在新闻报道中，人们时常会看到干细胞救治病人的案例，解决了传统方法不能治愈的重大疾病和难治性疾病。许多人会好奇究竟什么是干细胞，它为什么具有这种神奇的疗效？本期《健康遵义》栏目邀请到医院余丽梅教授做客《名医访谈》专栏，为大家进行科普。
名医访谈
医师简介
余丽梅，二级教授，博士，省管专家，遵义市市管专家，博士后、硕士研究生导师，司法鉴定人，遗传咨询师，贵州省细胞工程重点实验室主任（处级），实验室技术总负责人，再生医学学术带头人。兼任药物临床试验伦理委员会主任委员，干细胞临床研究机构办公室主任及学术委员会副主任委员，贵州省细胞组织库副主任。现为中国药理学会生殖药理专业委员会副主任委员，中国整形美容协会干细胞研究与应用分会常务理事，《中华生殖与避孕杂志》编委等。主持完成国家自然科学、贵州省重大科技专项等国家和省级10余项，领衔完成7个省市级平台、创新人才团队、工程中心与人才基地建设，国内较早创建临床医学新兴交叉学科“再生医学”硕士授权学科。参编出版中英文著作、教材4部，积极推进我省的干细胞临床转化应用、基因检测与出生缺陷防控及个体化用药指导，获贵州省科技进步一等奖1项、三等奖3项，指导博士后2人、硕士47人。
什么是干细胞？
首先，要知道细胞是组成人体的基本单元，但从年英国学者Hooke首次在显微镜下看到细胞开始，到美国医生Thomas首次采用干细胞移植，治疗恶性血液病取得成功，生物学、医学的发展经历了年。直至年英国科学家MartinEvans首次从小鼠胚胎分离获得胚胎干细胞，年日本医学家山中伸弥率先用皮肤细胞转入4个基因诱导出多能干细胞以来，年、年干细胞领域的研究两度获得诺贝尔生理学/医学奖，我国付小兵、周琪、顾晓松、裴刚、赵春华院士等也在皮肤干细胞、胚胎干细胞、神经再生、亚全能干细胞、外周血干细胞诱导iPS的研究，取得了世界领先的科学成果。
随着干细胞制备和质量检定技术发展，干细胞也从再生修复的神话走进了人们的生活现实，成为了一种不同于传统化学药物的新型活细胞药物。干细胞stemcell，就是一类具有自我更新与多向分化潜能的细胞。所谓“自我更新”是指复制出一个与自身相同的干细胞，保持不断增殖的能力，而“多向分化潜能”是指干细胞具有分化为多种功能细胞，如神经细胞、心肌细胞、肝细胞、血细胞、成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等所有人体细胞的潜力。
从哪里可以获得干细胞？
在发育的胚胎和人体的多种组织器官中都存在着干细胞。从早期胚胎——囊胚的内细胞团中可以获得胚胎干细胞（ES），称为全能干细胞，可以发育为完整的个体；从围产期的羊膜、脐带、脐带血、胎盘中都可以获得多能干细胞，也被成为围产期干细胞；出生后骨髓、脂肪、外周血、皮肤、乳牙（牙髓、牙周膜）、肝脏、脑等组织器官中，都能获得多能干细胞，也就是组织干细胞。特别是脐带血、骨髓和外周血中的造血干细胞，其移植治疗主要按照限制性医疗技术管理，已成功用于临床，救治白血病、地中海贫血、再生障碍性贫血等重大疾病。通过转Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc基因可将外周血单个核细胞和皮肤成纤维细胞等重编程，诱导为具有多能性的干细胞。
通常根据干细胞来源及其生物学特性和功能命名干细胞，如羊膜、脐带华通氏胶和脂肪来源的间充质干细胞，分别被命名为羊膜间充质干细胞、脐带间充质干细胞和脂肪间充质干细胞，骨髓中既有骨髓间充质干细胞，也存在骨髓造血干细胞，脐带血中存在着脐带血间充质干细胞和含量比骨髓更高的脐血造血干细胞，同时骨髓和脐血还含有内皮祖细胞和具有特定谱系特征的造血祖细胞，如髓系祖细胞、淋系祖细胞、红系祖细胞，最终这些细胞可分化为血小板、单核细胞、淋巴细胞和红细胞等，这些细胞进入外周血循环，执行我们通常所说的血液中多种血细胞的功能，如促凝、杀伤肿瘤和微生物、吞噬、清除衰老或死亡细胞、携带氧气等功能。
需用什么方法制备和存储干细胞？
根据不同来源和干细胞特性的差异，采取不同的制备方法，首先，训练有素的专业技术人员、符合GMP标准的洁净无菌制备环境、制备所需的仪器设备和制备与检定过程的标准操作程序是必需的四大基本条件，干细胞的分离、制备、质量检定、深低温冻存都是重要的环节。
目前常用的造血干细胞制备主要采用密度梯度离心的方法进行富集，采用CD34+标志细胞含量进行核心质量鉴定；间充质干细胞则常用酶消化法进行分离、差速贴壁进行纯化，或组织贴片法，在组织培养基的培养条件下，进行扩增，以贴壁细胞生长、梭形细胞的形态特征，作为鉴定标准之一，结合阳性表达标志蛋白，比如波形蛋白CD44、CD、CD73和CD90阳性表达，或不表达CD34、CD45、HLA-DR等多种细胞表面标志进行重要质量鉴定；合格的造血干细胞、间充质干细胞分别装在特殊深低温冻存袋或冻存管中，可存储于-oC的液氮中，长期保存在国家和地方所建的细胞库或细胞组织库中，需要时，复苏干细胞，用于临床或科研。人体干细胞的数量会随着年龄的增长而逐渐减少，干细胞的功能也会逐渐降低，尽早存储，容易获得数量多而功能比较好的干细胞。
