造血干細(xì)胞
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造血干細(xì)胞( Stem cell , SC )的干,譯自英文“ stem ”,意為“樹(shù)”、“干”和“起源”。類似于一棵樹(shù)干可以長(zhǎng)出樹(shù)杈、樹(shù)葉,并開(kāi)花和結(jié)果等。通俗地講,造血干細(xì)胞是指尚未發(fā)育成熟的細(xì)胞,是所有造血細(xì)胞和免疫細(xì)胞的起源,它不僅可以分化為紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板,還可跨系統(tǒng)分化為各種組織器官的細(xì)胞,具有自我更新、多向分化和歸巢(即定向遷移至造血組織器官)潛能。因此是多功能干細(xì)胞,醫(yī)學(xué)上稱其為“萬(wàn)用細(xì)胞”,也是人體的始祖細(xì)胞。干細(xì)胞是具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞,是機(jī)體的起源細(xì)胞,是形成人體各種組織器官的祖宗細(xì)胞。
造血干細(xì)胞有兩個(gè)重要特征:其一,高度的自我更新或自我復(fù)制能力;其二,可分化成所有類型的血細(xì)胞。造血干細(xì)胞采用不對(duì)稱的分裂方式:由一個(gè)細(xì)胞分裂為兩個(gè)細(xì)胞。其中一個(gè)細(xì)胞仍然保持干細(xì)胞的一切生物特性,從而保持身體內(nèi)干細(xì)胞數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定,這就是干細(xì)胞自我更新。而另一個(gè)則進(jìn)一步增殖分化為各類血細(xì)胞、前體細(xì)胞和成熟血細(xì)胞,釋放到外周血中,執(zhí)行各自任務(wù),直至衰老死亡,這一過(guò)程是不停地進(jìn)行著的?! ?/p>
目錄 |
原理
造血干細(xì)胞(hemopoietic stem cell)又稱多能干細(xì)胞。是存在于造血組織中的一群原始造血細(xì)胞。也可以說(shuō)它是一切血細(xì)胞(其中大多數(shù)是免疫細(xì)胞)的原始細(xì)胞。由造血干細(xì)胞定向分化、增殖為不同的血細(xì)胞系,并進(jìn)一步生成血細(xì)胞。人類造血干細(xì)胞首先出現(xiàn)于胚齡第2~3周的卵黃囊,在胚胎早期(第2~3月)遷至肝、脾,第5個(gè)月又從肝、脾遷至骨髓。在胚胎末期一直到出生后,骨髓成為造血干細(xì)胞的主要來(lái)源。具有多潛能性,即具有自身復(fù)制和分化兩種功能。在胚胎和迅速再生的骨髓中,造血干細(xì)胞多處于增殖周期之中;而在正常骨髓中,則多數(shù)處于靜止期(G0期),當(dāng)機(jī)體需要時(shí),其中一部分分化成熟,另一部分進(jìn)行分化增殖,以維持造血干細(xì)胞的數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定。造血干細(xì)胞進(jìn)一步分化發(fā)育成不同血細(xì)胞系的定向干細(xì)胞。定向干細(xì)胞多數(shù)處于增殖周期之中,并進(jìn)一步分化為各系統(tǒng)的血細(xì)胞系,如紅細(xì)胞系、粒細(xì)胞系、單核-吞噬細(xì)胞系、巨核細(xì)胞系以及淋巴細(xì)胞系。由造血干細(xì)胞分化出來(lái)的淋巴細(xì)胞有兩個(gè)發(fā)育途徑,一個(gè)受胸腺的作用,在胸腺素的催化下分化成熟為胸腺依賴性淋巴細(xì)胞,即T細(xì)胞;另一個(gè)不受胸腺,而受腔上囊(鳥(niǎo)類)或類囊器官(哺乳動(dòng)物)的影響,分化成熟為囊依賴性淋巴細(xì)胞或骨髓依賴性淋巴細(xì)胞,即B細(xì)胞。并分別由T、B細(xì)胞引起細(xì)胞免疫及體液免疫。如機(jī)體內(nèi)造血干細(xì)胞缺陷,則可引起嚴(yán)重的免疫缺陷病。
造血干細(xì)胞是血細(xì)胞(紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等)的鼻祖,是高度未分化細(xì)胞,具有良好的分化增殖能力,干細(xì)胞可以救助很多患有血液病的人們(如白血病)。因?yàn)?a href="/w/%E9%80%A0%E8%A1%80%E7%B3%BB%E7%BB%9F" title="造血系統(tǒng)">造血系統(tǒng)原始細(xì)胞惡性增生、不會(huì)凋亡,從而導(dǎo)致了白血病發(fā)病,而救助他們的方法就是將這些惡性細(xì)胞全部殺滅,但是化療是敵我不分得,在殺滅癌細(xì)胞的同時(shí)也殺死了正常的造血干細(xì)胞,導(dǎo)致人體血細(xì)胞缺乏,危及病人生命。當(dāng)病人需要根除白血病時(shí),就要一次性殺滅癌細(xì)胞,但是這樣超大劑量的化療往往也將正常干細(xì)胞殺滅的寥寥無(wú)幾。為了讓病人盡快恢復(fù)造血功能,挽救病人的生命就需要輸注造血干細(xì)胞,這就是我們所知道的骨髓移植。但是自體的骨髓移植雖然成功率大,排異反應(yīng)小,但是在采集的時(shí)候難免會(huì)混雜有白血病細(xì)胞,造成以后復(fù)發(fā)的來(lái)源,所以有時(shí)需要進(jìn)行異基因骨髓移植。但是不是任何人的骨髓拿來(lái)都可以移植的,如果兩個(gè)人免疫標(biāo)記相差太大就會(huì)造成過(guò)強(qiáng)的排異反應(yīng),使得移植失敗,病人死亡。您在血液中心采集的干細(xì)胞樣本,將會(huì)送到骨髓庫(kù)進(jìn)行基因存檔,當(dāng)有病人需要異基因骨髓移植,而他和您的骨髓配型相近的話,血液中心會(huì)通知你捐獻(xiàn)干細(xì)胞,也就是獻(xiàn)骨髓。它不是想象中的那么可怕,對(duì)身體也無(wú)害,就是將您的血液循環(huán)到一個(gè)采集機(jī)器中,機(jī)器自動(dòng)采集,就像獻(xiàn)血一樣.
