新生儿干细胞有望彻底改变临床实践
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Shweta Sharma博士，Sanford Burnham Prebys医学发现研究所博士后助理，加州拉霍亚，APEX Think公司科学写作顾问
十年前，我开始了用干细胞作为治疗剂的转化医学博士培训。该领域最近的快速发展鼓励我参加了今年早些时候由世界上最大的私人新生儿干细胞库脐带血登记处®组织的第13届年度国际脐带血研讨会(ICBS)圆桌讨论。在那里，我有幸与脐带血和再生医学领域的一些全球顶级领导者进行了互动。这些经历不仅让我了解到现有的关于新生儿干细胞治疗潜力的知识体系，而且让我思考为什么我们作为科学家应该考虑脐带血(UCB)库作为我们研究和临床试验的潜在未开发样本来源。
1988年，在一名患有范coni贫血[1]的儿童身上进行了第一例成功的干细胞移植，UCB移植在临床医生和科学家中越来越受欢迎。从那时起，UCB银行作为一个行业持续发展，以满足医疗需求并跟上消费者的需求。这些专用设施在安全确保高质量UCB单元方面发挥着关键作用，其中许多已按照联邦监管标准收集。他们的主要目的是在临床需要时提供更好的产品。就在十多年前，仅有23家脐带血银行在运作;现在全世界有485个脐带血银行。到目前为止，根据《细胞治疗》(Cytotherapy)杂志今年最近发表的一篇文章，全世界已经有超过35000例UCB移植用于某些恶性和非恶性疾病的治疗。
迄今为止，绝大多数已进行的移植涉及不相关的同种异体供体脐带血。然而，自体干细胞移植——移植细胞来自患者自己的脐带血——显示出再生医学的巨大潜力。自体干细胞移植消除了供体匹配的需要，因此不存在患者排斥反应的风险。
脐带血行业是一个不断扩大的领域，越来越受欢迎。相关的生物医学领域，如基因编辑，最初被过度炒作为未来的突破性技术，但被持怀疑态度的科学和医学界采用的速度很慢。在经历了最初的坎坷之后，这些新兴领域正在真正开始交付并被主流所采用。基因编辑领域及其对CRISPR技术的使用就是一个很好的例子。当CRISPR首次被发现时，人们对采用这种开创性的方法有很多担忧和保留。然而，近年来，CRISPR技术已被生物学家广泛接受，作为一种改变DNA的搜索和替换工具，可以校正到代码中的单个碱基。它现在被认为是一种有前途的基因编辑新方法，不会影响患有毁灭性疾病的人的生殖细胞[4,5]。同样，基于脐带血干细胞巨大的治疗潜力和临床前的初步成功，科学家们乐观地认为UCB干细胞将能够在未来几年为许多医疗条件提供新的治疗方式。
目前，fda正在进行几项使用UCB干细胞的临床试验，试图找到治疗自闭症、儿童中风和脑瘫等疾病的方法。
有希望的初步结果为这些试验进入二期研究铺平了道路。例如，位于休斯顿的德克萨斯大学健康科学中心的研究人员与脐带血登记处合作，正在开始一项由fda监管的创新临床试验的第二阶段，以研究被诊断为脑瘫的儿童的干细胞治疗。该研究旨在比较静脉输注脐带血或新鲜采集的骨髓[6]的安全性和有效性。
该研究的首席研究员、最近ICBS圆桌讨论的小组成员之一Charles S. Cox博士指出，关于该试验，“临床前数据表明，持续的神经炎症反应是CP进一步损伤的驱动因素，因此希望减少这种神经炎症。”“我们的目标是打破炎症和损伤的循环，”考克斯补充说。[7]
干细胞研究正在不断发展，随着细胞技术的进步，脐带血库在不久的将来可能会变得更加有效。然而，该行业面临着一些技术挑战，科学家们正在努力解决这些问题。能够显著影响和延迟UCB移植的关键因素之一是单个UCB收集中存在的干细胞数量有限。使用的脐带血单位不能满足移植医学建立的细胞剂量指南，可导致移植物失败和延迟受体的移植动力学。因此，开发一种有效的UCB细胞扩展方案是当务之急，也是真正的挑战。在过去的二十年中，已经发展出多种策略，如优化细胞因子鸡尾酒、共培养系统、小分子和特定自我更新相关基因的表达，以改善造血干细胞和hsc -祖细胞扩增方案的结果。最终的重点是增加UCB移植物的细胞剂量。
另一项技术，诱导多能干细胞(iPSCs)的产生能力，已经改变了全世界干细胞研究的方向，并可能代表未来个性化医疗的潜在细胞来源。脐带血库为这种努力提供了理想的细胞来源，因为它们包含大量记录良好的细胞群。此外，UCB细胞来源于幼体，与来源于成人组织的细胞相比，UCB细胞不太可能包含潜在的有害突变。
早期的实验室研究表明，UCB干细胞可以被认为是产生iPSCs的一个有前途的来源。这种ucb来源的干细胞可以用于治疗多种疾病，包括代谢性疾病、遗传性疾病、先天性畸形，而且，在更广泛的应用中，还可以用于治疗退行性疾病[8]发作时遭受的各种损伤。
基于UCB干细胞疗法的治疗潜力和初步临床成功鼓励临床医生在过去十年开展了许多临床试验。如今，脐带血已被用于治疗80多种疾病，未来这一数字可能还会增长。实验室/临床前研究结果表明，脐带血干细胞也可以作为一种可行的医疗工具，帮助修复受伤的组织或器官。这显然是一个新兴领域，站在各种快速发展的科学学科的交汇点上，我非常兴奋和好奇能成为其中的一部分，看看这个领域如何展开。
披露:我参加第13届年度国际脐带血研讨会(ICBS)圆桌讨论的时间和差旅费得到了脐带血登记处®的经济补偿
引用:
[1] Gluckman E1, Broxmeyer HA, Auerbach AD, Friedman HS, Douglas GW, Devergie A, Esperou H, Thierry D, social G, Lehn P，等。范可尼贫血患者造血重建的方法，脐带血从hla相同的兄弟姐妹。中华实用医学杂志，2001;29(4):344 - 344。
[2]生物线人:生物技术。利用脐带血行业增长的机会。2013年11月在线出版。
[3]阿尔登霍文M1，库茨伯格J2。脐带血是治疗小儿溶酶体储存性疾病的最佳移植物来源:临床结果和未来发展方向细胞治疗。2015 Jun;17(6):765-74。
[4]巴尔的摩等人，基因组工程和生殖系基因修饰的谨慎路径。科学2015;348(6230): 36-38。
[5] Miler等人，生殖细胞基因治疗:我们准备好了。科学2015;348(6241): 1325。
[6]https://clinicaltrials.gov/show/NCT01988584
[7]http://www.cordblood.com/stem-cell-research/cord-blood-research/cerebral-palsy
[8] Zhou H et al.，从少量低温保存血液中快速高效地生成无转基因iPSC。Stem Cell rev 2015 Aug;11(4):652-65。
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