一份高質量的干細胞并不因單一指標“論英雄”,而是由細胞來源、細胞生長活性、細胞存活率等多重因素共同影響。面對新型技術,我們要用更全面、更理智的眼光去對待,才能避免以偏概全。
高質量,一個在當代互聯網冉冉升起的新詞。
大到總書記反復強調的“高質量發展”,小到人們對衣食住行的高要求。“凡事求質量”的理念早已深入人心。
如今,這種追求也延伸到了前沿科技——干細胞療法,作為一種日漸風靡的新型生物藥,細胞質量是保證治療安全有效的重要前提,人們迫切想要知道,一份高質量干細胞背后究竟有哪些特質?
今年9月,我國首個人源干細胞國家標準《生物樣本庫多能干細胞管理技術規范》發布,在質量控制這一節,提到干細胞的驗收標準可參考T/CSCB-0002與T/CSCB-0005的內容,其中影響質量的重要因素有細胞來源,細胞活率,細胞生長活性等。
下面,我們以這三個因素為主,探討一份高質量干細胞應該具有的特質。
細胞來源
想要獲得高質量的干細胞,細胞來源的重要性不言而喻。無論你是選擇了異體回輸還是“自給自足”,細胞供者本身的年齡及身體狀況都會對細胞質量產生影響。
年齡很好理解,隨著人類的衰老,細胞的活力也是會逐漸減弱的。2019年,英國利茲大學的科研團隊就通過體外培養的方式證實:年輕人的骨髓間充質干細胞增殖能力明顯要強于老年人[1]。
Young(19-37)與old(61-76)歲年齡組細胞生長活力對比
年輕組的生長面積及總量明顯高于老年組
所以從年齡這個因素考慮,圍產組織來源的臍帶、胎盤、羊膜間充質干細胞(有零歲細胞之稱)應該是最優解,年輕人的骨髓、脂肪間充質干細胞次之,老年人則不建議直接使用自體干細胞治療。
△年輕人與老年人體內細胞對比
接下來,是供者本身的身體狀況。
《生物樣本庫多能干細胞管理技術規范》中要求使用已驗證過的方法對干細胞進行真菌、細菌、傳染病原體(包括HIV、HBV、HCV、HTLV、HCMV、EBV、TP等)和支原體檢測,但這些只能算是基礎。
除了病毒感染,許多疾病也會影響自體間充質干細胞的功能及效果,如遺傳性疾病、自身免疫性疾病和部分慢性疾病等等。
以常見的糖尿病為例,2017年《Stem Cells Translational Medicine》(影響因子:6.9)上有研究證實[2]:長期患有2型糖尿病會降低干細胞的增殖能力、免疫抑制潛力及存活率。尤其是當你患有糖尿病超過10年且較為肥胖時,采用自體干細胞進行治療就不會是一個明智的選擇。
△研究證實:長期患2型糖尿病及肥胖會影響自體骨髓間充質干細胞的療效
細胞存活率
我們都知道,當干細胞回輸到體內,只有活著的干細胞能真正起到修復或治療的作用,失活細胞不僅有礙療效,有時還會“幫倒忙”,引發機體毒性反應。
所以細胞存活率不但關乎細胞質量,更涉及人體自身的安全。也正因如此,T/CSCB-0002和T/CSCB-0005都要求未凍存細胞存活率≥90%。
細胞生長活性
生長活性其實有著許多評定標準,如細胞倍增時間、細胞周期、克隆形成率、端粒酶活性等等,而這些指標都被“細胞代次”所影響著。
細胞代次指的是干細胞在體外培養中的傳代次數,一般剛從臍帶、胎盤、羊膜等提取的干細胞是原始P0代,傳一代是P1代干細胞,并以此類推。在此過程中,還有一個關鍵特性:即干細胞的生物學效力和增殖特性,會隨著傳代次數的增加逐漸下降。
△圖a代表P3代,圖b代表P8代
那按照這個邏輯,如果我們想追求高活性,只要使用剛從組織中分離出來的P0代干細胞不就行了嗎?事情沒有那么簡單。
首先,細胞代次并不宜低于3代。
處于這個代次的干細胞確實活性很高,可惜的是,它還沒能經過足夠的體外培養、擴增,這樣可能導致:
一、細胞總數量不夠。我們能看到在過往的干細胞臨床試驗里,干細胞回輸量幾乎都是千萬級以上的,而P0-P3代次的干細胞才剛剛開始培養,干細胞含量客觀來說很低,很有可能達不到使用標準。哪怕它各項活性都很好,也巧婦難為無米之炊。
二、細胞安全性不夠。培養時間短,也意味著來不及進行徹底凈化,其中可能殘留提取過程中感染的細菌、病毒、微生物等有害物質。盡管這些代次的干細胞有很高的活性,但于安全角度,卻十分堪憂。
這兩點是不能用前3代的原因,我們再來看看不必執著前3代的理由。
從各代干細胞生長曲線檢測結果來看,P4-P7代的數據其實也都在高活性范圍之內,并未與前3代細胞形成斷層差距,所以總結所有優勢與缺點,P0-P3代細胞并不是優選。
其次,細胞代次不宜高于7代。
P7代之后的干細胞,算是經過了足夠的培養擴增,這細胞數量是上去了,但質量也是斷崖式下跌。有研究表明,P7代次之后,干細胞增殖能力及遺傳穩定性急劇下降,細胞凋亡的數量也很可怕,到了P15代晚期,凋亡細胞數量直奔50%,自然也不宜作為回輸的代次選擇。
所以在兼顧數量、安全及干細胞活性三方因素后,P3-P7代次的干細胞會是最佳選擇。
總的來說,一份細胞質量的好與壞,是由細胞活率、細胞來源、細胞活性等多重因素共同決定的。如果只看重某一指標,影響療效事小,引發安全問題事大。
不過隨著干細胞技術的日益成熟,國家也在不斷完善干細胞質量管控體系,整個行業正向著規范化、更加長遠地利于臨床轉化的方向發展。相信在未來,一份高質量干細胞并不需要我們擁有“火眼金睛”,更多人們可以切身體會到干細胞的神奇。