干細(xì)胞技術(shù)的最新進(jìn)展為患有尚未治療的疾病和病癥的患者打開了一扇新的大門。基于干細(xì)胞的療法，包括人類多能干細(xì)胞 (hPSCs) 和多能間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs)，最近已成為再生醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵參與者。

美國癌癥免疫療法和歐洲間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 療法的成功批準(zhǔn)使再生醫(yī)學(xué)成為重要的治療方式。基于細(xì)胞的療法，尤其是干細(xì)胞療法，為患有無法治愈的疾病的患者提供了新的希望，而治療方法側(cè)重于疾病的管理而不是治療。

基于干細(xì)胞的療法是再生醫(yī)學(xué)的一個(gè)重要分支，其最終目標(biāo)是通過刺激、調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)內(nèi)源性干細(xì)胞群和/或補(bǔ)充細(xì)胞池以實(shí)現(xiàn)組織穩(wěn)態(tài)和再生來增強(qiáng)身體修復(fù)機(jī)制。

由于干細(xì)胞定義以其獨(dú)特的自我更新和分化特性被引入，它們已經(jīng)進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究和臨床研究，并被定義為潛在的治療劑。由于再生醫(yī)學(xué)的主要議程與組織再生和細(xì)胞替代有關(guān)，為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，已經(jīng)使用了不同類型的干細(xì)胞，包括人類多能干細(xì)胞 (hPSC)、多能干細(xì)胞和祖細(xì)胞。然而，聲稱干細(xì)胞療法的有效性為“神奇細(xì)胞”的私人和未經(jīng)證實(shí)的診所的出現(xiàn)引起了人們對(duì)干細(xì)胞療法安全性的高度關(guān)注。

干細(xì)胞療法是一種新的治療方法，它利用干細(xì)胞的獨(dú)特特性，包括自我更新和分化，通過輸送外源細(xì)胞來再生人體內(nèi)受損的細(xì)胞和組織，或用新的、健康的、功能齊全的細(xì)胞替代這些細(xì)胞。

干細(xì)胞移植

圖源：視覺中國

此外，用于基于細(xì)胞的治療的干細(xì)胞也可以是自體的，也稱為自我治療，一種使用患者自身細(xì)胞的方法，以及 (2) 同種異體來源，使用來自健康供體的細(xì)胞進(jìn)行治療。

干細(xì)胞的起源

01、1868年，著名的德國生物學(xué)家Ernst Haeckel首次使用“干細(xì)胞”一詞來描述受精卵產(chǎn)生生物體所有細(xì)胞的特性。

02、干細(xì)胞療法的歷史始于1888年，當(dāng)時(shí)干細(xì)胞的定義由兩位德國動(dòng)物學(xué)Theodor Heinrich Boveri和Valentin Haecker首次提出，他們著手確定胚胎中能夠分化成更特化細(xì)胞的獨(dú)特細(xì)胞群（圖1a）。

03、1902年，從事骨髓研究的組織學(xué)家弗朗茨·恩斯特·克里斯蒂安·諾伊曼和亞歷山大·亞歷山德羅維茨·馬克西莫夫進(jìn)行的研究證明了共同祖細(xì)胞的存在，這些祖細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生成熟的血細(xì)胞，這一過程也稱為造血。10在這項(xiàng)研究中，Maximov提出了多胚層的概念，后來Ernst Haeckel根據(jù)它們的增殖和分化將其命名為干細(xì)胞。11Maximov描述了骨髓中的造血細(xì)胞群。

04、1939年，第一個(gè)病例報(bào)告描述了為一名診斷為再生障礙性貧血的患者移植人骨髓。

05、1957年，E. Donnall Thomas博士開創(chuàng)了第一個(gè)異基因造血干細(xì)胞移植 (HSCT)。 在這項(xiàng)初步研究中，所有6名患者都死亡，只有2名患者由于當(dāng)時(shí)骨髓移植的數(shù)量和潛在危害未知而表現(xiàn)出短暫植入的證據(jù)。

06、20年后的1958年，法國腫瘤學(xué)家George Mathe進(jìn)行了第一次干細(xì)胞移植，以治療六名使用骨髓移植意外接觸放射性物質(zhì)的核研究人員George Mathe在1963年的另一項(xiàng)研究揭示了科學(xué)界，因?yàn)樗晒Φ貙?duì)一名白血病患者進(jìn)行了骨髓移植。

