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脐血造血干细胞移植的研究进展

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脐血造血干细胞移植的研究进展   收稿日期 : 2008 - 02 - 01;修回日期 : 2008 - 07 - 29 基金项目 :内蒙古财政厅基金资助项目 (内财教 [ 2005 ]1162号 ) ;内蒙古自治区人才基金 (2005) 作者简介 :刘芳 (1982 - ) ,女 ,内蒙古医学院 2006级在读硕士研究生。 通讯作者 :吴岩 ,教授 ,医学博士 ,硕士研究生导师 , E - mail: Yanw007@ sina. com内蒙古医学院 , 010059 ·综  述· 脐血造血干细胞移植的研究进展 刘  芳 1 ,  吴...

脐血造血干细胞移植的研究进展
  收稿日期 : 2008 - 02 - 01;修回日期 : 2008 - 07 - 29 基金项目 :内蒙古财政厅基金资助项目 (内财教 [ 2005 ]1162号 ) ;内蒙古自治区人才基金 (2005) 作者简介 :刘芳 (1982 - ) ,女 ,内蒙古医学院 2006级在读硕士研究生。 通讯作者 :吴岩 ,教授 ,医学博士 ,硕士研究生导师 , E - mail: Yanw007@ sina. com内蒙古医学院 , 010059 ·综  述· 脐血造血干细胞移植的研究进展 刘  芳 1 ,  吴  岩 2 (1. 内蒙古医学院 ,内蒙古 呼和浩特 010059;  2. 内蒙古医学院 组织学与胚胎学教研室 )   摘  要 :造血干细胞移植 ( hemopoietic stem cell transp lantation, HSCT)是通过异体或自体的造血干细胞 (HSC)植入受者体内 ,而使受者获得造血和免疫功能重建的方法。随着实验血液学、临床血液学和移植免疫学 的不断发展 ,特别是人类白细胞抗原 (HLA)配型技术的发展 ,使 HSCT技术逐渐成熟并广泛应用 ,成为治愈某些 恶性血液病的重要方法。脐带血作为 HSC的来源之一 ,已成功应用于临床 ,并有望在今后的生物学治疗和基因 治疗中发挥重要的作用。本文就近年来有关脐带血 HSCT移植的研究进展作一综述。 关键词 :脐带血 ;造血干细胞 ;移植 中图分类号 : R331. 2; R392    文献标识码 : A    文章编号 : 1004 - 2113 (2008) 04 - 0292 - 05 RESEARCH PROGRESS OF THE UM BIL ICAL CORD HEMOPO IETIC STEM CELL TRANSPLANTATION L IU Fang,  WU Yan ( InnerM ongolia M edica l College, Hohhot 010059 China)   Abstract:Hemopoietic stem cell transp lantation is a technology that recip ient will gain hematopoi2 esis and immune function reconstruction through variant or autogeneic hemopoietic stem cell transp lant into the body. Following the development of experiment hematology, clinical hematology and transp lan2 tation immunology, especially human leucocyte antigen zygosity technology, hemopoietic stem cell transp lantation technique is gradually becom ing maturity and widesp read used, and