一、基本介紹
造血干細胞( Hemopoietic Stem cell ,HSC)的干,譯自英文“ stem ”,意為“樹”、“干”和“起源”。類似于一棵樹干可以長出樹杈、樹葉,并開花和結(jié)果等。通俗地講,造血干細胞是指尚未發(fā)育成熟的細胞,是所有造血細胞和免疫細胞的起源。因此是多功能干細胞,醫(yī)學(xué)上稱其為“萬用細胞”,也是人體的始祖細胞。干細胞是具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細胞,是機體的起源細胞,是形成人體各種組織器官的祖宗細胞。
造血干細胞有兩個重要特征:其一,高度的自我更新或自我復(fù)制能力;其二,可分化成所有類型的血細胞。造血干細胞采用不對稱的分裂方式:由一個細胞分裂為兩個細胞。其中一個細胞仍然保持干細胞的一切生物特性,從而保持身體內(nèi)干細胞數(shù)量相對穩(wěn)定,這就是干細胞自我更新。而另一個則進一步增殖分化為各類血細胞、前體細胞和成熟血細胞,釋放到外周血中,執(zhí)行各自任務(wù),直至衰老死亡,這一過程是不停地進行著的。
二、造血原理:
由造血干細胞定向分化、增殖為不同的血細胞系,并進一步生成血細胞。人類造血干細胞首先出現(xiàn)于胚齡第2~3周的卵黃囊,第4周胎盤開始發(fā)揮造血功能。在胚胎早期(第2~3月)造血功能延伸至肝、脾,第5個月又從肝、脾遷至骨髓。在胚胎發(fā)育期,胎盤是一個重要的造血組織,胚胎末期一直到出生后,骨髓成為造血干細胞的主要來源。造血干細胞具有具有自身復(fù)制和分化兩種功能。在胚胎和迅速再生的造血組織中,造血干細胞多處于增殖周期之中;而在正常骨髓中,則多數(shù)處于靜止期(G0期),當機體需要時,其中一部分分化成熟,另一部分進行分化增殖,以維持造血干細胞的數(shù)量相對穩(wěn)定。造血干細胞進一步分化發(fā)育成不同血細胞系的定向干細胞。定向干細胞多數(shù)處于增殖周期之中,并進一步分化為各系統(tǒng)的血細胞系,如紅細胞系、粒細胞系、單核-吞噬細胞系、巨核細胞系以及淋巴細胞系。由造血干細胞分化出來的淋巴細胞有兩個發(fā)育途徑,一個受胸腺的作用,在胸腺素的催化下分化成熟為胸腺依賴性淋巴細胞,即T細胞;另一個不受胸腺,而受腔上囊(鳥類)或類囊器官(哺乳動物)的影響,分化成熟為囊依賴性淋巴細胞或骨髓依賴性淋巴細胞,即B細胞。并分別由T、B細胞引起細胞免疫及體液免疫。如機體內(nèi)造血干細胞缺陷,則可引起嚴重的免疫缺陷病。
造血干細胞是血細胞(紅細胞、白細胞、血小板等)的鼻祖,是未充分分化細胞,具有良好的分化增殖能力,干細胞可以救助很多患有血液病的人們(如白血病)。造血系統(tǒng)原始細胞如出現(xiàn)惡性增生便形成白血病,而治療白血病的方法就是將這些惡性細胞全部殺滅。但是化療不分敵我,在殺滅癌細胞的同時也殺死了正常的造血干細胞,導(dǎo)致人體血細胞缺乏,危及病人生命。為了讓病人盡快恢復(fù)造血功能,挽救病人的生命就需要輸注造血干細胞,但如果兩個人免疫標記相差太大就會造成過強的排異反應(yīng),使得移植失敗,病人死亡。自體儲存造血干細胞就可以避免這類情況的發(fā)生,在小孩出生時期將臍帶血或胎盤造血干細胞進行儲存,當本人病人需要移植,可直接到胎盤造血干細胞申請,用于自身疾病的治療。
三、主要作用
生命科學(xué)是二十世紀發(fā)展最為迅猛的學(xué)科之一,已經(jīng)成為自然科學(xué)中最引人注目的領(lǐng)域。 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。
這一技術(shù)很快得到全世界的認可,并已成為根治白血病等病的主要手段。造血干細胞移植技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用為人類戰(zhàn)勝疾病帶來新的希望。特別是21世紀初人類開始的生命方舟計劃對于造血干細胞移植技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用取得了突破性的進展。
(二)、治療疾病
造血干細胞移植是現(xiàn)代生命科學(xué)的重大突破。造血干細胞移植可治療惡性血液病,部分惡性腫瘤,部分遺傳性疾病等 75 種致死性疾病。包括急性白血病、慢性白血病、骨髓增生異常綜合征、造血干細胞疾病、骨髓增殖性疾病、淋巴增殖性疾病、巨噬細胞疾病、遺傳性代謝性疾病、組織細胞疾病、遺傳性紅細胞疾病、遺傳性免疫系統(tǒng)疾病、遺傳性血小板疾病、漿細胞疾病、地中海貧血、非血液系統(tǒng)惡性腫瘤、急性放射病等。
因為有了造血干細胞移植技術(shù),世界各地成千上萬患有以上疾病的患者,重新燃起了生命的希望。
(三)、胎盤造血干細胞的用途:
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。
胎盤造血干細胞移植可以用來治療多種血液系統(tǒng)疾病和免疫系統(tǒng)疾病,包括血液系統(tǒng)惡性腫瘤(如白血病、多發(fā)性骨髓瘤、骨髓異常增生綜合癥、淋巴瘤等)、血紅蛋白病、骨髓造血功能衰竭(如再生障礙性貧血)、先天性代謝性疾病、先天性免疫缺陷疾患、自身免疫性疾患等多種疾病。
四、造血干細胞的來源
一般造血干細胞來源于三個渠道:
1 、骨髓造血干細胞。
2 、外周造血干細胞。
3 、臍帶血造血干細胞。
4、胎盤來源造血干細胞
中華骨髓庫目前主要開展外周血造血干細胞采集。
目前,全國只有漢氏聯(lián)合開展采集胎盤造血干細胞,并且獲得國家相關(guān)專利證書。
不同來源造血干細胞的比較:
造血干細胞的來源有:骨髓造血干細胞、外周血造血干細胞、臍帶血造血干細胞、胎盤組織造血干細胞。四種來源的細胞對比見下表。
移植方式 | 外周血造血干細胞 | 骨髓造血干細胞 | 臍帶血造血干細胞 | 胎盤造血干細胞 |
成份 | 較為單一的造血干細胞 | 除造血干細胞外還有其他血液成份 | 除造血干細胞外還有其他血液成份 | 除造血干細胞外,還有其他血液成分和其他種類干細胞 |
采集方法 | 在上臂血管采集 | 在髓骨上鉆孔采集 | 收集臍帶血 | 收集胎盤 |
移植應(yīng)用 | 普遍 | 較少 | 只適用30KG以下兒童 | 可滿足1-2個成人使用 |
配型程度 | 嚴格 | 嚴格 | 不嚴格 | 不嚴格 |
移植后反應(yīng) | 嚴重 | 更嚴重 | 輕 | 輕 |
用藥 | 需要 | 需要 | 不需要 | 不需要 |
成本 | 低 | 高 | 很高 | 很高 |
采集及恢復(fù)時間 | 2-4天 | 半年 | -- | -- |
保存 | 無需保存 | 無需保存 | 實體保存 | 實體保存 |
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,可能供小孩自用幾次,甚至可能提供給1-2個成人患者的治療。 |