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还在质疑干细胞移植会增加癌症风险吗?一长寿者研究揭晓真相!

造血干细胞移植(HSCT)是一种强大的医疗技术,它利用造血干细胞的再生能力,在患者体内重建造血和免疫系统。这项技术不仅用于治疗血液系统疾病,还广泛应用于免疫系统疾病和非恶性血液病。总之,造血干细胞移植是一种革命性的治疗方法,它为许多以前无法治愈的疾病提供了新的希望。通过这项技术,患者可以得到根治或者显著改善生活质量。

还在质疑干细胞移植会增加癌症风险吗?一长寿者研究揭晓真相!

然而,自从50多年前第一批造血干细胞被成功移植到血癌患者体内以来,研究人员一直想知道这些患者是否会产生致癌突变。最近,自然期刊上发表了一项“Do stem-cell transplants increase cancer risk? Long-lived recipients offer clues”(干细胞移植会增加癌症风险吗?长寿接受者提供线索)独特研究显示,接受捐赠者干细胞的人并未表现出增加发生致癌突变的风险

干细胞移植会增加癌症风险吗?长寿接受者提供线索

这一结果令人惊讶,但也令人欣慰。”这对接受这些疗法的人来说是个好消息,”西班牙巴塞罗那生物医学研究所定量干细胞生物学家阿莱霍-罗德里格斯-弗拉蒂切利说。

01造血干细胞移植的优势及风险

造血干细胞或 “造血 “干细胞是存在于骨髓中的前体细胞,可产生各种类型的血细胞。它们已被用于治疗数十万血癌和骨髓疾病患者。

移植涉及耗尽一个人的全部造血干细胞储备,并用健康捐赠者的细胞取而代之。但研究人员长期以来一直担心,将细胞置于这种压力下可能会增加癌症风险。在极少数情况下,大约每1000例移植中就有1例,捐献者的细胞会在受者体内发展成癌症。

捐献者的造血干细胞已用于治疗数十万血癌和其他血液疾病患者。图片来源:SPL
捐献者的造血干细胞已用于治疗数十万血癌和其他血液疾病患者。图片来源:SPL

造血干细胞移植是一种先进的医疗技术,它通过替换患者的血液和免疫系统中的干细胞来治疗一系列严重的疾病。这项技术在现代医学中具有重要的地位,但也伴随着一些风险和挑战。

优势

  • 重建造血和免疫功能:造血干细胞具有强大的增殖和分化潜能,能够根据需要产生各种血细胞,从而帮助患者重建正常的造血和免疫功能。
  • 高治愈率:对于某些类型的血液系统恶性肿瘤,如白血病和淋巴瘤,造血干细胞移植可以达到较高的治愈率。通过清除体内的肿瘤细胞并移植健康的造血干细胞,可以最大程度地杀灭肿瘤细胞。
  • 延长生存期:对于某些恶性血液病或实体瘤患者,造血干细胞移植可以显著延长患者的生存期。这主要归功于重建的造血和免疫功能使患者能够抵抗疾病的侵袭。
  • 个体化治疗方案:医生会根据患者的具体情况制定个体化的治疗方案,包括干细胞动员方案、采集时间、预处理方案、移植时机以及术后治疗等,确保患者获得最佳的治疗效果。
  • 安全性高:随着医疗技术的不断进步和经验的积累,造血干细胞移植治疗的安全性得到了显著提高。医生会对患者进行全面评估,并在移植过程中采取严格的无菌操作和监测措施,以确保患者的安全。

风险

  • 预处理毒性:预处理过程中可能包括大剂量的化疗或放疗,这可能导致口腔或消化道黏膜损伤、心脏毒性、肺损伤等。
  • 感染:移植后患者容易发生各种感染,包括细菌、真菌、病毒等。这需要医生提前给患者使用抗生素来预防感染。
  • 植入失败:免疫介导是植入失败的主要机制,可能由供者的淋巴细胞攻击受者组织器官引起。此外,骨髓微环境损伤、病毒感染等非免疫机制也可能导致植入失败。
  • 移植物抗宿主病(GVHD):这是异基因造血干细胞移植的常见并发症,涉及供者的淋巴细胞攻击受者组织器官。GVHD的严重程度可以从轻微的皮肤症状到严重的内脏损伤。
  • 长期并发症:移植后患者可能会出现一些长期并发症,如骨质疏松、肾功能损害等。这些并发症可能会影响患者的生活质量和预后。

造血干细胞移植虽然为许多患者提供了治愈的机会,但同时也伴随着显著的风险和挑战。患者在考虑接受移植治疗前应充分了解相关信息,并在专业医生的指导下做出决定。

02寻找答案-这是一场科学“探险”

为了探究干细胞移植是否增加癌症风险,美国西雅图弗雷德哈金森癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Center)的一位临床研究员上岛真由美(Masumi Ueda Oshima)于2017年开展了一项研究,追踪了自20世纪60年代末进行的一些最早的干细胞移植案例。

研究的目的是联系这些移植受者及其供体,采集他们的血液样本,并比较其细胞的衰老和基因突变情况。正如上岛所说,这项工作就像是一场大规模的“捕鱼行动”。

研究小组收集了32人的血液样本,其中有16对捐献者和接受者,他们在7至46年前接受了移植。研究小组在所有健康捐献者的血液中都发现了突变细胞,甚至包括年仅12岁的捐献者。

