一文了解干细胞和免疫细胞疗法的异同 :加法VS减法

如果20世纪是药物治疗时代,那么21世纪就是细胞治疗的时代。干细胞再生医学和免疫细胞为核心的细胞治疗技术的突破,为广大难治性疾病患者送去福音。

那么干细胞和免疫细胞疗法有何区别呢?打一个形象的比方,它们的区别在于:干细胞是做加法,免疫细胞是做减法。

也就是说,干细胞是给人体补充外源性细胞或激活内源性干细胞形成新的细胞,而免疫细胞则是清除人体内的有害物质,包括变异的肿瘤细胞和外来的微生物入侵(病毒、细菌)。

01.

人体的维修工:干细胞

干细胞是一类具有自我更新和多种分化潜能的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。

根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。

当我们的人体还在成长时,干细胞是细胞王国的建设者,通过分化源源不断提供新生细胞,增加我们身体细胞的数量。

当我们成年后身体不再成长,干细胞又会扮演细胞王国的维护者,及时替换和更新衰老或受损的细胞,也能分泌细胞因子,给受损细胞提供营养支持。

如果把人体看作一个庞大而精密运转的机器,干细胞就是这个机器里最忙碌,也最重要的一群修理工。无论是机器损坏,还是零件老化,这群修理工都会现身,全力保护人体健康。它们不仅能多向分化,补充新鲜细胞;也能分泌细胞因子,给受损细胞提供营养支持。简言之,干细胞的作用是——维持生机。

例如,当身体发生 严重外伤时,或者发生 糖尿病、冠心病、老年痴呆、肝硬化等慢性病时,本质上是那些器官的细胞受到了损伤,这时就可以补充干细胞进行治疗。

例如:一项脐带间充质干细胞UCMSCs治疗终末期肝硬化患者26例的研究, 结果显示移植后可改善患者的肝纤维化程度。金旭鹏等通过静脉推注UCMSCs治疗失代偿期肝硬化24例, 结果提示UCMSCs移植可显著改善失代偿期肝硬化患者肝功能及临床症状, 并能促进肝脏修复。

造血干细胞是最早被用于临床的干细胞治疗技术。即使是很少量的造血干细胞,理论上都能完成人体造血系统和免疫系统的重建。

间充质干细胞则是,目前再生医学应用最多的一种干细胞来源。在全球,已经有上千项临床试验证明了其安全性,还有近十种间充质干细胞药品上市。

而目前,人们存储的干细胞主要来源于新生儿的脐带血、脐带、胎盘,换牙期儿童的乳牙,成年人的脂肪。

02.

人体清洁工:免疫细胞

我们的身体是一个由细胞构成的王国,极其的精密复杂,同时又高度有序。伟大的王国都需要能干建设者,也需要勇猛防卫兵,人体细胞王国也不例外。

如果说干细胞是人体的维修工,那么免疫细胞就相当于人体的清洁工。

它们一方面要清除细菌、病毒等外来入侵者;另一方面,也要清除体内衰老细胞以及发生突变的细胞。免疫细胞的作用也就是——清除维稳。

来源:Nature Video

当外敌入侵过多,或王国内叛变分子太多,免疫细胞没有能力全部清除时,我们的身体就会生病。不幸的是,当我们不断变老(30岁以后),体内干细胞和免疫细胞的数量及活力均会不断减弱。幸运的是,科学家开发了基于干细胞和免疫细胞的生物医学技术,为我们的健康保驾护航。

以色列的科学家发现,如果免疫细胞无法正常工作,会形成免疫监视失调,从而造成衰老细胞的积累,出现慢性炎症,增加老年疾病的患病率。

现阶段,被广泛研究的免疫细胞包括:NK细胞、CIK细胞、CAR-T细胞、CAR-NK细胞、调节性T细胞等,它们在对抗肿瘤、病毒、炎症等疾病中表现出巨大的潜力。而目前,人们存储的免疫细胞主要来源于外周血和脐带血。

NK细胞是固有免疫,可以随时清楚体内衰老、变异的细胞,就像是警察,随时维持社会治安。

CIK是进一步增强自身免疫力,弥补NK细胞的相对不足,就像是坏人太多就需要武警出动来帮忙。

CAR-T是肿瘤蛋白基因修饰的免疫T细胞。在肿瘤细胞被NK细胞和CIK细胞追杀的过程中,有些肿瘤细胞在战争中学会伪装自己,不再被NK和CIK细胞识别。于是就有了CAR-T,可以靶向性杀死这些狡猾伪装的肿瘤细胞。因此,CAR-T就像是带着明确任务的军队,能够彻底歼灭敌人。

目前全球有800多个CAR-T临床试验正在进行中,主要在美国、中国和欧洲,许多CAR-T细胞(自体/异体)试验都显示对患者有临床益处。例如,研究揭示,CAR-T细胞疗法在那些化疗和放疗都失败的晚期B细胞白血病和淋巴癌患者中的疗效超过80%。2017年,因获得显著的缓解率,CAR-T细胞治疗通过了FDA审批上市。

去年年底,美国血液学会年会上公布了一些数据:以接受CAR-T疗法的非霍奇金淋巴瘤的老年患者为例,与接受此治疗前的医疗费用相比,CAR-T疗法减少了相关支出,例如CAR-T治疗与住院次数的减少、住院时间缩短、急诊就诊次数减少以及总医疗费用降低有关。未来,免疫疗法在治疗衰老相关疾病方面还具有很大潜能。

03.

干细胞和免疫细胞对抗衰老

干细胞和免疫细胞的共同点在于:两种细胞都有助于对抗衰老。同时,它们在机体内的数量和活性都会随着年龄的增长而降低。

间充质干细胞数量随年龄下降,来源:HolisticBioSpa

免疫细胞数量随年龄下降,来源:Redermis

2014年,美国斯坦福大学科学家将年幼小鼠的血液输入年老小鼠体内,结果老年小鼠的大脑变年轻了。随后,科学家又尝试了人体最年轻的血液:脐带血,也改善了老年小鼠的大脑功能。

2020年6月发表在Nature上的一篇研究显示,科学家发现了衰老细胞的“身份证”。因此,现在可以设计出专门针对衰老细胞的CAR-T疗法,高效地清除体内的衰老细胞。研究人员对肝纤维化的小鼠模型尝试了这种新型免疫疗法,结果发现相比对照组,小鼠的肝脏纤维化程度有了明显改善。

当然,新细胞治疗技术不断涌现的同时,我们还需要健康、年轻的种子细胞。毕竟随着年龄增长,我们患病风险增加的同时,体内的免疫细胞和干细胞的数量及活性都在下降。人们可以选择将自己年轻时候的细胞保存起来,以备不时之需。

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