becom ing very im2 portant in cure of malignant hematologic disease. The umbilical cord blood has been used in clinic treatment asone resource of hematopoietic stem cell and will p lay an important role in biotherapy and gene therapy in future. This paper reviews the research p rogress of the umbilical cord hemopeietic stem cell transp lantation for the past few years. Key words: umbilical cord blood ; hemopoietic stem cell ; transp lantation ·292· A cta A cad M ed N ei M ongol A ug. 2008 V ol. 30  N o. 4   脐血造血干细胞移植 ( cord blood hemopoietic stem cell transp lantation, CBHSCT)又称脐血移植 ( umbilical cord blood transp lantation, UCBT) ,是利 用脐带血中造血干细胞重建造血免疫系统的一种 造血干细胞移植治疗方法。自 1974年 Knudtzon 等发现脐带血中富含定向造血干细胞以来 ,许多学 者对其进行了广泛而深入的研究。1988年 ,法国 人 Gluckman 等首先成功地以人类白细胞抗原 (HLA)相合的同胞脐血移植 (CBT)治愈范科尼贫 血。1990年 HLA不全相合同胞 UCBT治疗小儿急 性淋巴细胞白血病又获成功。至今 ,脐血移植已成 功应用于临床治疗多种恶性和非恶性疾病 ,但脐血 移植还存在许多问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 有待解决 ,如单份脐带血中造 血干细胞 (HSC)数量有限 ,移植后免疫重建延迟 , 急性移植物抗宿主病等。本文就对近年来有关脐 血造血干细胞移植的研究作一简述。 1 脐血造血干细胞 造血干细胞 ( hematopoietic stem cell, HSC)即 具有高度自我更新、多向分化、跨系分化与重建长 期造血的潜能 ,以及损伤后再生能力的细胞 ,除此 之外 ,还具有广泛的迁移和特异性归巢特性 ,能优 先定位于相应的造血微环境中并以非增殖状态和 缺乏系相关抗原的方式存在。HSC是定向造血干 细胞 ( hematopoietic p rogenitor cell, HPC)的来源 ,两 者的区别在于 HSC有高度的自我更新或自我维持 能力 ,但不能增殖或扩增 ,而 HPC则有高度增殖或 扩增力 ,部分地 (早期定向的造血干细胞 )以至全 部地 (晚期的定向造血干细胞 )丧失自我更新或自 我维持能力。HSC靠自我更新和自我维持使自己 永不消亡 ;而 HPC则因分化到终末而必然凋亡。 脐血是一重要的 HSC /HPC来源 ,目前有关脐 血的研究主要集中于 HSC /HPC的比例、细胞亚群 的划分、对造血生长因子刺激的反应能力、增殖 /扩 增潜能的控制及 HSC /HPC体外扩增的条件等。 脐血 HSC和成人骨髓中的 HSC在数量和功能上 均存在着明显的差异。目前对此差异的确切机制 还未完全清楚。与骨髓中的 HSC相比 ,脐血 HSC 对生长刺激较敏感 , HSC能快速脱离 G0 /G1 期而 进入细胞周期 ,这可能是脐血高增殖和扩增潜能的 机制之一 [ 1 ]。脐血中的免疫细胞发育相对不成 熟 ,但脐血含有丰富的细胞因子 ,且 IL - 3、GM - CSF、G - CSF等细胞因子含量明显高于成人血。 脐血 HSC在体外扩增反应明显强于骨髓 ,有自分 泌造血生长因子功能 ,自分泌产生的造血生长因子 可赋予脐血 HSC 高增殖和扩增能力。