作用
造血干細(xì)胞移植技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用
骨髓移植技術(shù)的發(fā)現(xiàn)
生命科學(xué)是二十世紀(jì)發(fā)展最為迅猛的學(xué)科之一,已經(jīng)成為自然科學(xué)中最引人注目的領(lǐng)域。 1957 年,美國(guó)華盛頓大學(xué)多納爾.托瑪斯發(fā)現(xiàn)正常人的骨髓移植到病人體內(nèi),可以治療造血功能障礙。這一技術(shù)的發(fā)現(xiàn),使多納爾.托瑪斯本人榮獲了諾貝爾獎(jiǎng)。
這一技術(shù)很快得到全世界的認(rèn)可,并已成為根治白血病等病的主要手段。造血干細(xì)胞移植技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用為人類戰(zhàn)勝疾病帶來(lái)新的希望。
骨髓移植可治疾病
造血干細(xì)胞移植是現(xiàn)代生命科學(xué)的重大突破。造血干細(xì)胞移植可治療惡性血液病,部分惡性腫瘤,部分遺傳性疾病等 75 種致死性疾病。包括急性白血病、慢性白血病、骨髓增生異常綜合征、造血干細(xì)胞疾病、骨髓增殖性疾病、淋巴增殖性疾病、巨噬細(xì)胞疾病、遺傳性代謝性疾病、組織細(xì)胞疾病、遺傳性紅細(xì)胞疾病、遺傳性免疫系統(tǒng)疾病、遺傳性血小板疾病、漿細(xì)胞疾病、地中海貧血、非血液系統(tǒng)惡性腫瘤、急性放射病等。
因?yàn)橛辛嗽煅杉?xì)胞移植技術(shù),世界各地成千上萬(wàn)患有以上疾病的患者,重新燃起了生命的希望?! ?/p>
捐獻(xiàn)
生理上無(wú)損健康
人體血液中有多種血細(xì)胞,紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等,它們都是有壽命的,多則 120 天,少則 36 小時(shí),不斷新陳代謝。它們均來(lái)自于一種始祖細(xì)胞,我們稱它為造血干細(xì)胞。造血干細(xì)胞具有高度的自我更新、自我復(fù)制的能力,可分化生成各種血細(xì)胞。造血干細(xì)胞有很強(qiáng)的再生能力,失血或捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞后,可刺激骨髓加速造血, 1-2 周內(nèi),血液中各種成分可恢復(fù)到原來(lái)水平。
適齡、健康的志愿者捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞后,由于血細(xì)胞數(shù)量減少,會(huì)促使骨髓把儲(chǔ)備的白細(xì)胞釋放,并刺激骨髓造血功能,促使血細(xì)胞的生成,不會(huì)影響身體健康。
人體的造血干細(xì)胞主要存留在長(zhǎng)骨的骨髓腔和扁平骨的稀松骨質(zhì)間的網(wǎng)眼內(nèi),這是一種紅色的海綿狀組織,被稱為紅骨髓。
人出生時(shí),紅骨髓充滿全身骨髓腔,隨著年齡長(zhǎng)大,脂肪細(xì)胞增多,相當(dāng)部分紅骨髓變成黃骨髓。此種變化是由于成人不需要全部骨髓參加造血,部分骨髓造血已經(jīng)足夠補(bǔ)充所需血液。當(dāng)身體嚴(yán)重缺血時(shí),部分黃骨髓又可以變成紅骨髓而繼續(xù)進(jìn)行造血?! ?/p>
實(shí)踐上證明安全
我國(guó)大陸已經(jīng)采集 270 多例造血干細(xì)胞,這是無(wú)血緣關(guān)系的,有血緣關(guān)系的則更多;
臺(tái)灣已經(jīng)采集 800 多例造血干細(xì)胞(大部分為骨髓)。
國(guó)際上美國(guó)已經(jīng)采集 2 萬(wàn)多例造血干細(xì)胞(大部分為骨髓);
日本已經(jīng)采集 5500 多例造血干細(xì)胞(全部是骨髓)。
據(jù)多年的臨床觀察和國(guó)際上的報(bào)道,至今還沒(méi)有因采集外周血造血干細(xì)胞引起對(duì)捐獻(xiàn)者傷害的案例。在采集完成后,一些輕微疼痛感和不適將很快消失?! ?/p>
動(dòng)員劑安全可靠
