净和安全,大众对异体和自体的问题有两个问题:第一,异体干细胞会不会引起DNA的变异,第二,异体和自体的作用有没有差别。

首先,我们可以从生物学的角度来分析:基因存在于细胞核中,而非基因要通过细胞核才能进入细胞核,而胞浆中包含着能将DNA溶解的物质,通常在未抵达细胞核之前,就会被彻底摧毁。就算有人能通过,我们的免疫系统也能随时监控,一旦发现变异的细胞,就会被迅速消灭。

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细胞的质量和捐献者的年龄、捐献者的体质有关,所以我们先来看看:

捐献者年龄

通常情况下,干细胞的数目会随著年龄的增长而下降,据报道,新生儿中的干细胞是10,000个,而老人则是一千万个。其次, MSCs的多向分化和抗氧化能力更强,因此,当老年人需要进行干细胞移植时,来自于围产期的异体干细胞(也被称为“零岁细胞”),在细胞活性和数量上都占据了巨大的优势。

捐献者本身的健康情况

研究结果表明,很多疾病对自体间充质干细胞的作用和作用都有一定的影响,例如遗传性疾病、自身免疫性疾病、某些慢性病。《SCTM》于2017年发表的一项研究确认:慢性2型糖尿病可使干细胞增殖、免疫抑制和生存率下降。所以,研究人员只推荐那些没有肥胖、糖尿病在10年以上的患者,采用自体干细胞。

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△慢性2型糖尿病和肥胖症对自体MSCs的影响

存活时间

不管是异体干细胞还是自体干细胞,在体内的新陈代谢过程中,都会被慢慢的排出体外。从自异体的观点来看,间充质干细胞的免疫原性很弱,不会在移植过程中被加速排出体外,因此在维持其它因素不变的前提下,移植后的存活时间和自体移植的时间相差不大。

因此,基因变异并不会导致DNA的变异,而且在某些特定的条件下,基因变异的效果比自己的基因还要好。

从2004年开始,异体和自体的相关研究几乎是不相上下,而最近两年,异体的研究更有超越之势。如果真的存在着不可逾越的影响,或者是严重的副作用,那么这些学者也不会花费这么大的力气去研究。

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△ 2004-2018年间充质干细胞临床试验趋势

异体的优势也逐渐在现实应用中凸显,比如异体取材过程简单,不会对人体造成伤害,且来源稳定纯净等等。但坚持使用自体也无可厚非,在能保障细胞质量的前提下,最终选择还是要看自己的偏好以及医生的建议。

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关键词:
造血干细胞,MSCs,免疫系统,骨髓移植,HLA,移植体,配型,移植,异体,基因,疾病

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