weixin：細(xì)胞王國(guó)

公司老大這幾天在學(xué)習(xí)干細(xì)胞的知識(shí)，前幾天吃飯的時(shí)候問(wèn)我，“干細(xì)胞到底有沒(méi)有致瘤性？”我說(shuō)，“ESCs（胚胎干細(xì)胞）和iPSCs（誘導(dǎo)多能干細(xì)胞）有，間充質(zhì)干細(xì)胞以這么多年的應(yīng)用來(lái)看是沒(méi)有的?！?/p>

思及老大的問(wèn)題可能也是很多人的疑問(wèn)，作為在細(xì)胞治療行業(yè)浸淫多年的小編，決定就這個(gè)問(wèn)題做一些探討，讓大家對(duì)此有所了解。

作為細(xì)胞治療的效應(yīng)成分，細(xì)胞本身的安全性首當(dāng)其沖。干細(xì)胞可能有很多安全風(fēng)險(xiǎn)因素，其中最聳人聽(tīng)聞的，莫過(guò)于致瘤性。顧名思義，致瘤性即導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。干細(xì)胞以其多向分化潛能而受到重視，也以其分化不確定性受到質(zhì)疑。胚胎干細(xì)胞以及iPSCs在臨床研究中均存在致瘤性風(fēng)險(xiǎn)。作為干細(xì)胞家族的一員，人們對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床應(yīng)用中致瘤性風(fēng)險(xiǎn)也存在顧慮，但多年的臨床應(yīng)用顯示，尚未有此類(lèi)事件發(fā)生。

當(dāng)然一向注重用事實(shí)說(shuō)話(huà)的小編，還是準(zhǔn)備用文獻(xiàn)資料來(lái)給大家詳細(xì)探討一下。

• 胚胎干細(xì)胞殘留未分化細(xì)胞導(dǎo)致畸胎瘤的產(chǎn)生

上海交通大學(xué)組織工程國(guó)家工程研究中心王玲，張文杰2013年在Int Biomed Eng(October 2013，Vol.36,No.5)發(fā)表綜述《胚胎干細(xì)胞致瘤性研究進(jìn)展》，對(duì)胚胎干細(xì)胞致瘤性及其原因進(jìn)行了深入分析。

胚胎干細(xì)胞屬于全能干細(xì)胞，可在體外無(wú)限增殖并分化為多種細(xì)胞類(lèi)型，被認(rèn)為是細(xì)胞治療的理想種子來(lái)源。然而，作為細(xì)胞治療的來(lái)源，來(lái)源于胚胎囊胚時(shí)期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的ESCs，其倫理問(wèn)題難以逾越。此外，有不少研究表明，在治療過(guò)程中ESCs具有潛在的致瘤性風(fēng)險(xiǎn)。

如果將ESCs體外自發(fā)分化后獲得的細(xì)胞不經(jīng)過(guò)任何篩選，直接移植入動(dòng)物體內(nèi)，結(jié)果將不可避免地產(chǎn)生崎胎瘤。既往研究中已有不少在應(yīng)用ESCs治療過(guò)程中因?yàn)榛チ龅漠a(chǎn)生而導(dǎo)致細(xì)胞治療的失敗報(bào)道。Teramoto等將分化9d和15d的類(lèi)胚體直接注入小鼠肝臟，絕大多數(shù)小鼠肝臟發(fā)現(xiàn)畸胎瘤。

畸胎瘤的形成是體外分化過(guò)程中由殘留的未分化細(xì)胞引起的，可能是培養(yǎng)過(guò)程中部分ESCs基因突變?cè)斐傻?。ESCs作為一群異質(zhì)性細(xì)胞，分化過(guò)程中的殘留現(xiàn)象可能是細(xì)胞的固有特性。Fujikawa等將ESCs定向誘導(dǎo)為胰島素樣細(xì)胞，然后再以階段特異性胚胎抗原-1（SSEA-1）為標(biāo)志，利用流式細(xì)胞儀分選純化細(xì)胞，純度可達(dá)99.8%，再用以治療Ⅰ型糖尿病小鼠。雖然表達(dá)SSEA-1的細(xì)胞僅為0.2%，卻依然導(dǎo)致了畸胎瘤的形成，使得實(shí)驗(yàn)失敗。

目前有很多學(xué)者致力于去除殘留未分化細(xì)胞，利用自殺基因、細(xì)胞因子毒性作用以及流式技術(shù)和表面標(biāo)志法等方法去除殘留未分化細(xì)胞，但其結(jié)果均遠(yuǎn)未達(dá)到細(xì)胞治療的水平。