從外周血采集造血干細(xì)胞簡(jiǎn)單、省事,故我國(guó)捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞較多采用此種方法。但在正常生理?xiàng)l件下,外周血的造血干細(xì)胞數(shù)量少,不能滿足移植的需要,如注射細(xì)胞動(dòng)員劑 , 可使外周血造血干細(xì)胞增加 20~30 倍。目前使用的細(xì)胞動(dòng)員劑是“粒一巨噬細(xì)胞集落刺激因子( GM--CSF )”,除能增加外周血造血干細(xì)胞的數(shù)量外,還有輔助心臟功能等作用。據(jù)多年的臨床觀察和國(guó)際上的報(bào)道,至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其對(duì)人體健康的危害和副作用?! ?/p>
采集量和標(biāo)準(zhǔn)
成年人( 18 ~ 45 歲)的骨髓量一般在 3000 克 左右,大部存于骨髓腔。成人一例采集量為 50 — 200ml 造血細(xì)胞懸液,采集次數(shù)不超過(guò) 2 次。一般循環(huán)處理血量不少于 10000ml 。 CD34+ > 2 × 106/kg 、 MNC > 5 × 108/kg 。每天檢測(cè) CD34+ 量,在最高峰時(shí)間采集,對(duì)捐獻(xiàn)者本身無(wú)不良影響?! ?/p>
采集技術(shù)成熟
中華骨髓庫(kù)有經(jīng)專家委員會(huì)審定的移植醫(yī)院和采集醫(yī)院(中心),在這樣的醫(yī)院里采集造血干細(xì)胞如同采集成分血一樣簡(jiǎn)單、安全。
在整個(gè)采取過(guò)程中所用的器材都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格消毒,并一次性使用,確保了捐獻(xiàn)者的安全?! ?/p>
來(lái)源
一般造血干細(xì)胞來(lái)源于三個(gè)渠道:
1 、骨髓造血干細(xì)胞。
2 、外周造血干細(xì)胞。
3 、臍帶血造血干細(xì)胞。
中華骨髓庫(kù)目前主要開(kāi)展外周血造血干細(xì)胞采集。
三種來(lái)源及應(yīng)用對(duì)比
移植方式 | 外周血造血干細(xì)胞 | 骨髓造血干細(xì)胞 | 臍帶血造血干細(xì)胞 |
成份 | 較為單一的造血干細(xì)胞 | 除造血干細(xì)胞外還有其他血液成份 | 除造血干細(xì)胞外還有其他血液成份 |
采集方法 | 在上臂血管采集 不住院不麻醉,采集前注射動(dòng)員劑無(wú)痛苦 | 在髓骨上鉆孔采集 需住院需麻醉不需注射動(dòng)員劑有痛苦 | 收集臍帶血 |
移植應(yīng)用 | 普遍 | 較少 | 只適用25KG下兒童 |
成本 | 低 | 高 | 很高 |
采集及恢復(fù)時(shí)間 | 2-4天 | 半年 | -- |
保存 | 無(wú)需保存 | 無(wú)需保存 | 實(shí)體保存 |
應(yīng)用 | 普遍 | 較少 | 很少 |
血液 |
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白血病 和 白血球 |
淋巴系統(tǒng): 淋巴性白血病 (急性, 慢性) | 淋巴瘤 (霍奇金淋巴瘤, 非霍奇金淋巴瘤) | 淋巴增生 | 骨髓癌 (多發(fā)性骨髓癌, 質(zhì)漿細(xì)胞瘤) |
骨髓: 骨髓性白血病 (急性, 慢性) | 骨髓增殖性疾病 (原發(fā)性血小板增多癥, 紅血球增多癥) | 骨髓成形不良癥候群 | 骨髓纖維化 | 嗜中性白血球過(guò)低癥 |
紅血球 |
貧血 | 血色病 | 鐮狀細(xì)胞貧血 | 地中海貧血 | 溶血性貧血 | 再生不良性貧血 | 蠶豆癥 | 遺傳性球形紅細(xì)胞增多癥 | 遺傳性橢圓形紅血球增多癥 | 其他血紅蛋白病 |
凝血因子和血小板 |
血栓形成 | 深靜脈血栓形成 | 肺栓塞 | 血友病 | 自發(fā)性血小板缺乏紫斑癥 | 血栓性血小板缺乏紫斑癥 | 彌散性血管內(nèi)凝血 |
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