前沿 | Science新成果:一种关节炎药有望改变造血干细胞移植

12月20日,《科学转化医学》上的最新研究显示,治疗关节炎和皮肤病的药物,有望让造血干细胞移植受益,这给白血病等需要造血干细胞移植的患者带来了福音。

异基因造血干细胞移植是一种有效的治疗方法,已被用于化疗耐药性白血病、某些代谢紊乱以及儿童先天性、后天性造血系统疾病的治疗。但巨大的干细胞需求量限制了其广泛应用,并且移植者自身条件以及供体细胞组分都会影响移植的结果。

造血干细胞可以分化为所有类型的血细胞。然而,造血干细胞移植通常具有一定的局限性,因为传统捐赠的造血干细胞(通常来自脐带血)不太可能在患者的骨髓中扎根、自我维持以及形成造血系统。

哥伦比亚大学以及多伦多大学的科学家发现了其中的一个原因:干细胞移植后,一些分化的细胞具有自我毁灭的倾向,从而产生肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。TNF-α是一种蛋白质,免疫细胞利用其来抵抗感染,但这种蛋白有时会过量生成,并杀死健康细胞。

根据这一线索,该研究团队探讨了现有TNF-α抑制剂能否让人类造血干细胞在新宿主中茁壮成长。他们以免疫系统基因缺陷的小鼠作为研究对象,使用了一种称为依那西普(etanercept)的药物。这是一种能够结合并使TNF-α失效的抗体,英文名称为Enbrel,由安进公司销售,在全球范围内用于治疗自身免疫性疾病,如关节炎、银屑病以及强制性脊柱炎等。

研究人员发现,试验2周后,与对照组相比,接受依那西普治疗的小鼠骨髓中拥有更多的造血干细胞,而且血液细胞的类型也更加多样。

作者认为,这项研究可以解决造血干细胞移植面临的最大挑战:捐赠的造血干细胞量太少,不能满足新宿主的需求。如果这项策略能够提高造血干细胞的存活率,那么较少的移植物就能达到治疗效果。不过,未来仍需开展临床试验来探讨依那西普或其他TNF-α抑制剂能否改善人类造血干细胞移植的效果。这项研究为人类临床试验提供了强有力的依据。

在干细胞移植治疗儿童癌症和其他遗传疾病颇有经验的哥伦比亚大学儿科教授Kirk Schultz对这些研究发表了评论。他表示,在加拿大卑诗儿童医院,每年大约有100名患者(其中20名为儿童患者)接受造血干细胞移植,通常这些干细胞来自骨髓。干细胞移植失败始终是一种潜在危机,尤其是当需要不相匹配的脐带血造血干细胞时。这项研究对提高造血干细胞移植成功率带来重要意义。

展望

造血干细胞移植不仅是白血病等恶性血液肿瘤患者的“救命稻草”,还是很多先天性疾病包括遗传代谢疾病患者延续生命的希望,例如,造血干细胞移植可以在造血和免疫重建的过程中补充遗传代谢病缺乏的酶,从而让患者获益。

近年来,提高造血干细胞的移植效率、缩短免疫重建时间以及降低感染风险成为了临床追求的目标。科学家们也在该领域开展的大量的研究,并且不断获得进展。例如,今年8月,瑞士科学家在《Cell Stem Cell》上证实了一个大胆的想法,通过移植骨髓基质细胞重建造血干细胞微环境,进而改善移植效果。

随着科学成果的输出,相信未来,干细胞移植会给造福更多患者!

参考文献:

Enhanced human hematopoietic stem and progenitor cell engraftment by blocking donor T cell–mediated TNFα signaling.doi: 10.1126/scitranslmed.aag3214

Long-Term Engraftment of Primary Bone Marrow Stromal Cells Repairs Niche Damage and Improves Hematopoietic Stem Cell Transplantation. doi: 10.1016/j.stem.2017.07.004.

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