臍帶血是胎兒娩出、臍帶結(jié)扎并斷離后殘留在胎盤和臍帶中的血液。在以往,由于民眾對(duì)臍帶血的價(jià)值不太了解,臍帶往往隨著分娩后被扔棄不用。
近年來(lái)隨著干細(xì)胞醫(yī)學(xué)的興起,臍帶血成為干細(xì)胞的重要來(lái)源。至2020年,全球已有超過(guò)150個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行了50000多例臍帶血干細(xì)胞移植 (UCBT) ,涉及 100余種疾病的治療研究。
據(jù)惟力維斯了解,僅在美國(guó)臨床試驗(yàn)網(wǎng)站中登記的與臍血相關(guān)的實(shí)驗(yàn)就有395項(xiàng),其中屬于非血液學(xué)疾病共有95項(xiàng),研究方向包括腦癱、自閉癥、糖尿病等各項(xiàng)疾病,涉及循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。臍血干細(xì)胞治療非血液學(xué)疾病已成為近幾年干細(xì)胞研究的熱點(diǎn)。
更新:截至2022年5月24日,美國(guó)臨床試驗(yàn)網(wǎng)站中登記的與臍血相關(guān)的實(shí)驗(yàn)有486項(xiàng)。
臍帶血起源
1988年10月,世界第一例臍帶血移植(UCBT)在法國(guó)巴黎圣路易斯醫(yī)院完成,格魯克曼Gluckman教授和Broxmeyer教授(臍帶血移植先驅(qū))等用5歲范可尼患兒胞妹的臍帶血開展造血干細(xì)胞移植,該患兒臨床癥狀完全治愈,生存至今。
1989年,美國(guó)印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院Broxmeyer教授等在美國(guó)科學(xué)院院報(bào)(PNAS)發(fā)表的文章首次提出,一份臍帶血含有豐富的造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞可供臨床使用,這對(duì)臍帶血的臨床應(yīng)用提供了極大的鼓舞和支持,也為臍帶血大規(guī)模存儲(chǔ)及廣泛應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
關(guān)于臍帶血庫(kù)
1993年,全球第一家臍血庫(kù)在紐約建立,臍帶血的儲(chǔ)存量逐年增加。目前,接近100萬(wàn)份臍帶血儲(chǔ)存在40多個(gè)國(guó)家的公共臍血庫(kù)(數(shù)據(jù)來(lái)自WMDA);接近500萬(wàn)份臍帶血儲(chǔ)存在100余個(gè)國(guó)家的自體(家庭)臍血庫(kù)。
1996年,我國(guó)第一家由衛(wèi)生部批準(zhǔn)的臍血庫(kù)北京庫(kù)成立,此后在國(guó)家衛(wèi)生部批準(zhǔn)下成立廣東庫(kù)、浙江庫(kù)、山東庫(kù)、天津庫(kù)、上海庫(kù)、四川庫(kù),全國(guó)共7家臍血庫(kù),共儲(chǔ)存了接近200萬(wàn)份臍帶血。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全球臍帶血移植已超過(guò)5萬(wàn)例(WMDA),國(guó)內(nèi)臍帶血移植接近15000例,用于臨床上100余種疾病的治療。
臍帶血干細(xì)胞移植及其優(yōu)點(diǎn)
臍帶血干細(xì)胞及其移植臍帶血中含有多種類型的干細(xì)胞,主要包括造血干細(xì)胞(HSCs))、間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)和內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPCs))等。其中,造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞在臍帶血中含量較多。
造血干細(xì)胞可分化為所有類型的血細(xì)胞;間充質(zhì)干細(xì)胞在一定條件下進(jìn)行體外培養(yǎng)和誘導(dǎo)可以向神經(jīng)、成骨、軟骨、脂肪、肌腱、肌肉和心肌等細(xì)胞方向分化,兩者均已廣泛應(yīng)用于臨床干細(xì)胞移植研究。
臍帶血干細(xì)胞移植的優(yōu)點(diǎn)相較于骨髓、外周血干細(xì)胞移植等傳統(tǒng)的干細(xì)胞移植方法,臍帶血干細(xì)胞移植具有以下優(yōu)點(diǎn):
①臍帶血中的干細(xì)胞濃度及純度較高,是骨髓干細(xì)胞的10—20倍,其增殖能力也遠(yuǎn)超骨髓干細(xì)胞;