脐带血 CD34 +细胞体外长期培养中的 CD34 + 、CD35 +细 胞明显高于骨髓 , CD34 + 、CD38 - 细胞在脐带血 CD34 +细胞中的比例显著高于骨髓 ,而且脐带血 CD34 + CD38 - 细胞的增殖分化能力高于骨髓 [ 2 ]。 脐血中造血干细胞 CD34 +端粒末端转移酶长度比 骨髓长 4kb,按细胞每分裂一次端粒缩短 100~ 200bp推算 ,脐血比成人骨髓细胞增加了 20~40 次分裂的机会 ,可产生细胞数多达 106 ~1012倍 ,且 低表达凋亡配体 CD95 ( Fas) ,提示脐血 HSC有更 大的重建造血的潜能 [ 3 ]。 2 脐带血干细胞移植 (HSCT) 造血干细胞移植根据移植物不同可分为骨髓 移植 ( bone marrow transp lantation, BMT) ,外周血干 细胞移植 (peripheral blood stem cell transp lantation, PBSCT) ,脐血干细胞移植 ( cord blood stem cell transp lantation, CBSCT)及 CD34 +细胞移植等。骨 髓移植又包括异基因骨髓移植 ( allogeneic BMT)、 同基因骨髓移植 ( isogeneic BMT)和自体骨髓移植 ( autologous BMT) ;外周血干细胞移植包括异基因 外周血干细胞移植 ( allogeneic PBSCT) ,同基因外 周血干细胞移植 ( isogeneic PBSCT)和自体外周血 干细胞移植 ( autologous PBSCT)。异基因移植根据 移植物来源不同可分为亲缘供者和无关供者移植 , 根据预处理强度不同可分为清髓性和非清髓性移 植 ,根据 HLA表型分为 HLA表型相合和 HLA表 型不完全相合移植。 异基因骨髓和外周血 HSCT已广泛应用临床 治疗多种恶性和非恶性疾病 ,但因 HSC供者来源 日益缺乏 ,约有 30%需要骨髓移植的病人无法找 到与之相配的供者。脐带血由于其来源可靠且丰 富、价格低廉、配型要求不如骨髓移植严格等特点 , 成为 HSC的重要来源。自 1988年首例脐带血移 植成功以来 ,迄今为止已有超过 5000例儿童及成 人接受了同胞或无关脐带血移植 [ 4 ]。而且非亲缘 供者不全相合甚至半相合的却占脐带血移植的大 部分 ,植入率高 ,急性移植物抗宿主病 ( GVHD )发 生率也低 , Ⅲ和 Ⅳ度的病人约占 20% , Ⅳ度 < 5%。 但脐血移植还存在许多问题有待解决 ,如单份脐带 血中 HSC数量有限 ,移植后免疫重建延迟 ,急性 ·392·内蒙古医学院学报  2008年 8月  第 30卷  第 4期 GVHD等。目前许多学者针对提高脐带血干细胞 的利用率进行了大量研究和临床实验。 2. 1 混合脐血移植 除了改进脐血收集、分离、冻存和复温等处理 技术 [ 5 ] ,减少体外丢失、增加每份脐血可利用的干 细胞量以外 ,混合脐血移植是解决单份脐带血因细 胞数量少而难以植入的有效途径之一。近年来已 有很多的基础和临床研究为多份脐血移植的推广 应用提供了较为坚实的理论和实验依据。Barker 等 [ 6 ]进行了 12例成人双份脐血移植 ( cord blood transp lantation, CBT) ,均达植入 ,并发现双份脐血 植活时间较有核细胞数相当的单份脐血快。国内 也有双份 HLA不全相合非血缘 CBT成功治疗成 人急性髓细胞白血病的报道 [ 7 ]。张丽萍等 [ 8 ]将 2 份人 HLA半相合或不相合混合脐血输入经亚致死 量照射后的严重联合免疫缺陷 ( severe combined immunodeficiency disease, SC ID ) 小鼠 , 结果表明 HLA半相合及不相合混合人脐血移植可重建 SC ID 小鼠造血和免疫功能 , HLA相合程度较高者 ,似乎 更易于 2份脐血同时植入。王东东等 [ 9 ]以 HLA相 同胞供者导基因外周血干细胞移植治疗急性白血 病。