干细胞临床基础知识

张喆 干细胞（stemcell）是一类具有自我复制、自我更新和多向分化能力的原始的未分化（或未完全分化）细胞，是组织和器官的发生、生长、修复和再生的源泉细胞、种子细胞。 在分化过程中，大部分细胞往往由于高度分化而完全丧失了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞，这种原始细胞称为干细胞。一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。干细胞是起源细胞，是形成人体内各种组织、器官的原始细胞。干细胞有潜力成为人体内任何一种细胞，在一定条件下，可分化成多种功能细胞。如：肌肉、骨骼、肝、心肌、神经等200多种人体细胞、组织和器官。 干细胞广泛地存在于人体的各个组织中。 如：早期胚胎、胎盘及其附属物、脐血、骨髓血、外周血和成年人组织中等。 干细胞的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。 组织工程学： 应用细胞生物学、生物 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 和工程学的原理，研究开发用于修复或改善人体病损组织或器官的结构、功能的生物活性替代物 再生医学： 再生医学是通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理，寻找有效的生物治疗方法，促进机体自我修复与再生，或构建新的组织与器官，以改善或恢复损伤组织和器官的功能的科学 免疫学 抗衰老 1、按其发育阶段的不同分类①胚胎干细胞②成体干细胞 2、按其分化潜能的大小分类①全能干细胞②多能干细胞③单能干细胞胚胎干细胞≈全能干细胞成体干细胞≈多能干细胞 +单能干细胞 是细胞的源头,具有全能性，即具有分化为机体任何一种组织器官的潜能。其原始程度最高，自我复制和分化活性最强，可分化为机体所有种类的组织细胞，被认为是临床科研中最有价值的素材。 但是，如果从胚胎中提取干细胞，胚胎就会死亡，或严重影响胚胎发育；因此在欧美等国胚胎干细胞的研究受到社会伦理学的制约。而且在临床应用中，胚胎干细胞不能避免致瘤、致畸等问题，因此，胚胎干细胞在临床上的应用处于停滞不前的状态。 近年来的科学研究发现，成体干细胞也可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。 与胚胎干细胞相比，成体干细胞的原始程度及分化活性较低，因此致瘤致畸等风险低，由于其几乎无临床副作用，是目前临床上最常用的干细胞种类。 多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。 例如“间充质干细胞” 是目前临床上应用范围最广的干细胞。 临床常用的多能干细胞来源，包括脐血、脐带、骨髓、外周血、脂肪组织等。 单能干细胞是分化活性最低的干细胞，这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。 单能干细胞提取非常困难，目前难以在临床上广泛应用。 干细胞在一定条件下，可以分化为多种功能细胞或组织器官（如神经细胞、软骨细胞和肝细胞、心肌细胞等），在体内代替受损的细胞，从而达到功能重建的目的。 干细胞在分化过程中，分泌各种细胞因子，促进修复进程的进行。 干细胞具有阻断或降低抗原提呈细胞的免疫激活功能，抑制T细胞活化，对免疫系统产生调节作用。适用于自身免疫性疾病。 干细胞治疗是指将功能和结构正常的细胞当作“药物”输入患者体内，利用干细胞的生物特性来修复受损的组织细胞和器官，达到控制疾病和治愈的目的。干细胞治疗从功能上、结构上不取代原有的组织器官，具有传统治疗方法难以达到的效果。 各种细胞损伤性疾病： 肝硬化、小儿脑瘫、脊髓损伤、脑中风后遗症、帕金森氏症、老年痴呆、皮肤烧伤、心肌梗塞等。 免疫系统疾病： 糖尿病、红斑狼疮、类风湿等。 