原創 醫學參考報 幹就有未來 收錄於合集 #骨髓 4個

撰文│劉保池

編輯│畢紫娟

審校│湯紅明

一

細胞治療的基礎理論

細胞是生物結構與功能的基本單位。人類生命之初從受精卵開始，經卵裂形成桑椹胚，1周左右形成囊泡，囊泡內細胞團稱為胚胎幹細胞，具有體外培養無限增殖、自我更新和多向分化特性。胚胎幹細胞可分化為機體幾乎所有細胞，但不能分化成臍帶和胎盤等附屬組織，被稱為多能幹細胞。胚胎幹細胞可修復幾乎所有組織和器官的損傷。胚胎幹細胞的研究及臨床應用均涉及社會倫理學問題，且畸胎瘤的形成問題也尚未解決。因此，未來胚胎幹細胞臨床應用是一個挑戰。

在某些器官中還有一些未分化細胞，這些未分化細胞能夠自我更新並分化成該器官中的功能細胞，稱之為成體幹細胞。目前可從臍帶、胎盤、羊膜、脂肪、牙髓、骨髓、面板等組織中分離成體幹細胞，並且在體外培養可實現大規模擴增。臍帶、胎盤等來源的同種異體幹細胞，容易實現標準化體外擴增製備，並具有廣泛臨床應用潛在價值，但由於異體幹細胞遺傳基因不同，易被機體免疫系統識別，不能在體內長期存活。

成體幹細胞在體內受到器官特定微環境誘導，可分化成不同功能細胞，協同完成不同器官功能。根據這一原理，在體外培養幹細胞時，可透過改變微環境中的生長因子及其他因素，定向誘導幹細胞分化。目前將某些幹細胞分離並培養成具有一定功能細胞的技術已經成熟。幹細胞作為種子細胞，還可與降解支架材料聯合培養，在體外構建組織或器官，由此衍生了再生醫學概念。

20世紀80年代後期提出“再生醫學”概念，這是將細胞生物學和材料工程學結合，在體外或體內構建組織或器官的一門新型學科，尤其在面板、軟骨等組織的研究方面，目前已商品化並應用於臨床。採集與受損區有相同功能的細胞， 經體外擴增培養後，形成與原組織或器官具有相同結構和功能，達到功能修復目的；或利用少量組織或器官，擴增大塊組織或完整器官，達到完全修復目的；在修復過程中，利用生物工程原理對組織或器官進行塑形，使其與原組織或器官相符，實現形態重建。

創傷、腫瘤切除等原因造成組織、器官缺損和功能障礙是危害人類健康的重要原因，而缺損組織、器官修復和功能重建也是目前臨床外科面臨的主要難題。大面積缺損通常都需要採用自體或異體組織、器官移植進行修復， 自體移植存在“以創傷修復創傷”的問題，而異體移植中存在供體來源不足、免疫排斥問題。外科學的發展歷程先後經歷了3個“R”階段，即切除（recection）、修補（repair）和替代（replacement）。再生醫學基本原理是從機體獲取少量活組織，將功能細胞（種子細胞）從組織中分離出來，並在體外培養、擴增，然後與可降解、吸收的三維支架材料按一定比例混合，植入體內病損部位，生物材料在體內逐漸被降解和吸收，植入的細胞在體內增殖和分泌細胞外基質，最後形成所需的組織或器官，以達到創傷修復和功能重建目的，是第4個“R”， 即再生醫學（regeneration medicine）。

二

自體骨髓細胞治療臨床應用

對艾滋病合併失代償期肝硬化患者，用保肝利尿抗病毒等常規療法效果一般，患者數月後可能發展為肝衰竭。經網上查閱瞭解到幹細胞可治療肝硬化，可透過放射介入股動脈插管將臍帶間充質幹細胞或自體骨髓幹細胞輸入肝動脈。基於相關報道。2009年筆者設計透過上腹部手術進行網膜右靜脈插管埋置輸液港，採集患者自體骨髓經埋置在上腹部皮下的輸液港輸注自體骨髓進入門靜脈。結果發現，艾滋病合併失代償期肝硬化患者的肝功能逐漸恢復，甚至接近正常。目前做自體骨髓門靜脈輸注的艾滋病合併失代償期肝硬化患者已健康生活超過10年。隨後對無HIV感染的肝硬化患者應用自體骨髓經門靜脈輸注治療效果更好。中心於2014年收治1例56歲男性患者，被診斷為失代償肝硬化大量腹水合並臍疝（圖1）。CT檢查提示肝臟明顯萎縮，肝臟體積1302 mL，大量腹水，脾大（圖2）。於多家醫院就診後認為需做肝移植。中心對患者進行脾切除加臍疝修補，經網膜右靜脈插管埋置輸液港做自體骨髓經門靜脈輸注治療。術後3個月，肝功能Child-Pugh分級從C級轉成A級，術後1年，肝功能正常，腹部傷口癒合良好（圖3）。CT檢查提示肝臟明顯增大，體積1796 mL，腹水基本消失（圖4）。