姜夕锋等 [ 10 ]对 28例恶性血液病病人进行非 亲缘脐血造血干细胞移植治疗后发现 1 ~2 个 HLA位点不相合并不影响植入。用聚合酶链反 应 - 序列特异性寡核苷酸 ( PCR - SSO )探针检测 人 HLA - DRB1基因发现 ,在多数受鼠体内只有 1 份脐血植入 ,该份脐血为体外集落形成能力较高、 造血细胞含量较多者。目前 ,多份脐血移植还存在 一些争议 ,如多个体造血干细胞能否在体内同时植 入、持久性如何、多份脐血组合的规律性、HLA相 合率与植入的关系以及脐血间竞争性植入的机制 等 ,这些问题还有待于进一步研究和探讨。 脐血与其他不同种类 HSC联合移植 ,可以为 体重较大需要植入较多 HSC的成人病人提供 CBT 的可能性 ,同时有可能填补或缩短 CBT后造血重 建的延迟。联合移植的方法有 : ①骨髓与脐血造血 干细胞共移植 : Shibuya[ 11 ]报道了 1名 9岁肝炎相 关性再障病人 ,接受其弟骨髓和脐血移植 , 2wk获 得植入 , 4wk时发生轻微的 GVHD,移植后 20mo维 持血液学缓解。②成人无关脐血与低剂量单倍体 亲缘供者外周血 CD34 + 细胞共移植 : Fernandez 等 [ 12 ]对 11名高危血液恶性病成年病人尝试了单 倍体相同的亲缘供者低剂量外周血纯化 CD34 +细 胞与 CBT共输注的治疗方法 ,初步的结论是单倍 体亲缘外周血造血干细胞快速而短暂的植入 ,可在 脐血植入之前向受者提供抗感染能力 ,缩短了 CBT 后造血重建时间 ,降低了移植相关毒性 ( TRM )。 但是 ,哪一类的 HSC来源是脐血联合移植的最佳 伙伴、剂量多大才不增加单纯血缘或非血缘 CBT 的 GVHD发生率和严重程度 ,联合移植物的介入 是否会影响脐血细胞的植入能力甚至导致其晚期 排斥等一系列问题 ,尚需进一步扩大基础实验及临 床研究。 2. 2 脐血 HSC /HPC的体外扩增 脐带血 HSC为克服异基因屏障致使其植入能 力降低、脐带血 HSC的不成熟性都会影响到受者 造血的恢复 ,因此如何提高输注的脐带血细胞数 量 ,进一步改善成人脐带血移植的治疗效果 ,已成 为目前研究的的重点。脐带血 HSC /HPC体外扩 增 ,可以增加脐带血的有效细胞数量 ,降低移植物 植入的时间 ,减少移植风险 ,有可能改善脐带血移 植的治疗效果。目前 ,体外扩增的策略包括以下三 种 [ 13 ] : ①液体培养扩增 :筛选出 CD34 +或 CD133 + 培养于含有能使原始前体细胞增殖和自我更新的 细胞因子的培养基中。②共培养扩增 :未经处理的 脐带血与造血微环境的基质成分 ,特别是间充质干 细胞在含有生长因子的培养基中共培养 [ 14 ]。③持 续灌注扩增 :脐带血 HPC不是在静态的培养基中 而是在含有生长因子的生物反应器中培养、扩增。 Shpall等 [ 15 ]对 37例病人进行了临床试验 ,结果是 扩增后的细胞与未处理的脐带血共移植的病人与 移植未处理脐带血 10d后再移植扩增细胞的病人 , 在中性粒细胞和血小板的植入时间上没有明显差 异。但是目前 ,还没有掌握维持 HSC自我更新和 扩增的关键细胞因子和细胞内信号途径 ,这方面的 研究还在进行中。 2. 3 非清髓 /低强度脐带血移植 非清髓异基因造血干细胞移植 ( nonmyeloabla2 tive allogeneic blood stem cell transp lantation, NST) 是在传统异基因造血干细胞移植基础上发展起来 的新的移植领域 ,由于 NST显著减轻了预处理强 度并加强移植前后的免疫处理 ,因此具有并发症 轻、危险性小、病人存活质量高的优点。有研究认 为 ,降低预处理强度可以扩大异基因 HSCT在年龄 偏大及全身状况不佳病人中的应用 ,以利于成人 CBT细胞数量不足而导致植入失败时及时恢复自 ·492· A cta A cad M ed N ei M ongol A ug. 2008 V ol. 30  N o. 4 身造血 [ 16, 17 ]。