• 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞跨越了倫理，卻再次倒在致瘤難題上

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞最初是日本科學(xué)家山中伸彌（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒載體將四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的組合轉(zhuǎn)入分化的體細(xì)胞中，使其重編程而得到的類(lèi)似胚胎干細(xì)胞和胚胎APSC多能細(xì)胞的一種細(xì)胞類(lèi)型。通過(guò)采用導(dǎo)入外源基因的方法使體細(xì)胞去分化為多能干細(xì)胞，對(duì)于這類(lèi)干細(xì)胞我們稱(chēng)之為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。

iPSCs的成功以及個(gè)體化的iPSCs的建立，解決了ESCs的倫理難題；但不幸的是，致瘤性問(wèn)題依然存在。

在我國(guó)留美學(xué)者劉實(shí)博士看來(lái)，iPSCs細(xì)胞的誘導(dǎo)過(guò)程和腫瘤的發(fā)生過(guò)程非常相似，而iPS細(xì)胞是將“激活”的癌基因（而且還不止一個(gè)）轉(zhuǎn)入了體細(xì)胞，因此其致瘤性也就不足為奇。

Yamanaka研究組在《自然·生物技術(shù)》上發(fā)表的文章顯示，用iPS細(xì)胞誘導(dǎo)的神經(jīng)干細(xì)胞，即使不含c-Myc（曾被認(rèn)為是導(dǎo)致腫瘤的主要原因），在植入NOD/SCID免疫缺陷小鼠后仍有很強(qiáng)的致瘤性，甚至高于胚胎干細(xì)胞。

他們共研究了36個(gè)iPS細(xì)胞克隆，在誘導(dǎo)方式上，有些誘導(dǎo)劑配方中含有c-Myc基因，有些沒(méi)有，因此具有較好的代表性。同時(shí)他們選擇了3株胚胎干細(xì)胞作為對(duì)照。在45周的觀(guān)察中，移植胚胎干細(xì)胞來(lái)源神經(jīng)干細(xì)胞的34只小鼠有4只長(zhǎng)出腫瘤。在100只移植胚胎成纖維細(xì)胞來(lái)源的iPS神經(jīng)干細(xì)胞小鼠中34只發(fā)現(xiàn)腫瘤，概率和胚胎干細(xì)胞相當(dāng)。在55只移植成人成纖維細(xì)胞來(lái)源的iPS神經(jīng)干細(xì)胞小鼠中46只發(fā)現(xiàn)腫瘤，概率遠(yuǎn)高于胚胎干細(xì)胞。在36只移植肝細(xì)胞來(lái)源的iPS神經(jīng)干細(xì)胞小鼠中10只發(fā)現(xiàn)腫瘤，概率高于胚胎干細(xì)胞。8只移植胃上皮細(xì)胞來(lái)源的iPS神經(jīng)干細(xì)胞小鼠中未發(fā)現(xiàn)腫瘤。病理學(xué)檢查證實(shí)腫瘤均為畸胎瘤，部分為惡性畸胎瘤。

研究還發(fā)現(xiàn)，以前認(rèn)為致瘤性很強(qiáng)的c-Myc在去掉后并沒(méi)有減少iPS神經(jīng)干細(xì)胞的致瘤性，相反以前認(rèn)為沒(méi)有致瘤性的Nanog基因卻可以明顯增強(qiáng)iPS神經(jīng)干細(xì)胞的致瘤性。

在2008年6月14日于美國(guó)費(fèi)城舉辦的國(guó)際干細(xì)胞研究協(xié)會(huì)會(huì)議上，iPSCs發(fā)現(xiàn)者山中伸彌表示，導(dǎo)致腫瘤不是iPS細(xì)胞唯一的缺陷，由iPS細(xì)胞發(fā)育出的嵌合體小鼠（chimeric mice）會(huì)表現(xiàn)出顯著的健康問(wèn)題，小鼠的死亡率就會(huì)急劇增加。這意味著在iPS細(xì)胞用于臨床之前，還有更多更遠(yuǎn)的挑戰(zhàn)需要克服。

“為了讓這項(xiàng)技術(shù)能夠轉(zhuǎn)化到到臨床上，我們真的必須理解其中的原因，因?yàn)槿祟?lèi)成體細(xì)胞才是我們最終想要利用的東西?！?/p>