该研究表明,随着捐献者年龄越大,血液中的突变就越多,但总体频率仍然很低–每百万个测序的碱基对中仅有一个突变。

随后,研究人员比较了11对捐献者和受捐者的突变模式,因为他们可以获得移植时的捐献者血液样本。他们发现两组人的突变模式相似。平均而言,捐献者的突变发生率为每年2%,而接受者为每年2.6%。斯宾塞-查普曼说:“令人惊讶的是,移植过程中干细胞产生的新突变其实很少。这表明移植受者细胞的衰老速度与捐献者相似,而且他们发生突变的风险也不会增加,因为突变可能使他们易患血癌。”

上田大岛说,移植后突变在如此长的时间内保持稳定这一事实表明:”造血系统的再生能力确实很强”。

罗德里格斯-弗拉蒂切利说:虽然这些结果令人欣慰,但它们是基于少数个体得出的,因此很难得出广泛的结论。

03复杂的衰老关系

2023年斯宾塞-查普曼(Spencer Chapman)在另一项关于捐赠者与受者配对的研究中观察到了类似的结果,该研究已于2023年4月作为预印本在网上发布。

利用全基因组体细胞突变研究异基因造血细胞移植后的克隆动态
利用全基因组体细胞突变研究异基因造血细胞移植后的克隆动态

他的研究包括10名移植受者,他们在9至31年前接受了来自兄弟姐妹的造血细胞。但他们并没有仅仅寻找与癌症相关的特定基因的变化,而是在一个培养皿中提取并培养了造血细胞,并对单个细胞的整个基因组进行了测序。他们发现,平均而言,受者的突变数量仅略高于供体,相当于增加了约1.5年的正常衰老过程–这与上田大岛的发现类似。

当他和他的同事们专门研究已知能使细胞具有生长优势的突变时,他们注意到,在受体和供体中,只有一种突变的细胞含量相似。但具有两种或两种以上这些优势突变的细胞在受体中的含量高于供体。斯宾塞-查普曼说,这一结果有助于解释为什么在极少数情况下,移植细胞会发展成肿瘤。这也为未来如何优化干细胞移植,减少移植后可能的肿瘤形成提供了研究方向。

可能有读者会问,你以上说的是造血干细胞的情况,那么,近年来备受关注的间充质干细胞呢?

间充质干细胞(MSC)的安全性通常被认为较高,这主要得益于以下几点:首先,MSC不是血细胞,因此具有较低的抗原性;其次,作为成体细胞,MSC在体内的肿瘤发生风险几乎没有。

过去 15 年 MSC 治疗的安全性:荟萃分析

最近在权威医学期刊《Stem Cell Research & Therapy》上发表的一项荟萃分析,汇总了过去15年间62项随机临床试验的数据,涉及3546名患有多种疾病的受试者,涵盖心血管疾病、神经退行性疾病、免疫性疾病等20多种类型。

研究结果表明,无论是通过静脉注射还是局部植入,间充质干细胞治疗在不同疾病和人群中均显示出良好的安全性。

04干细胞移植对未来的影响

干细胞移植对未来的影响是多方面的,涉及医学研究、社会影响、技术发展、伦理法律以及经济影响等多个领域:

医学研究的影响:

  • 干细胞移植为许多患者提供了“第二次生命”的机会,尤其在血液系统疾病的治疗。随着研究的深入,干细胞移植在自体免疫性疾病中的应用,以及如何优化移植过程以减少并发症,都是未来研究的重要方向。
  • 干细胞移植的长期稳定性和突变风险是未来研究的关键,这对于提高疗法的成功率和减少长期并发症至关重要。
  • 基因编辑技术如CRISPR的应用,使得研究人员可以对干细胞进行基因改造,以消除或减少某些遗传病的发生风险,但其长期安全性和突变风险仍需深入研究。

社会影响:

  • 干细胞移植技术的发展将对中枢神经系统损伤的治疗产生深远影响,如脐带间充质干细胞移植在脑创伤后遗症患者中的应用,显著改善了患者的自理能力、转移功能、行走及交流功能。
  • 干细胞技术的发展为治疗糖尿病等慢性疾病提供了新的方向,通过重建内源性胰岛素分泌系统,改善糖尿病患者的生活质量。

技术发展:

  • 干细胞技术的发展趋势包括规模化制备、多样性和个性化、治愈性和预防性。随着技术的进步,干细胞疗法有望治疗更广泛的疾病和再生受损器官。

伦理法律:

  • 干细胞移植涉及一些社会和伦理问题,如成本问题、资源分配以及干细胞来源的道德问题。这些问题需要深入思考和讨论,以确保干细胞研究与临床应用遵循国际伦理规范要求。

经济影响:

  • 干细胞移植是一项昂贵的治疗方法,可能不是所有患者都能够负担得起,这可能导致社会不公平现象。此外,国家特异性和中心特异性经济学因素对HSCT患者生存有明显的、显著的、系统性的和有临床意义的影响。

总而言之,这项研究对干细胞移植是否会增加癌症风险这一长期悬而未决的问题提供了有力的答案:移植受者体内的造血干细胞并未表现出显著的突变增加,其衰老速率与供体细胞相似

这一发现不仅减轻了患者及医疗团队的顾虑,也为未来干细胞移植及相关治疗的安全性提供了坚实的支持。随着研究的不断深入,我们有望进一步了解造血干细胞在新环境中的长期表现,并为血液相关疾病的治疗开辟更加广阔的前景。

综上所述,干细胞移植技术的发展对未来有着深远的影响,它不仅有望治愈更多的疾病,改善患者的生活质量,同时也带来了伦理、法律和经济方面的挑战。随着科技的进步和社会的关注,干细胞移植有望在未来发挥更加重要的作用,造福人类健康。

参考资料:https://www.nature.com/articles/d41586-024-03450-x

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