Ooi等 [ 18 ]采用非清髓处理 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 对 7 名骨髓增生异常综合征 (MDS)继发急性粒细胞白 血病 (AML)的成年病人实施 HLA 不相合的无关 供者双份脐带血移植 (URD - CBT) ,结果 5例维持 移植后 7~31mo无病生存。Barker等 [ 19 ]认为低强 度预处理可使成人 URD - CBT后获得快速完全嵌 合。但也有学者认为非清髓 /低强度脐带血移植能 获得供者嵌合体和中性粒细胞顺利植活 ,但移植相 关病死率却增加。而且脐带血细胞免疫活性较弱 , 在降低预处理的前提下是否会增加晚期排斥率有 待进一步研究。 2. 4 改变输注途径及细胞的表面修饰 临床上 , HSC移植是通过静脉注射途径 ,细胞 注入受者体内后需要通过归巢到达其骨髓的造血 微环境才能存活、自我更新、增殖、分化 ,进而重建 造血系统 ,但是并不是所有植入的细胞都有同等的 归巢能力。Mazurier等 [ 20 ]将人 CD34 +细胞通过股 骨内注射的方式移植到 NOD - SC ID鼠 ,发现一类 可以快速产生高水平髓系和红系细胞的造血干细 胞亚群。Christopherson 等 [ 21 ] 发现去除或抑制 CD26细胞表面的 1种二肽基肽酶 ,可以提高鼠 HSC在致死量放射后小鼠体内的归巢和再植。因 此 ,采用股骨内注射或改变经静脉注射的细胞的表 面成分可以提高脐带血内部分细胞再植能力 ,从而 提高单份脐血的利用率。 3 脐血干细胞移植的应用前景 UCBT的临床应用 ,在儿童恶性肿瘤及某些先 天性疾病的治疗上获得了满意的疗效 ,显示出广阔 的前景。脐血的临床应用所取得的成果 ,足以 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 它是 HSC的可靠来源 ,随着基础与临床研究的进 一步深入 ,加之价格低廉、来源丰富、配型要求不如 骨髓移植严格等特点 ,相信 UCBT的适应症将逐渐 扩大 ,为越来越多需要移植治疗的病人带来福音。 脐血的生物学特性有别于骨髓及外周血 ,它富含造 血生长因子和造血调控因子 ,因此可望为某些造血 调控异常的疾病提供更广泛、安全、有效的治疗手 段。另外 ,脐血的免疫学特性与成人外周血中的自 然杀伤细胞相比 ,新鲜脐血自然杀伤细胞绝对数较 高且细胞毒作用较弱 ,用 IL - 2激活可使其细胞毒 作用增强并能诱导靶细胞的凋亡 ,因此在今后的生 物学治疗中可能起到重要的作用。 随着血细胞培养技术的日益增高 ,可望脐血来 源的经培养细胞能取代大部分的临床血细胞输注 和 HSC移植。另外 ,人类 UCBT的成功也为基因 治疗带来了新的靶细胞。在体外改变 HSC的遗传 学特性后进行移植 ,有可能治疗某些遗传性缺陷性 疾病和恶性肿瘤。尽管目前还存在许多技术上的 问题 ,但实验研究表明 ,人脐血 HSC可作为有效的 基因载体 ,充分显示出脐血作为基因治疗靶细胞的 可能性 [ 22, 23 ]。 4 小结 综上所述 ,脐血作为 HSCT的来源具有极大优 势 ,在治疗多种非恶性疾病方面具有广泛的应用前 景。同时脐血 HSCT也为基因治疗载体带来了新 的靶细胞 ,可能在治疗某些遗传性缺陷性疾病和恶 性肿瘤方面发挥重要的作用。虽然脐血 HSCT在 推广过程中仍有许多问题亟待解决 ,如单份脐带血 中 HSC 数量有限、移植后免疫重建延迟、急性 GVHD等。但目前已有很多研究人员致力于上述 问题 ,并已取得了可喜的成果 ,如使用混合脐血移 植、脐血 HSC体外扩增、非清髓脐血移植、改变输 注方式和改变细胞的表面修饰等。随着免疫学、分 子生物学等相关学科的不断发展 ,脐带血干细胞的 研究也将得到不断的深入 ,使脐带血移植的临床应 用更为安全有效 ,为病人提供更多的治疗选择 ,并 在治疗恶性肿瘤、遗传性疾病及基因治疗等方面 , 将发挥巨大作用 ,具有广阔的应用前景。 参考文献 [ 1 ]陈运贤 ,孟丹义 ,钟雪云. 现代造血干细胞移植 [M ]. 第 2版 ,广东 :广东科技出版社 , 2005: 31 - 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