血液疾病：（造血干细胞相关） 再生障碍性贫血、白血病、骨髓增殖性疾病等。 其他疾病： 牛皮癣、亚健康、抗衰老等。 目前使用干细胞治疗的疾病种类有：免疫疫病、心脏疾病、肝脏疾病、肺脏疾病、肾脏疾病、代谢疾病、神经疾病、器官移植后移植体对宿主反应（GvHD）、人骨相关受损及病变…等近200种医疗项目。1、静脉输入治疗2、体腔输入治疗3、血管介入治疗4、病变部位直接注射 根据病患具体情况，采用一种或多种方式输入。1、静脉输入 在干细胞临床治疗中静点对所有疾病都可以用。2、体腔输入（如：中央脑室注射、蛛网膜下腔注射等） 目前常用于脑部损伤治疗 3、患病部位注射干细胞： 使干细胞直接到达病变部位，提高局部细胞浓度，或使细胞到达原本难以到达的部位。 例如： 股骨头坏死：直接往关节腔内注射； 糖尿病足：沿下肢腓肠肌走向的血管方向多点注射； 脊髓损伤：在受损部位围绕注射干细胞； 4、介入治疗 是利用现代高科技手段进行的一种微创性治疗，就是在血管、皮肤上作直径几毫米的微小通道，在医学影像设备的引导下，经人体原有的管道，将特制的导管,导丝等精密器械，引入人体病灶周围，对体内病态进行直接诊断和局部治疗。 目前干细胞临床上多使用血管内介入，治疗脏器损伤性疾病。 例如： 肾病、肾衰：经肾动脉介入 肝硬化：经肝固有动脉或门静脉介入 糖尿病：经胰背动脉介入（1型和2型均可应用）将干细胞直接输入脏器内 干细胞表现出特定的朝向创伤灶生长的迁移特性，具有靶向的特征，因此静脉输入成为了临床上最常用的干细胞输入手段。心肌梗塞 修复受损的心脏组织 恢复心脏血管血液循环机能 避免心肌退化坏死 避免心肌缺氧损害 增强心肌收缩机能 增加心脏血流输出量 促进心肌血管增生肝脏疾病 干细胞分化成为肝脏细胞 促进肝细胞分裂增生，恢复肝脏正常功能 修复肝脏纤维化、增加弹性、降低压力 提升肝脏代谢功能、解毒功能 降低氧化压力 消除自由基脑部疾病 修复受损神经组织 修复坏死脑组织 修复瘫痪的肢体功能 促进血管增生 扩张血管降低血压 改善语言功能 预防脑血管疾病发生糖尿病 恢复正常血糖浓度 降低糖化血色素、胆固醇、三酸甘油脂 提升新陈代谢功能 降低发炎因子浓度 提升抗发炎因子浓度 促进胰岛素生成 提升细胞对胰岛素敏感度增加细胞吸收血中糖份的速度及能力自体免疫疾病 调节T细胞功能 调节APC细胞功能 调节B细胞功能 调节NK细胞功能（自然杀手细胞） 促进体内正常细胞增生 恢复体内正常抗体功能癌症化疗后修复 修复受损器官组织 促进正常细胞增生 改善全身血液循环功能 恢复红血球、白血球、血小板含量及功能 全面提升造血功能 调节自体免疫系统，强化免疫能力 避免黏膜细胞受损产生溃疡 在同种干细胞的前提下，细胞越原始，分化活性就越高，用于临床治疗的效果也越好。 同等条件下，向病灶输入的细胞数量越大，临床疗效越好。 干细胞可以在体外扩增，以增加细胞数量从而提高疗效，但培养的过程对临床治疗同样存在不利。是否需要扩增的过程，还要根据患者的具体情况，根据临床经验来判断。体外细胞生长所处的微环境与体内不同，因此培养出来的细胞有形态学特征，但没有功能比如：扩增后心肌细胞没有收缩功能；神经细胞无传导功能。细胞传代复制后活性减弱，接近于终端细胞。培养过程使成本增高。细胞多次复制后存在变异问题。体外扩增培养传代的代数不容易控制。体外培养过程中感染机率增大。 胚胎 骨髓 外周血 胎盘及附属物（脐血、脐带） 脂肪 其他相应的组织 1、具备临床使用安全性； 2、细胞数量大：目前认为，干细胞数量达必须达到106以上，临床治疗才有效果。 3、细胞活性强：在临床最常用的干细胞种类中，脐血干细胞活性＞骨髓干细胞活性＞外周血干细胞活性4、细胞种类全 保留所有的干细胞，在细胞治疗时各工种联合作战，各有分工，是一个综合的多兵种作战系统工程。 多细胞治疗就好比集团军作战、好比营养配餐。 国外实验室研究表明：“将细胞洗脱的太干净，不利于临床治疗。” 在临床治疗中究竟哪个细胞在起作用？