自體骨髓經門靜脈輸注進入肝臟後逐漸改善肝功能，這可能是因為骨髓幹細胞在肝臟微環境中轉化成有功能的肝細胞，或產生某些細胞因子促進損傷肝細胞的修復。根據這一原理，自體骨髓幹細胞在糖尿病患者胰腺微環境中是否同樣可轉化成胰島細胞或產生某種細胞因子修復受損胰島細胞？筆者對肝硬化合並糖尿病患者行上腹部手術時，分別從網膜右靜脈和網膜右動脈插管埋置輸液港，從輸液港輸注自體骨髓進入門靜脈和胰十二指腸動脈，結果顯示，患者肝功能好轉，血糖水平逐漸降低。而後筆者最佳化自體骨髓治療技術，在B超引導下進行經皮細針穿刺胰腺輸注自體骨髓有核細胞，發現骨髓有核細胞在B超實時檢查中可顯影，清晰看到骨髓有核細胞液體逐漸擴散至胰腺組織中，胰腺亮度逐漸增加，臨床觀察顯示治療效果良好。有報道對糖尿病患者用細胞刺激因子等骨髓動員劑，動員骨髓幹細胞進入外周血，再從外周血採集骨髓幹細胞，透過放射介入股動脈插管進入胰腺動脈輸注骨髓造血幹細胞治療糖尿病獲得很好效果，這也說明骨髓造血幹細胞可改善胰島功能，但需要一定的幹細胞密度。因為從外周血分離造血幹細胞富集以後介入插管輸注至胰十二指腸動脈，胰腺組織中的造血幹細胞密度才能明顯高於外周血密度。從髂前上棘做骨穿採集骨髓，分離有核細胞，從理論上講可採集和分離出比外周血中更原始的幹細胞。

對於卵巢早衰，筆者採集骨髓，分離有核細胞後，在B超引導下精準穿刺卵巢輸注，結果患者的性激素水平改善，失眠、潮熱等更年期症狀改善，已經停經2～3年的卵巢早衰患者月經恢復。對膝關節退行性變，採集骨髓，分離有核細胞後，膝關節腔內輸注，結果顯示關節酸困、疼痛減輕或消失，半年後膝關節磁共振成像檢查，發現膝關節軟骨損傷得到修復，變薄的軟骨有增厚。對股骨頭壞死患者，採集骨髓，分離骨髓有核細胞後，在B超引導下行髖關節腔內輸注，結果患者髖關節疼痛減輕或消失，髖關節磁共振成像檢查發現股骨頭密度降低情況改善，提示股骨頭血供改善，說明骨髓有核細胞中的內皮祖細胞有助於新微迴圈血管重建。但如果股骨頭壞死已發展到股骨頭塌陷、關節變形的程度，自體骨髓細胞治療不會有明顯效果。對於艾滋病合併惡性腫瘤患者，化療是清除腫瘤細胞的有效方法，但常規化療會加重免疫系統損傷和骨髓抑制。本中心於化療前採集患者骨髓並儲存，然後常規化療。停用化療藥物後5天，化療藥物基本排出體外，此時骨髓抑制比較嚴重，回輸儲存的骨髓，可明顯促進骨髓重建。臨床應用自體骨髓細胞治療的結果提示，自體骨髓幹細胞移植到不同器官，在不同器官的微環境中可能轉化成不同功能的細胞，改善受損器官的功能。相比體外培養擴增，骨髓幹細胞在不同器官微環境中，更適合分化擴增成器官所需的細胞，恢復器官功能。

雖然有些科學問題尚待闡明，但幹細胞臨床應用發展趨勢必然會為病損組織器官的癒合、再生創造出更多、更新、更實用的治療方法，在挽救生命、減少傷殘及最大限度恢復功能方面發揮巨大作用 。

作者簡介

劉保池 教授

主任醫師、教授，現為復旦大學附屬上海市公共衛生臨床中心普外科學科帶頭人，中國研究型醫院學會衛生應急專業委員會常務委員，感染與特殊感染學組組長，全國衛生產業企業管理協會常務理事、細胞治療產業與臨床研究分會會長，手術與細胞治療學術委員會主任委員。擅長肝硬化的手術與細胞治療，首次提出了“種子土壤移植治療肝硬化”學說，開展脾切除加自體骨髓經門靜脈輸注治療艾滋病合併失代償期肝硬化取得良好的療效。2015年被評為上海市先進工作者，2016年獲“ 中國健康傳播大使”榮譽稱號，2017年獲上海市優秀髮明獎，2018年獲全國衛生產業企業管理協會頒發“健康產業科技進步獎”。獲授權專利11項，發表論文160餘篇，主編學術專著8部。

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《醫學參考報》幹細胞與再生醫學專刊

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