干细胞作为人体细胞中的“万能细胞”,能够帮助人体修复受损器官、组织,甚至能够分化成各种各样的器官、组织,其功效的确是可见一斑。
因此很多人认为在使用干细胞时,如果能给人体输入的干细胞越多就越好,但事实的确如此吗?
干细胞就像拥有强大魔法的精灵,在一定的条件下分化为各种不同的组织细胞,这便是干细胞最基本的魔法——自我复制和“变身”。
在干细胞小精灵的帮助下,身体可以轻松地修复损伤的机体。间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSC)是干细胞家族的成员,是一类具有自我更新,多潜能分化成多胚层起源细胞谱系的多能祖细胞。MSC可以迁移至损伤部位,发挥有效的组织修复和抗炎作用。
间充质干细胞(MSC)是临床应用的明星之一,已经有很多新闻报道间充质干细胞能治疗多种疾病。如何使间充质干细胞疗效达到最佳?细胞质量、注射途径、最佳剂量、治疗时机……这些因素影响着MSC的疗效。
影响MSC间充质干细胞相关疗效的关键因素
对于疾病在临床前的研究中,动物实验并没有充分证明MSC起效的最低剂量和最大饱和剂量,而且不同实验室的培养系统、MSC的来源属性等因素,常常导致MSC的质量存在差异,直接影响了MSC的动物实验和临床研究的结果。因此,MSC的临床前研究的数据并不能很好地指导临床研究的方案确定。MSC相关疗效的关键影响因素依次排列为以下三个:细胞质量、注射途径、最佳剂量。
细胞质量
不同的细胞制备中心生产出来的同一种细胞产品的质量之间会存在一些差异,尤其是进口产品和国内产品。同样的情况也存在于相同厂家所生产的不同批次之间。
所谓的细胞质量是指单位细胞或单个细胞所对应的生物学效力。如果细胞效力越高,细胞质量就会越好。
比如,MSC同时具有免疫抑制和促进血管再生的功能,分别治疗两大类不同的疾病,那么相对应的就有两个生物学效力指标。
一些共识参数可以反映间充质干细胞的质量,比如细胞活率、供体特性、克隆形成能力、细胞大小、免疫抑制能力和细胞因子分泌量。可以说细胞质量是治疗成败最为关键的因素。
注射途径
1、静脉注射
静脉注射是最常用和最简单的途径,并且允许输入大量的MSC,通常能达到上亿单位量。
2、局部介入注射
局部介入注射,包括联合生物材料的应用(例如用于矫形障碍的骨支架)、用于神经系统疾病的脊髓鞘内注射、用于呼吸系统疾病的气管内注射,都有利于MSC避开肺部的清除。
3、气管内注射
早产儿常伴随着支气管肺发育不良(BPD)的风险。一个小规模的临床实验验证MSC干预早产儿BPD的可行性:9名平均妊娠25.3周的早产儿的平均体重为793克;前3名BPD患儿的MSC剂量为1X107/kg,后6名BPD患儿的MSC剂量为2X107/kg;治疗7天后,支气管分泌液中的炎症因子浓度明显下降,呼吸严重程度评分改善明显。
4、结合生物支架
干细胞结合生物支架治疗难治性疾病,尤其是神经损伤性疾病,是一个新的治疗手段。临床研究显示,MSC结合胶原支架进行子宫内移植,治疗子宫腔黏连,30个月后,26名患者中的10名成功受孕,8名孕妇顺利产下宝宝,1名孕妇怀孕3个月,1名孕妇出现自然流产。
最佳剂量
目前的临床研究中,在MSC间充质干细胞的使用剂量差别非常大,每名患者使用的MSC间充质干细胞数量从四千多~上亿个MSC不等。2020年10月Gaetano等发表于medicina上的《Mesenchymal Stromal Cell Therapy in the Management of Perianal Fistulas in Crohn's Disease》一文,对2013-2020年间针对克罗恩病(CD)的试验进行总结(如图)中发现:骨髓间充质用量在3*107的试验剂量组,其收获的疗效高于低剂量给药组(1*107)及低剂量给药组(9*107);在park et等所应用脂肪来源的间充质观察中同样看到低剂量给药组(4.33*107)的疗效大于高剂量给药组(17*107)。
2013-2020年间针对克罗恩病(CD)的试验
这一现象绝非偶然,进一步研究表明在提取和扩增后,间充质干细胞最佳剂量组在遗传和形态上更加稳定,并显示出更大的增殖能力和血管生成特性。此外,最大的优势在于组织生长因子的高表达,降低了血液相容性。其研究的结论是:MSC的最佳剂量取决于不同的疾病、疾病当下所处的严重程度以及输入途径。
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