尚在研究中 脐血中含有丰富的造血干细胞和间充质干细胞 脐血中造血干细胞（CD34+）所占比例与骨髓相似，且具有更强的增殖和分化能力 脐血干细胞（尤其是其中的高增殖潜能集落形成细胞）更为原始 脐血干细胞的自我复制、增殖能力、刺激后进入细胞周期的速度以及自分泌生长因子的能力也较骨髓和外周血强 来源丰富，易于采集保存 免疫源性相对较低 引入缺陷基因及传染病的可能性低 含有干细胞种类丰富 干细胞原始程度更高 产妇小于35岁，分娩过程顺利； 妊娠36-42周； 产妇发育营养正常； 妊娠期内无严重合并症； 无恶性肿瘤病史； 无传染性疾病； 父母无家族性遗传性疾病史； 产妇无性病史。 1、产妇有输血史； 2、孕期少于37周或多于42周； 3、胎盘剥离超过12小时，胎膜早破超过24小时； 4、羊水检查发现染色体异常； 5、产妇有感染、发热； 6、胎儿呼吸窘迫、羊水有胎粪。1、胎儿娩出后，止血钳分别在距脐蒂侧约5cm和8cm处夹闭脐带，在止血钳之间断脐带。2、在脐带母体侧断端确定脐静脉穿刺采血部位，沿脐静脉断端针头斜面向下穿刺入脐静脉，可用一把止血钳将针头固定在脐带上。3、打开采血袋与针头间输液管上的卡子，脐带血注入采血袋，持续轻摇采血袋使抗凝剂与脐血充分混合，保持采血袋处于低位。为增加采集量可自胎盘侧向断端挤压脐带。采集量一般应高于60ml，100ml以上为佳。4、将采集的脐血置于4-10℃冰箱中暂存，无冰箱室内暂存不能高于24℃。放置超过15小时后不能用于分离。 流式细胞技术分选法（FCM)，利用流式细胞仪对处在快速、直线、流动状态中的单细胞或生物颗粒进行多参数、快速定量分析，同时对特定群体加以分选的现代细胞分析技术。 免疫磁珠法（MACS)，核心是在磁珠表面包被具免疫反应性的抗体进行抗原抗体反应，在细胞表面形成玫瑰花结，这些结合了磁珠的细胞一旦置于强大的磁场下，就会与其他未被结合的细胞分群。 密度梯度离心法，用一定的介质在离心管内形成连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。 负收集法，将不需要的细胞作为靶细胞用Lin抗体络合收集到一起，保留Lin阴性细胞，再用密度梯度离心法去除残留红细胞等，获得干细胞。 1、每次脐带血采集应大于50ml（不包含抗凝剂的量），少于50ml的脐带血不能用于分离； 2、胎儿产出时胎盘已经钙化的脐带血不能采用； 3、脐带血采集后放置时间超过15小时的不能采用； 4、脐带血采集后出现溶血的不能用于细胞分离。 1、严禁X线照射； 2、干细胞产品应尽快回输，以免影响细胞活性； 3、干细胞回输时务必使用输血器，按照输血常规进行操作； 4、在回输前、中、后检测患者体温、脉搏、呼吸、血压； 5、回输细胞产品时，先用0.9%的氯化钠20-30ml冲管，开始输入细胞时保持20-30滴/分钟，半小时后无不良反应可增加到30-50滴/分钟，细胞回输过程中每15分钟轻轻晃动细胞袋一次，细胞输入完毕后用0.9%的氯化钠20ml冲入细胞保存袋中轻轻晃动，输入完毕后再用0.9%的氯化钠将输血器中细胞冲净，以保证细胞回输数量。 ①高度过敏体质或者有严重过敏史者 ②休克或全身衰竭生命体征不正常及不配合检查者 ③恶性肿瘤患者 ④全身感染或局部严重感染需抗感染康复后应用 ⑤凝血功能障碍如血友病患者 ⑥严重脏器功能障碍者 ⑦诊断上尚未明确者 ⑧个别的期望值过高，或者对疗效有不切合实际的要求者 建院于1949年 被国防部授予“艰苦奋斗的二六一医院”称号 三级乙等医院 全军生物技术诊断与治疗中心 全军精神疾病诊治中心 全国医保定点医院 全国农村合作医疗定点医院 2006年开始开展干细胞治疗，2007年正式成立干细胞治疗中心，是国内首批开展干细胞医疗的机构之一 特色疗法： 1、干细胞——治疗各种细胞损伤性疾病的新技术 2、肿瘤治疗的新模式——细胞生物免疫疗法+微创消融技术+分子靶向治疗 迄今为止，已接治不同疾病的患者上万人次 2011年共接治患者2111人，数量在全国居首位 在治疗小儿脑瘫、肝硬化、糖尿病、恶性肿瘤等疾病方面处于国内领先水平，近年来在国内外共发表论文近二十篇