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干細(xì)胞質(zhì)量三個重要指標(biāo),不達(dá)標(biāo)即使再便宜也是智商稅

2024-09-11    點擊量:677

詹姆斯·羅斯曼,這位諾貝爾獎得主,曾預(yù)見性地宣稱:“21世紀(jì)是細(xì)胞治療的時代?!备杉?xì)胞治療無疑已成為未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的璀璨新星。


在當(dāng)前的醫(yī)學(xué)研究中,干細(xì)胞技術(shù)因其巨大的潛力和創(chuàng)新性而備受矚目。但要確保其在臨床應(yīng)用中能真正造?;颊?,關(guān)鍵在于干細(xì)胞的質(zhì)量。


那么,究竟何為“高質(zhì)量”的干細(xì)胞?這一標(biāo)準(zhǔn)又是如何界定的呢?它依賴于哪些關(guān)鍵因素呢?







在2023年9月,我國正式發(fā)布了首個人源干細(xì)胞的國家標(biāo)準(zhǔn)——《生物樣本庫多能干細(xì)胞管理技術(shù)規(guī)范》(GB/T 42466-2023)。在該標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制部分,明確提到了干細(xì)胞的驗收標(biāo)準(zhǔn)可參照T/CSCB-0002與T/CSCB-0005的相關(guān)內(nèi)容。這些標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)了影響干細(xì)胞質(zhì)量的關(guān)鍵因素,包括細(xì)胞的來源、活率以及生長活性等關(guān)鍵指標(biāo)。



01、細(xì)胞來源


細(xì)胞的來源是評估其質(zhì)量的首要考量因素。不同的來源可能帶來遺傳特性、穩(wěn)定性以及功能表達(dá)的差異。因此,在干細(xì)胞的選擇上,必須審慎評估其來源的質(zhì)量和適用性,以確保所選細(xì)胞具備較高的治療潛力。


值得注意的是,人體細(xì)胞的活力隨著年齡的增長而逐漸衰退。無論是選擇異體回輸還是自體細(xì)胞,供者的年齡和整體健康狀況都會直接影響細(xì)胞的質(zhì)量。


以2019年英國利茲大學(xué)的研究為例,科研團(tuán)隊從19至89歲的67名健康供體中采集了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,并通過體外培養(yǎng)實驗證實:年輕人的干細(xì)胞不僅數(shù)量更多,而且其增殖能力也顯著高于老年人。[2]這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了年齡因素在細(xì)胞質(zhì)量評估中的重要性。

△培養(yǎng)基中培養(yǎng)14天后,年輕組(19-40),中年齡組(41-60)和老年組(61-89歲)的干細(xì)胞計數(shù)對比

△年輕態(tài)的干細(xì)胞胞體飽滿、呈明顯的梭形;衰老的干細(xì)胞胞體寬大扁平


此外,多種疾病同樣會對自體間充質(zhì)干細(xì)胞的功能和效果產(chǎn)生不利影響,包括遺傳性疾病、自身免疫性疾病以及一些慢性疾病。


以糖尿病為例,2021年9月《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》期刊上的一項研究明確指出:長期患有2型糖尿病的患者,其干細(xì)胞的增殖能力、免疫抑制潛力以及存活率均會受到顯著抑制。[3]這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了疾病狀態(tài)對干細(xì)胞質(zhì)量的影響。


健康組(第1組)和2型糖尿病患者的自體骨髓來源間充質(zhì)干細(xì)胞(BM-MSCs)的表征對比(糖尿病持續(xù)時間:第2組:<5年,組3:5-10年,第4組:>10年)


盡管干細(xì)胞治療在2型糖尿病領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在的治療價值,但一些糖尿病患者在使用自體干細(xì)胞治療時卻得到了不盡如人意的結(jié)果。這主要是因為疾病狀態(tài)改變了患者自體干細(xì)胞的分子和細(xì)胞特征,特別是影響了其代謝活動和線粒體DNA的結(jié)構(gòu)。


