醫(yī)學(xué)新紀(jì)元：無需化療的骨髓移植法

日期：2016-08-12 09:10:05

造血干細(xì)胞移植也就是我們常說的骨髓移植。這種強(qiáng)大的技術(shù)能夠治愈多種人類疾病，但因?yàn)槎拘蕴珡?qiáng)目前只用來治療最危險(xiǎn)的疾病。斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員開發(fā)的一個(gè)新方法，在小鼠模型中顯著降低了造血干細(xì)胞移植的毒性。這項(xiàng)研究發(fā)表在八月十日的Science Translational Medicine雜志上。

如果這種方法可以安全有效的用于人體，那么許多令人頭疼的復(fù)雜疾病將會迎刃而解，比如紅斑狼瘡等自身免疫疾病、青少年糖尿病、多發(fā)性硬化癥、“泡泡男孩”病等天性代謝疾病以及多種類型的癌癥。這種方法還可以讓器官移植變得更加安全。

有害的治療

要成功移植造血干細(xì)胞，必須先殺死患者自身的造血干細(xì)胞。目前人們主要是通過毒性很大的化療或放療殺死造血干細(xì)胞，會損害多種器官甚至導(dǎo)致死亡。“這些療法會對肝臟、生殖器官和大腦造成損害，可能引起癲癇，影響兒童的神經(jīng)發(fā)育和生長，”這篇文章的資深作者Judith Shizuru教授指出。

為了避免這些可怕的副作用，斯坦福大學(xué)的研究人員開發(fā)了無需化療或放療的造血干細(xì)胞移植法。

利用抗體

蛋白c-kit是造血干細(xì)胞表面的主要標(biāo)志物。研究人員發(fā)現(xiàn)，用抗體結(jié)合c-kit會使小鼠耗盡造血干細(xì)胞。不過，光用這種抗體還不夠有效。研究顯示，阻斷另一個(gè)細(xì)胞表面蛋白可以增強(qiáng)c-kit抗體的效果：阻斷CD47會促使巨噬細(xì)胞“吃掉”帶有c-kit抗體的靶細(xì)胞。在這種雙重作用下，免疫系統(tǒng)有效清除了小鼠的造血干細(xì)胞，為移植供體造血干細(xì)胞開辟了道路。

造血干細(xì)胞移植相當(dāng)于在一塊田里種植新的作物，研究人員不僅開發(fā)了清空田地的安全途徑，還找到了安全播種的新方法。目前骨髓移植使用的是造血干細(xì)胞和多種免疫細(xì)胞的混合物，這些細(xì)胞可能在移植后攻擊接受移植的患者。這種免疫攻擊會引起移植物抗宿主病，損害機(jī)體組織甚至殺死患者。

研究人員想辦法純化了供體組織，使其只含有造血干細(xì)胞，不含會導(dǎo)致移植物抗宿主病的免疫細(xì)胞。這種技術(shù)在小鼠模型中顯得相當(dāng)成功。“如果在人體內(nèi)也這么有效，那么造血干細(xì)胞移植的死亡風(fēng)險(xiǎn)將從20%降至0，”Shizuru表示。

疾病治療的新紀(jì)元

“當(dāng)我們開發(fā)的技術(shù)安全用于人體時(shí)，再生醫(yī)學(xué)和疾病治療會迎來一個(gè)新紀(jì)元，”這篇文章的共同作者Irving Weissman教授說。Weissman教授是國際頂級的科學(xué)家，是美國國家科學(xué)院(NAS)、國家醫(yī)科院(IOM)兩院院士，文理科學(xué)院(AAAS Academy) 院士，2008年獲Robert Koch 獎(jiǎng)并當(dāng)選國際干細(xì)胞研究學(xué)會主席，在免疫學(xué)、癌生物學(xué)、干細(xì)胞、腫瘤免疫和細(xì)胞治療等領(lǐng)域享有盛譽(yù)，在學(xué)術(shù)研究和技術(shù)轉(zhuǎn)化上做出了許多開創(chuàng)性的工作，取得了極高的學(xué)術(shù)成就，至今發(fā)表7百余篇學(xué)術(shù)論文，獲得眾多美國和國際的重大獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)。他在世界上最早發(fā)現(xiàn)、分離和純化造血干細(xì)胞，并成功用于癌的細(xì)胞移植治療。他還創(chuàng)辦和共同創(chuàng)辦了數(shù)家著名的生物技術(shù)與生物醫(yī)藥公司。

一旦能夠安全替換血液和免疫系統(tǒng)，患者自身血細(xì)胞和免疫細(xì)胞引起的任何疾病都將被治愈，器官移植也會變得更加安全和容易。接受器官移植的人現(xiàn)在必須持續(xù)用藥，確保免疫系統(tǒng)不攻擊移植器官。如果能在移植器官的同時(shí)移植供體造血干細(xì)胞，新的免疫系統(tǒng)就不會攻擊來自供體的器官。

造血干細(xì)胞（HSC）是目前研究最為深入的成體干細(xì)胞。HSC具有自我更新能力，能夠分化生成各種類型的血細(xì)胞（包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板）。隨著年齡的增加造血干細(xì)胞變得越來越多，但其造血能力卻逐漸下降。不過，人們還不清楚microRNA在HSC衰老中起到了怎樣的作用。Baltimore教授的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，Mirc19（microRNA-212/132 cluster）在衰老過程中調(diào)控造血干細(xì)胞的維持和生存。

造血干細(xì)胞移植的效果受到許多因素的影響，不過人們對此還知之甚少。斯坦福醫(yī)學(xué)院去年的一項(xiàng)研究顯示，睡眠不足對干細(xì)胞功能有嚴(yán)重影響。如果造血干細(xì)胞供體缺乏睡眠，移植效率就會大打折扣。研究人員證實(shí)，剝奪小鼠供體四小時(shí)的睡眠，就會使供體干細(xì)胞的再生能力降低一半以上。這項(xiàng)研究發(fā)表在Nature Communications雜志上。

慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）的研究人員發(fā)現(xiàn)，造血干細(xì)胞與周圍組織細(xì)胞的相互交流，在造血干細(xì)胞的自我更新中起到了決定性的作用。HSC與周圍的組織細(xì)胞結(jié)合，形成了一個(gè)被稱為巢（niche）的微環(huán)境。在機(jī)體健康的時(shí)候，這些HSC保持“待機(jī)”模式。但如果機(jī)體損失了大量血液，或者需要更多血細(xì)胞抵御病原體，整個(gè)血細(xì)胞生成系統(tǒng)就會從待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閱訝顟B(tài)。