②來(lái)源方便,新生兒出生時(shí)即可收集臍帶血;
③治療費(fèi)用低、移植準(zhǔn)備時(shí)間短,尤其適用于病情不穩(wěn)定、發(fā)展迅速的患者;
④臍帶血干細(xì)胞移植對(duì)配型要求的嚴(yán)格程度低于骨髓干細(xì)胞移植,所以配型成功率較高;
⑤臍帶血淋巴細(xì)胞大多數(shù)為初始型細(xì)胞,其免疫效應(yīng)分子和受體表達(dá)不夠完善,因此免疫功能較不成熟,排斥反應(yīng)發(fā)生率較低;
⑥臍帶血受胎盤屏障的保護(hù),細(xì)胞自身傳染病感染率較低;
⑦相較于胚胎干細(xì)胞移植來(lái)說(shuō),臍帶血干細(xì)胞移植不存在倫理問(wèn)題。
綜合以上因素,可以說(shuō)臍帶血是干細(xì)胞移植的比較理想的來(lái)源。
臍帶血干細(xì)胞移植的臨床應(yīng)用
血液系統(tǒng)疾病的治療
臍帶血含有豐富的造血干細(xì)胞,在臨床上被廣泛地應(yīng)用于急/慢性白血病、再生障礙性貧血(AA)、地中海貧血、血紅蛋白病、骨髓增生異常綜合征(MDS)等血液疾病的治療。1990年,美國(guó)開展了第一例UCBT治療兒童白血病,隨后在1995年開展了第一例UCBT治療成人白血病。隨著在臨床上的廣泛開展,UCBT在諸多方面已顯示出優(yōu)于骨髓及外周血干細(xì)胞移植的特性。
國(guó)內(nèi)臍血移植量最多的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院汪麗鈺等人對(duì)非血緣UCBT治療急性髓系白血病(AML)58例進(jìn)行療效分析,指出UCBT治療AML安全有效,且慢性GVHD發(fā)生率和復(fù)發(fā)率均較低。這些研究結(jié)果表明,UCBT治療白血病優(yōu)勢(shì)明顯,具有廣泛的臨床應(yīng)用前景。
自身免疫性疾病的治療
多年來(lái),臨床治療自身免疫性疾病的常用方法是利用糖皮質(zhì)激素或使用免疫抑制藥物來(lái)減緩免疫系統(tǒng)攻擊自身組織所造成的炎癥反應(yīng),但無(wú)法根治。
研究發(fā)現(xiàn),臍帶血干細(xì)胞可用于實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡以及多發(fā)性肌炎/皮肌炎等的治療,在臨床上已有不少成功案例,故治療效果和前景非常看好。
肝臟疾病的治療
研究表明,臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞可在肝內(nèi)存活、轉(zhuǎn)化為肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞并發(fā)揮作用,修復(fù)肝功能,還可以提高基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá),從而降解膠原纖維,改善肝硬化。雖然目前國(guó)內(nèi)外均報(bào)道了臍帶血干細(xì)胞移植治療肝硬化的基礎(chǔ)研究,但因其機(jī)制尚未明確,故在臨床應(yīng)用方面暫無(wú)實(shí)施案例。
其他疾病的治療
由于臍帶血干細(xì)胞具有多向分化的潛能,在疾病治療上有廣闊的應(yīng)用前景。研究者發(fā)現(xiàn)臍帶血干細(xì)胞移植治療對(duì)血管性癡呆病人的智力有明顯改善作用; 楊華強(qiáng)等發(fā)現(xiàn)臍帶血干細(xì)胞移植對(duì)治療自閉癥有一定作用。
此外,臍帶血干細(xì)胞正被越來(lái)越多地用于血液系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)等多領(lǐng)域相關(guān)疾病的治療。
總結(jié)與展望
人類臍血是嬰兒出生后殘留在臍帶及胎盤內(nèi)的血液,臍血中含有多種類型的干細(xì)胞,這些干細(xì)胞具有多向分化潛能。與胚胎干細(xì)胞、骨髓干細(xì)胞相比,臍血干細(xì)胞具有對(duì)捐助者風(fēng)險(xiǎn)低、無(wú)倫理問(wèn)題、抗宿主病風(fēng)險(xiǎn)低及快速可用性等獨(dú)特性質(zhì),也預(yù)示著臍血干細(xì)胞具有更廣闊的應(yīng)用前景,為再生醫(yī)學(xué)提供了另一種來(lái)源。
隨著科研技術(shù)水平的進(jìn)步和臨床應(yīng)用的擴(kuò)大,臍帶血干細(xì)胞移植技術(shù)將會(huì)給越來(lái)越多的患者帶來(lái)健康和希望!