鑒于年齡和供體狀況的重要性,年輕且健康的自體干細(xì)胞無疑為細(xì)胞療法提供了更為理想的選擇。這樣的干細(xì)胞不僅具有更高的活力和增殖能力,而且其遺傳穩(wěn)定性和功能表達(dá)也更為優(yōu)越。


02、細(xì)胞活性


在評估干細(xì)胞質(zhì)量時,細(xì)胞的活率和生長活性是兩個至關(guān)重要的指標(biāo)。高活率的細(xì)胞在移植后更有可能成功存活并發(fā)揮其預(yù)期功能,而生長活性則直接關(guān)聯(lián)著細(xì)胞的增殖和分化能力。因此,為了確保干細(xì)胞在體內(nèi)能夠高效實現(xiàn)治療目標(biāo),選擇具有高活率和活性的干細(xì)胞至關(guān)重要。


01
細(xì)胞存活率



干細(xì)胞回輸至體內(nèi)時,其活性直接關(guān)系到修復(fù)或治療的效果。只有活細(xì)胞才能有效發(fā)揮作用,而死細(xì)胞不僅無效,還可能帶來機(jī)體的毒性反應(yīng)。因此,細(xì)胞活率不僅關(guān)乎治療效果,更涉及患者的安全。為此,國內(nèi)對干細(xì)胞產(chǎn)品的活率有嚴(yán)格的要求,新鮮細(xì)胞制劑的活率需達(dá)90%以上,而凍存細(xì)胞制劑則需保持70%以上的活率。


除了干細(xì)胞本身的活性,其存儲和運輸條件也至關(guān)重要。不合格的存儲或運輸條件可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡、細(xì)胞膜破裂及內(nèi)容物釋放,這不僅會削弱治療效果,還可能增加不良事件的發(fā)生風(fēng)險。此外,細(xì)胞的移植方式同樣影響細(xì)胞活率,如輸注移植速度過慢、耗時過長,都可能增加細(xì)胞死亡的風(fēng)險,從而提高不良事件發(fā)生的可能性。


02
細(xì)胞生長活性



細(xì)胞生長活性的評定涉及多個標(biāo)準(zhǔn),如細(xì)胞倍增時間、細(xì)胞周期、克隆形成率和端粒酶活性等。這些指標(biāo)均受到“細(xì)胞代次”的顯著影響。


細(xì)胞代次指的是干細(xì)胞在體外培養(yǎng)過程中的傳代次數(shù)。通常,從臍帶、胎盤、羊膜等組織中提取的干細(xì)胞被稱為原始P0代,經(jīng)過一次傳代后即為P1代干細(xì)胞,以此類推。然而,隨著傳代次數(shù)的增加,干細(xì)胞的生物學(xué)效力和增殖特性會逐漸降低,這是一個關(guān)鍵且不可忽視的特性。


△圖a代表P3代,圖b代表P8代


根據(jù)研究,細(xì)胞代次并非越低越好,而是存在一個合適的范圍。從干細(xì)胞生長曲線的檢測數(shù)據(jù)來看,P4至P7代的細(xì)胞生長活性依然保持在較高水平,與P0至P3代之間并未形成顯著差距。特別是在間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的臨床應(yīng)用中,4至8代的細(xì)胞被認(rèn)為是最佳的選擇,這一結(jié)論得到了文獻(xiàn)理論的支持。




該研究表明,盡管高代次培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)在染色體組型上依然保持穩(wěn)定,但到第8代時其端粒酶活性出現(xiàn)一定程度的下降。進(jìn)一步檢測人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶活性亞單位基因的表達(dá)后發(fā)現(xiàn),第5、10和20代MSCs的端粒酶活性并未呈現(xiàn)顯著性差異。這些不同代次的細(xì)胞展現(xiàn)出相似的生長增殖曲線,說明它們的細(xì)胞增殖活力在代次間并未顯示出明顯的差異性。



