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什么是干细胞

前沿| 能摧毁癌症的“细胞工厂” 了解一下

来源:博雅

日期: 2019.11.28

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近日,“中国科学家干细胞治疗癌症获突破”的消息受到了关注。我国科学家利用干细胞培育出了初期的免疫细胞,这些细胞之后会发展成为T细胞。


相信关注CAR-T细胞治疗的人对T细胞的概念已经所认识。T细胞是人体的免疫细胞。目前获批上市的CAR-T疗法中,医生先从患者的血液中提取免疫T细胞,用基因工程技术给T细胞加入一个能识别肿瘤细胞并同时激活T细胞的嵌合抗原受体(CAR),制备成CAR-T细胞。随后在体外培养以及大量扩增CAR-T细胞,并将扩增好的CAR-T细胞回输到患者体内。


人体的免疫系统的功能随着年龄的增长而衰退,并且受到其他疾病和用药的负面影响;大多数的癌症治疗如放疗和化疗,都会极大的破坏免疫系统,导致免疫细胞的数量和质量急降,再者在许多晚期癌症病例中,癌细胞会进入循环系统,从而“污染”健康的免疫细胞来源。正因为这些原因,越来越多的人意识到了在健康之时保存健康的免疫细胞的意义。


但当到了十分被动的时刻,比如患者的身体状况不佳已经无法生成足够多的T细胞,而且也没有提前存储的健康免疫细胞备用时,如何获得可以用来生产CAR-T等免疫细胞疗法的细胞源?将来干细胞或许可以来帮忙。


现在,世界各地的科学家都试图尝试利用干细胞来生产T细胞。我国科学家的这项新研究是通过干细胞编程来形成种子细胞,随着时间的推移,种子细胞会发育成T细胞。


利用干细胞来生产免疫细胞的概念并不是第一次提出来。今年年初,日本科研团队宣布利用诱导多能干细胞来生产免疫细胞,以此方法来治疗癌症。


他们利用健康人的iPS细胞来生产一种可以攻击癌细胞的免疫细胞——NKT细胞,再将这种免疫细胞注入到头颈癌患者的体内。这在日本属于首次尝试,据报道将有3名很难进行手术的再发患者接受试验性治疗。日本团队计划用2年时间来调查治疗的安全性和效果。如果最终证实安全有效,这种方法或许还能应用于其他癌症的治疗,比如肺癌。


事实上,利用iPS细胞来生产能够攻击癌症的细胞,这种思路我国北京大学生命科学学院邓宏魁教授在2017中国疾病细胞/生物治疗大会上就曾提过。他认为,未来可以利用iPS细胞来生产CAR-T细胞(另一种能够攻击癌症的免疫细胞)是一种理想的途径。


例如,将病人自己的免疫细胞(如T细胞)诱导成iPS细胞,对iPS细胞进行大量的、精确的基因修饰,然后再分化能够识别和攻击癌症的T细胞,重新移植给病人,就不会引发免疫排斥反应。这种方法获取的T细胞是“年轻”的细胞,而不是病人体内被耗竭了的T细胞。另外还可以对iPS细胞进行改造,使其变成通用型细胞。


前段时间,武田制药与京东大学合作开发的第一代干细胞分化CAR-T产品初步取得成功的消息也引起了关注。武田的iPS-CAR-T是通用型CAR-T,即利用现有的iPSC细胞库生产CAR-T。在大规模生产和商业化领域具用更广阔的前景,不过同样也面临着很大的技术挑战,例如异体细胞输入患者体内可能会引发排异反应,还可能产生移植物抗宿主病(GVHD)。


展望


近年来,干细胞已经被应用到多种疾病的治疗研究中。对于癌症的治疗,干细胞正在发挥重要的作用,例如干细胞可以“化身”细胞工厂,生产免疫细胞,帮助那些没有备用的健康免疫细胞的病人解决细胞源的问题。科学家还发现,间充质干细胞还可以化身抗癌药物的“搬运工”,有效递送药物到达受损(癌症)部位。科学的进步让人看到了干细胞在人类抗癌史上的更多可能性,这也是科学发展的新方向。


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