來(lái)自日本RIKEN發(fā)育生物學(xué)中心的高橋雅代（Masayo Takahashi）博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)使用誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPSCs）分化出了視網(wǎng)膜色素上皮（RPE）細(xì)胞，并移植給了一名患年齡相關(guān)性黃斑變性（AMD）的女性患者（臨床備案號(hào)UMIN000011929），成功阻止了疾病的進(jìn)展。文章2017年3月16日刊發(fā)在權(quán)威期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》，合著者還包括iPSCs之父，山中伸彌教授。

這個(gè)案例發(fā)生在2014年，高橋博士將詳細(xì)的研究過(guò)程和2年多的隨訪(fǎng)結(jié)果發(fā)表了出來(lái)。在術(shù)后3個(gè)月的時(shí)候，研究人員在患者的右眼中發(fā)現(xiàn)了大量存在的功能性RPE細(xì)胞，成功阻止疾病的進(jìn)展，患者病情保持穩(wěn)定。高橋博士表示，iPSCs治療可能只是有助于控制疾病，但不能完全逆轉(zhuǎn)。

雖然手術(shù)很成功，但是研究人員在這名患者的iPSCs和RPE細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)微小的基因突變?；趯?duì)突變致癌的擔(dān)憂(yōu)，臨床試驗(yàn)被叫停了。因此試驗(yàn)中的第二名患者最終未能接受移植手術(shù)。

• 間充質(zhì)干細(xì)胞——最安全的臨床用干細(xì)胞來(lái)源

間充質(zhì)干細(xì)胞安全性最直接的證據(jù)來(lái)源于廣泛的臨床研究。多個(gè)隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)證明MSC在臨床應(yīng)用的安全性（無(wú)致瘤性），多個(gè)國(guó)家已經(jīng)批準(zhǔn)MSC上市。

在clinicaltrials網(wǎng)站登記注冊(cè)的MSC臨床試驗(yàn)（I-III期）的等級(jí)項(xiàng)數(shù)逐年增多，病種或適應(yīng)癥有數(shù)十種，其中不少已經(jīng)發(fā)表了臨床研究的結(jié)果。英國(guó)和歐盟的治療指南推薦MSC作為治療2-4級(jí)急性GVHD的三線(xiàn)治療藥物。

國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者也對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞的致瘤性風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果顯示：間充質(zhì)干細(xì)胞在體內(nèi)外無(wú)短期內(nèi)致瘤性風(fēng)險(xiǎn)。由于文獻(xiàn)太多，我這里選取幾篇代表性文章來(lái)闡述。

中國(guó)軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬醫(yī)院造血干細(xì)胞移植科蘇仲奕、陳虎等2014年在《中國(guó)組織工程研究》刊發(fā)文章《人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)大鼠放射復(fù)合皮膚損傷及其體外致瘤性》，在損傷模型中，人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過(guò)局部遷移機(jī)制促進(jìn)放射復(fù)合皮膚損傷的修復(fù)，體外軟瓊脂克隆形成實(shí)驗(yàn)證明，其短期內(nèi)不具有致瘤性。

貴陽(yáng)醫(yī)學(xué)院許鍵煒等2015年通過(guò)觀(guān)察人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)裸鼠的致瘤性，在觀(guān)察期內(nèi)裸鼠體內(nèi)未見(jiàn)腫瘤生長(zhǎng)，病例組織學(xué)檢測(cè)未見(jiàn)異常。試驗(yàn)顯示，人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的可能性極低。

韓國(guó)的干細(xì)胞研究走在世界前列。2010年韓國(guó)Departments of Neurology and Neurosurgery/Ajou University School of Medicine的Jin Soo Lee等發(fā)表間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療缺血性中風(fēng)患者的長(zhǎng)期觀(guān)察和研究報(bào)告。結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組患者相比對(duì)照組接受間充質(zhì)干細(xì)胞治療在生存時(shí)間、mRS評(píng)分等方面明顯獲益，研究未發(fā)現(xiàn)有致瘤性風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)以上文獻(xiàn)資料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的證明，對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞臨床應(yīng)用無(wú)致瘤性風(fēng)險(xiǎn)持有懷疑態(tài)度的人可以放下心了。

當(dāng)然，除了致瘤性，間充質(zhì)干細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中可能還存在其他一些安全風(fēng)險(xiǎn)，下期文章我們?cè)僮鎏接憽?/p>

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