鑒于過度的傳代培養(yǎng)會導(dǎo)致間充質(zhì)干細(xì)胞出現(xiàn)老化征象,建議用于臨床應(yīng)用的間充質(zhì)干細(xì)胞體外培養(yǎng)最好不超過第10代。


03、細(xì)胞劑量


在評估高質(zhì)量細(xì)胞時,值得特別關(guān)注的是,干細(xì)胞的使用劑量并非簡單追求數(shù)量,而是存在一個有效的劑量范圍,即在某一范圍內(nèi),療效才能達(dá)到最佳。


2019年,《SCTM CELLS》期刊上發(fā)表的一項研究“2004-2018年間充質(zhì)干細(xì)胞臨床試驗趨勢”便驗證了這一點,研究指出干細(xì)胞回輸存在明確的有效劑量范圍,過量使用并不一定能帶來更好的療效。





美國羅格斯大學(xué)干細(xì)胞研究中心的科學(xué)家們深入分析了過去14年間的28項干細(xì)胞臨床實驗,這些實驗涉及不同的干細(xì)胞劑量,旨在探究是否存在一個獨立于其他變量的有效劑量范圍。


經(jīng)過仔細(xì)統(tǒng)計和分析,結(jié)果顯示在16項靜脈注射的實驗中,有14項實驗的有效劑量集中在7000萬至1.9億細(xì)胞之間。當(dāng)劑量低于7000萬細(xì)胞時,實驗通常顯示治療效果不佳;而當(dāng)劑量超過1.9億細(xì)胞時,治療效果不僅不會提升,反而可能出現(xiàn)下降,并伴隨更高的不良反應(yīng)風(fēng)險。這一發(fā)現(xiàn)也在3個關(guān)節(jié)腔注射實驗中得到了驗證,此時干細(xì)胞的有效劑量范圍降至5000萬至1億細(xì)胞。同樣地,當(dāng)注射劑量過低(如1000萬細(xì)胞)或過高(如2億細(xì)胞)時,治療效果也會顯著降低。


所有這些數(shù)據(jù)都強(qiáng)烈指向一個結(jié)論:干細(xì)胞治療確實存在有效劑量范圍。研究者還發(fā)現(xiàn),干細(xì)胞劑量與療效之間的關(guān)系呈現(xiàn)出一個倒U型曲線,即在一定范圍內(nèi)增加劑量會提高治療效果,但超過某個最佳劑量點后,繼續(xù)增加劑量反而可能導(dǎo)致療效下降和不良反應(yīng)增加。





總括而言,確保干細(xì)胞治療的質(zhì)量,必須嚴(yán)格把控三大核心“黃金”指標(biāo):細(xì)胞來源的可靠性、細(xì)胞活性的強(qiáng)度以及細(xì)胞存活率的高低。而在實際應(yīng)用中,還需精準(zhǔn)評估最佳細(xì)胞劑量、選擇適宜的使用方式,并充分考慮患者的個體健康狀況等諸多因素,以確保治療的有效性和安全性。


干細(xì)胞技術(shù),作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的前沿領(lǐng)域,需要我們以更全面、更理性的視角去審慎對待。我們必須嚴(yán)格遵守干細(xì)胞臨床應(yīng)用的相關(guān)指導(dǎo)原則和標(biāo)準(zhǔn),以確保能夠從中獲得預(yù)期的治療效果。


近年來,我國也在不斷加強(qiáng)干細(xì)胞療法相關(guān)政策和法規(guī)的完善,旨在為干細(xì)胞療法的發(fā)展創(chuàng)造一個更加有利的環(huán)境和保障。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)的逐步確立,我們有理由相信,我國干細(xì)胞臨床研究和應(yīng)用將步入更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的快速發(fā)展軌道。