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多能干细胞如何在医学中的应用

标签:多能干细胞

在上个世纪,人们仍在尝试通过多能干细胞疗法来治疗严重疾病,即移植新的健康细胞来代替那些死于疾病的细胞。例如,1987年在瑞典隆德大学(University of Lund)进行了一系列手术,将从人胚胎中获得的神经元前体植入帕金森氏病患者的大脑中。一些患者经历了明显的改善。移植的细胞可以在患者的大脑中存活,并且可以长时间正常运行。然而,在所有情况下均未观察到改善,并且有时会出现并发症:移植的细胞患有帕金森氏病。


多能干细胞


为了解决先前系列移植中发现的问题,他们在欧洲启动了一项临床研究TRANSEURO,在2014-2016年期间,他们向11位患者移植了产生多巴胺的神经元前体。然而,由于细胞的来源-人类胚胎-与获得胎儿材料相关的伦理和纯技术困难都出现了,并且不可能将其标准化用于临床。由于用于移植的组织供应中断,在计划进行的90种此类细胞移植手术中,仅进行了20次,此刻该项目已经停止。为了克服这些困难,努力开发区分ESC和iPSC的有效方法,以将其进一步应用于临床。


对于ESC / iPSC细胞疗法的临床应用,重要的是避免移植物抗宿主免疫反应。从理论上讲,iPSC技术可以通过使用专有iPSC品系来排除或显着降低免疫系统的反应。但是,实际上,为每个患者获得iPSC及其进一步的分化仍然太昂贵和费时。


作为替代方案,京都大学启动了Stock项目,目的是创建一组不同的iPSC品系,根据免疫相容性参数进行分类(如在器官移植中所做的那样)。据估计,在此基础上特别选择的50条iPSC线将覆盖73%的人口。但是,不应忘记先天免疫系统的细胞,例如巨噬细胞和自然杀伤细胞,也可以促进免疫应答的发展。


2017年,日本对源自iPSC的细胞产品进行了首 次临床试验。从iPSC分化出的视网膜色素上皮细胞的测试表明,a,对于每位特定患者而言,获取iPSC衍生物都是无利可图的[27]。获得细胞产物非常费力,昂贵,并且需要对每个创建的细胞系(无论是iPSC还是分化的细胞)进行严格的质量控制。因此,科学界倾向于在细胞疗法中使用ESC和iPSC的“免疫相容的”衍生物。尽管这样的细胞产物不能完全避免免疫反应,但它们能够将其降低到可以通过较温和的免疫抑 制疗法处理的水平。


计划在大学和医院开始使用从iPSC分化出的多巴胺产生神经元进行帕金森氏病细胞治疗的临床试验。在做出这一决定之前,需要进行多年的动物模型试验。在始于2005年的一系列关于灵长类动物的实验中,有可能选择很佳的手术方案:需要向动物的大脑中注射多少细胞,应在分化的哪个阶段植入细胞使它们保持生命,并以很佳方式“适应”大脑受损区域,并具有治疗作用。


由于为每个患者获得iPSC线的成本高昂且费力,因此从业者的目光转向了像Stock这样的项目。为了进一步简化并降低细胞疗法的成本,研究人员希望诉诸“激发”免疫系统,并获得一种适用于任何患者的通用iPSC系列产品。为此,可以通过遗传方法从细胞表面去除HLA分子I类是免疫系统的“好朋友”标签:正是这种分子之间个体之间的差异导致了“宿主与移植”反应。如果表面没有HLA I类,则大多数免疫细胞看不到这些细胞。但是相反,其中一小部分(自然杀手)开始将这类细胞识别为危险细胞,因为它们专门用于识别物体而没有来自它们的信号。但是,它们也可能被欺骗,许多实验室正在对此进行研究。


在世界范围内,使用各种来源的干细胞进行细胞疗法的势头正在增强。这种细胞疗法,例如骨髓移植,早已在临床实践中扎根。MSC疗法并不总是能带来良好的效果。但是,在受损皮肤重新上皮化的情况下(例如在糖尿病足综合征中),MSC的有效性已在临床研究中显示[28]。


多能干细胞的衍生物(ESC和iPSC)也已准备好进入临床。从胚胎干细胞获得的少突胶质细胞[29]和胰腺的胰岛素产生细胞[30]处于临床试验的后面阶段。对于少突胶质细胞,在将细胞移植到脊髓后宣布了15年的随访期。这个时期尚未结束,但是尚未发现对患者的负面影响。已经开始了用于治疗复杂和严重疾病(例如视网膜营养不良和帕金森氏病)的细胞产品的临床研究... 移植ESC和iPSC的分化衍生物时,许多研究旨在减少或完全消除免疫抑 制。得益于干细胞,在我们面前开辟了广阔的可能性领域,但是未来还有更大的科学工作领域。


多能干细胞临床应用的全球趋势

多能干细胞临床应用的全球趋势

多能干细胞由其自我更新能力和分化为人体任何细胞表型的能力所定义。这种可塑性已生成的疗法,其可以使得功能受损组织的修复显著希望。涉及胚胎干细胞的若干研究已经完成表示初始临床成功。

2020-12-18

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