造血干細胞溯源
本文由漢氏聯(lián)合專家團隊編寫
造血干細胞具有長久穩(wěn)定重建遭致死性放/化療損害的動物或人類造血和免疫系統(tǒng)的能力。將造血干細胞這一特性應(yīng)用于病人(受者)，即在放/化療后輸注造血干細胞以重建受者造血和免疫系統(tǒng)來治療疾病的方法，稱為造血干細胞移植。目前被廣泛用于血液系統(tǒng)疾病的治療，全球已有超過10萬例病人接受各種造血干細胞移植術(shù)。造血干細胞的來源是一個需要了解的基本問題。
一、骨髓造血干細胞
1957 年，美國華盛頓大學(xué)多納爾·托瑪斯發(fā)現(xiàn)正常人的骨髓移植到病人體內(nèi)，可以治療造血功能障礙。這一技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，使多納爾·托瑪斯本人榮獲了諾貝爾獎。1963年，James Till和Ernest McCulloch在總結(jié)他們早期研究時發(fā)現(xiàn)有限數(shù)目的骨髓細胞能夠在接受放療的宿主脾臟中產(chǎn)生類紅細胞(erythroid cell)和髓樣細胞(myeloid cell)克隆集落，這是第一次證實造血干細胞(haematopoietic stem cell, HSC)的存在。
幾十年來，骨髓移植一直是造血干細胞移植的主要方式。骨髓移植是器官移植的一種，將正常骨髓由靜脈輸入患者體內(nèi)，取代病變骨髓，重建患者的造血功能和免疫功能，達到治療某些疾病的目的。例如約60%的成人急性白血病患者，經(jīng)過異基因或同基因骨髓移植可達3年以上長生存期，部分可達5～6年以上。中國現(xiàn)需要造血干細胞進行救治的血液病患者約有100萬人，為幫助更多的患者找到能夠配型的干細胞，1992 年經(jīng)衛(wèi)生部批準建立的“中國非血緣關(guān)系骨髓移植供者資料檢索庫，也稱“中華骨髓庫””，2012年中華骨髓庫正式加入世界骨髓庫。截至2013年4月30日中華骨髓庫庫容達到1667656人。捐獻造血干細胞人數(shù)為3426例。
二、動員外周血造血干細胞
1980年發(fā)現(xiàn)外周血單個核細胞促進造血功能恢復(fù)，1990年用于臨床。利用化療藥物、造血細胞刺激因子或者二者聯(lián)合用藥，提高外周血中的造血干細胞含量，采集造血干細胞回輸或移植給他人，使其建立起正常的造血與免疫功能。實際上造血干細胞仍然來源于骨髓。與骨髓造血干細胞一樣，采集到的外周血中的血細胞成分包括各類造血祖細胞、各個分化階段的血細胞及成熟的血細胞。動員外周血干細胞移植是血液系統(tǒng)疾病的重要治療手段之一，因其避免了供者骨髓穿刺和麻醉的風(fēng)險，受者造血功能重建快，是目前常用的干細胞采集方式和途徑，并取得較好療效。
三、臍帶血造血干細胞（或胎盤臍帶血造血干細胞）
1988年GlucKmen首次采用臍血移植治療Fanconi貧血獲得成功以來，臍血移植近年來倍受重視。臍帶血是胎兒娩出、臍帶結(jié)扎并離斷后殘留在胎盤和臍帶中的血液，通常是廢棄不用的。已證明臍帶血中含有豐富的造血干細胞，移植后可以重建受體造血和免疫系統(tǒng)。1993年國外開始建立臍血庫，1998年國內(nèi)開始建立臍血庫。骨髓庫保存的是供者HLA分型等資料信息，臍帶血庫存放的是處理過的臍帶血單個核細胞。
發(fā)育學(xué)傳統(tǒng)觀點認為：人類造血干細胞首先出現(xiàn)于胚齡第2～3周的卵黃囊，在胚胎早期（第2～3月）遷至肝、脾，第5個月又從肝、脾遷至骨髓。在胚胎末期一直到出生后，骨髓成為造血干細胞的主要來源。根據(jù)這一觀點分析，骨髓移植與動員外周血中的造血干細胞都來自骨髓干細胞池，而臍帶與胎盤中的造血干細胞應(yīng)該是來自上述部位（胎兒的肝臟、脾臟、骨髓），在胎兒循環(huán)過程中滯留在臍帶血管及胎盤血管網(wǎng)中的。
四、胎盤組織造血干細胞
2005年，美國波士頓哈弗醫(yī)學(xué)院兒童醫(yī)院的Gekas C,等研究者報道小鼠胎盤是一個造血器官，在胚胎發(fā)育期間發(fā)揮造血功能。2009年，加州奧克蘭研究院的兒童醫(yī)院的研究者們發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)人類足月胎盤是一個造血器官。Frans Kuypers等人用人類足月的胎盤、人類臍帶血、以及免疫缺限的小鼠研究，人類足月的胎盤含有豐富的造血干細胞，并且他們已經(jīng)獲得了從胎盤中抽取造血干細胞的方法。胎盤組織中造血干細胞的含量是臍帶血中造血干細胞含量的8-10倍，可供小孩自用幾次，甚至可提供給多個成人患者的治療。胎盤造血干細胞移植能有效解決了骨髓或動員后外周血來源不足，臍帶血中造血干細胞數(shù)量不夠成人使用等技術(shù)難題，將有望取代骨髓、動員后外周血和臍帶血用于異基因或同基因（小孩本人的）造血干細胞移植。目前，國內(nèi)只有漢氏聯(lián)合生物技術(shù)有限公司開展了胎盤源造血干細胞分離存儲業(yè)務(wù)。
五、IPS源造血干細胞
IPS，即誘導(dǎo)性多能干細胞技術(shù)，是指將成體細胞重編程為干細胞狀態(tài)，使其具備分化為不同類型細胞的能力。這一技術(shù)可以利用患者的成熟體細胞（如皮膚或血細胞），生成特定的細胞和組織。2013年5月波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院等機構(gòu)的科學(xué)家們開發(fā)了一種方法，成功使誘導(dǎo)多能干細胞（IPS）分化成為造血干細胞，能夠在體外無限量制造人體紅細胞和血小板。因為IPS-HSC基因來自患者，其產(chǎn)生的血細胞輸注患者體內(nèi)不會引起免疫反應(yīng)，且有利于研究患者疾病機理。
隨著對造血干細胞研究的深入與發(fā)展，造血干細胞來源向著對供者傷害越小，造血干細胞數(shù)量越多，免疫原性越低的趨勢發(fā)展，但是在臨床應(yīng)用中仍然需要根據(jù)實際情況做出選擇。