干细胞是如何发挥治疗作用的？
大量研究表明，干细胞的治疗作用主要表现在以下几个方面：
01
干细胞具有自我更新的特性，可随时保持增殖、可以替代缺失的修复组织功能。
02
干细胞具有多项分化的潜能，可在特定环境分化成功能细胞，补充组织损伤修复组织，所需的功能细胞可以通过补充外源性新鲜细胞或激活内源性干细胞，促进细胞复制、组织再生，如促进脑或心脏梗死区神经细胞、心肌细胞存活，促进肝脏细胞、肾小管细胞、软骨细胞、糖尿病人胰岛的再生，间充质干细胞促进移植的造血干细胞定植、存活，以及长期造血等。
03
通过转移正常线粒体到受损细胞，恢复受损细胞的线粒体功能，抑制细胞凋亡，减轻组织器官损伤。
04
干细胞具有强大分泌功能，可大量分泌外泌体、多种细胞因子和核酸等，改善组织细胞生存环境，给受损细胞提供营养支持。
05
促进受损组织的血管再生。
06
损伤局部环境的变化，局部环境可以产生免疫授权，实现了间充质干细胞的双相免疫调节作用，影响多种免疫细胞的功能，比如T细胞、B细胞、巨噬细胞及树突状细胞等，影响它们的增殖、分化和细胞因子释放的免疫功能，产生强大的抗炎作用或提高免疫力。在多种免疫损伤性疾病治疗当中，已经有研究报道，间充质干细胞通过发挥免疫抑制效应，对病毒引起的炎症因子风暴导致的组织器官损伤，具有明显的治疗作用。
干细胞在临床转化应用方面的情况？
干细胞的临床转化应用目前是发展非常迅速的一个领域，特别是它的产业化发展。截至年6月，全球最大的临床试验数据库ClinicalTrials登记的干细胞的临床试验多达项，其中脐带和脂肪间充质干细胞的临床试验有项。以脐带间充质干细胞为例，治疗的疾病主要包括恶性贫血、白血病、急性移植物抗宿主病、急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征、支气管肺发育不良和冠状病毒感染，老年痴呆、帕金森病等中枢神经系统疾病、脑血管疾病和脊髓损伤，以及膝骨关节炎、糖尿病、卵巢早衰、动脉粥样硬化及溃疡性结肠炎、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病。
近10年来，国外已率先上市、临床应用的干细胞制剂包括自体和异体脐带血、脐带、骨髓、脂肪来源的间充质干细胞，主要应用于骨损伤、膝关节软骨损伤，移植物抗宿主病、克罗恩病，以及急性心梗、遗传性或获得性造血系统疾病、中重度角膜缘干细胞缺乏症、外周动脉疾病和阿尔茨海默病。国内干细胞制剂还处于临床研究和临床试验阶段，也就是还没有上市的产品，在国家卫健委批准的干细胞临床实验机构开展的早期干细胞临床试验，还可以按照药品注册开展临床试验。比如医院已成功通过国家卫健委项目备案，可开展骨髓间充质干细胞注射液治疗心肌梗死的临床研究项目，目前国内已开展的干细胞项目有多个。
截止年5月，国家药品监督管理局药品评审中心，已经按药品注册的干细胞临床研究的试验申请有19项，进入临床试验的，主要是脐带间充质干细胞等来源的干细胞制剂，治疗的适应症包括：膝骨关节炎、糖尿病足溃疡、类风湿关节炎、缺血性脑卒中、抗移植物宿主病、慢性肠病、肺纤维化、牙周炎和肝衰竭。总之干细胞药物的临床应用很多问题需要不断创新、开拓，优化干细胞制备工艺、提高制剂质量、精准选择适应症和适宜治疗的病人，探索最佳的给药剂量和给药途径，以及干细胞的体内代谢等，都需要科学家与临床医生协同攻关。我院坚持开展干细胞研究20年，涉及羊膜、脐带血、胎盘、骨髓、脐带和脂肪等来源的多种干细胞，已形成了干细胞制剂制备、疾病治疗学基础与临床研究的创新人才团队和多个省部级公共平台，并将在干细胞临床应用中发挥更大的推动作用。
干细胞应用的最新进展？
造血干细胞移植已成功救治了地中海贫血等单基因遗传病，但移植配型成功率极低，限制了这一技术的临床应用，近年来，采用基因编辑技术，将纠正了突变致病基因的自体造血干细胞用于地中海贫血治疗，已经取得了可喜的临床疗效，也极好地解决了适宜供者严重不足的问题，并为其他单基因遗传病的治疗提供了良好的思路和新策略，我国科学家已利用干细胞基因编辑技术，建立了基于CRISPR、在人成体造血干细胞上进行CCR5基因编辑的技术体系，实现了基因编辑后的成体造血干细胞，在艾滋病、白血病患者体内长期稳定的重建造血系统治疗作用。
随之而生的还有一些功能增强型基因修饰干细胞的研发与临床转化应用，也会应运而生。利用干细胞增殖能力强，可提供足量的细胞来源，发挥干细胞向多种细胞分化的特性，也提供了在定向诱导条件下，可以将干细胞分化为肝细胞、脑神经细胞、肾脏的细胞等，以干细胞为种子细胞，与组织工程生物材料相结合，构建类器官，也是目前发展非常迅速的领域，类器官的构建也为实现器官再造奠定了重要基础。类器官一方面可作为疾病发生机制研究的体外模型，也可以作为药物作用机制研究和安全性评价的模型，另一方面在未来可以还更好地解决器官移植供体有限的问题，像更换汽车零配件一样更新人的受损器官，目前已经在实现梦想的路上。
记者：邓长虹张凯
编辑：郑丽
审核：申电邓长虹
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