07、1969年，E. Donnall Thomas博士在美國進(jìn)行了第一次骨髓移植，盡管同種異體治療的成功仍然是排他性的。

08、1972年是發(fā)現(xiàn)環(huán)孢菌素（免疫抑制藥物）的一年，據(jù)報(bào)道，異基因移植治療再生障礙性貧血和急性髓細(xì)胞白血病的首次成功是在一名16歲的女孩身上。

09、從1960年代到1970年代，F(xiàn)riendenstein和他的同事對(duì)骨髓抽吸物進(jìn)行的一系列工作證明了成骨分化與骨髓來源的少量細(xì)胞亞群之間的關(guān)系。這些細(xì)胞后來被證明可以與造血細(xì)胞群區(qū)分開來，并且能夠作為組織培養(yǎng)容器中的貼壁細(xì)胞快速增殖。Friendenstein團(tuán)隊(duì)的另一個(gè)重要突破是發(fā)現(xiàn)，當(dāng)骨髓作為懸浮培養(yǎng)物接種并分化為成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞時(shí)，這些細(xì)胞可以形成集落形成單位，這表明這些細(xì)胞具有增殖和分化成骨細(xì)胞的能力。（不同的細(xì)胞類型）。

10、1991年，結(jié)合人類胚胎干細(xì)胞 (hESCs) 的發(fā)現(xiàn)（將在下一節(jié)中討論），“間充質(zhì)干細(xì)胞”一詞，以前稱為基質(zhì)干細(xì)胞或“成骨”干細(xì)胞，首次在卡普蘭并廣泛使用至今。18從60年前的骨髓移植開始，干細(xì)胞治療的征程歷經(jīng)歲月的發(fā)展，成為治療眾多不治之癥的再生醫(yī)學(xué)新型治療劑。

基于干細(xì)胞的治療：歷史和細(xì)胞來源

基于干細(xì)胞的治療：歷史和細(xì)胞來源

一個(gè)干細(xì)胞治療基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的重大發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展時(shí)間表。“干細(xì)胞”一詞于1888年首次被描述，成為再生醫(yī)學(xué)的第一個(gè)里程碑。造血祖細(xì)胞于1902年首次被發(fā)現(xiàn)。1939年進(jìn)行了第一次骨髓移植治療再生障礙性貧血。從那時(shí)起，從基礎(chǔ)研究到臨床前研究再到臨床試驗(yàn)的轉(zhuǎn)變推動(dòng)了干細(xì)胞療法的發(fā)展，取得了許多發(fā)現(xiàn)和里程碑。隨著人類多能干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，1991年分離出“間充質(zhì)干細(xì)胞”，最近促進(jìn)了基于干細(xì)胞的治療人類疾病的進(jìn)展。

b可用于基于干細(xì)胞的治療的不同細(xì)胞來源的示意圖。

(1) 人類多能干細(xì)胞，包括胚胎干細(xì)胞（來源于胚泡內(nèi)細(xì)胞團(tuán)）和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，具有在體外無限增殖和分化成人體多種細(xì)胞類型的能力，包括三個(gè)胚層。

(2) 間充質(zhì)干細(xì)胞是來源于中胚層的多能干細(xì)胞，具有自我更新能力（體外受限）和分化成間充質(zhì)譜系的潛能。可以使用OSKM因子將分化的/體細(xì)胞重新編程回多能階段以產(chǎn)生誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞。值得注意的是，與體細(xì)胞相比，干細(xì)胞具有相對(duì)較高的腫瘤形成風(fēng)險(xiǎn)和較低的免疫排斥風(fēng)險(xiǎn)（在間充質(zhì)干細(xì)胞的情況下）。該圖是使用BioRender.com創(chuàng)建的。

干細(xì)胞臨床應(yīng)用進(jìn)展適應(yīng)癥方面

截至2022年8月23日，全球已經(jīng)有18款干細(xì)胞產(chǎn)品獲批上市，6265項(xiàng)干細(xì)胞臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中，涉及200種適應(yīng)癥，8大系統(tǒng)疾病，譬如在呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)以及消化系統(tǒng)等多系統(tǒng)領(lǐng)域均有成功案例報(bào)道。

干細(xì)胞技術(shù)，應(yīng)用前景無限！

干細(xì)胞是“生命的種子”，具有再生、替代、修復(fù)和分化能力，為人類的疾病治療提供了新的方法和手段，在創(chuàng)傷修復(fù)、組織再生、重大疾病、抗衰美容等方面展現(xiàn)出巨大應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：Hoang, D.M., Pham, P.T., Bach, T.Q. et al. Stem cell-based therapy for human diseases. Sig Transduct Target Ther 7, 272 (2022). https://doi.org/10.1038/s41392-022-01134-4.