自体来源干细胞和异体来源干细胞，你知道该怎么选择吗？

 

百欧博伟生物：在医疗手术中，移植自体细胞或组织通常被视为一种安全高效的方法，然而，情况并非总是如此绝对。以间充质干细胞疗法为例，使用“自体”与“异体”干细胞均各自具有独特优势，选择何种方式需根据个体差异而定。年龄和身体状况是选择时的重要参考因素，一般而言，对于40岁以上或处于疾病及亚健康状态的患者，自体干细胞可能并非最佳选择，而对于其他患者，则可以考虑使用。

 

那么，这一结论的背后原因是什么呢？本文将结合过往研究，深入探讨异体与自体干细胞的选择问题。

 

间充质干细胞（MSC）无疑是疾病治疗领域的一颗璀璨新星。

 

2022年，在影响因子高达40.8的《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上，一项综述研究指出，MSC在治疗神经系统疾病、呼吸系统疾病及肺纤维化、代谢/内分泌相关疾病、骨关节炎和心血管疾病等方面展现出巨大潜力。在全球范围内，利用干细胞对抗衰老也已经成为一种备受瞩目的潮流和趋势。

 

当谈及MSC的具体应用时，人们的意见并不统一。有人主张使用自体MSC，理由是“自产自用”的方式更加安全可靠，且回输的干细胞由于与自身组织相容性好，因此更不易被机体代谢。而另一派则主张使用婴儿围产组织来源的异体MSC，他们认为这样做不仅简化了采集流程，还能获得具有更优越生物学特性的MSC，实现了“变废为宝”。

 

不可否认，这两种观点都具有一定的合理性。然而，在实际应用中，我们还需要考虑多种因素，如年龄、身体状况、治疗时效以及患者的承受能力等，这些因素都可能影响干细胞的选择和使用效果，使问题变得更为复杂。

 

一、衰老与疾病 自体干细胞的两道“枷锁”

 

间充质干细胞（MSC）是自然界中组织修复与再生的重要基石，其强大的自我更新能力和向多种细胞类型分化的能力，使其成为向成骨细胞、成肌细胞、脂肪细胞和软骨细胞等细胞分化的理想选择。此外，MSC还具备免疫调节和抗炎的独特功能，为其在治疗领域的应用增添了更多可能性。

 

值得一提的是，MSC的来源相当广泛，从成年人的牙髓、脂肪到骨髓中都能找到其踪迹。这意味着，我们可以从自身获取这种“天然药物”，以自然的方式修复身体损伤、对抗疾病，而且这种做法既无伦理风险，也几乎不会带来副作用。

 

正是这些卓越的特性，吸引了大量科学家投身于自体干细胞的研究，并将其应用于糖尿病、心脑血管疾病、神经退行性疾病等疑难杂症的治疗中，取得了显著成效。自体干细胞也因此被众多专家共识所认可，成为治疗心力衰竭、下肢慢性缺血性疾病等疾病的重要手段。

 

然而，在干细胞研究的深入探索中，研究者们也逐渐发现了自体干细胞存在的局限性。

 

自体干细胞受限于年龄

 

我们体内的干细胞并非一成不变，其数量和功能都会随着年龄的推移而经历显著的下降，这种变化可以通过具体的数字和图形来直观展现。

 

1、数量骤降95%

 

Arnold Caplan，间充质干细胞的先驱人物，于2007年进行了一项研究，测定了从新生儿到80岁的人体骨髓间充质干细胞（BM-MSC）含量变化。

 

研究结果显示，在生命的最初阶段，即新生儿期，骨髓中BM-MSC的比例最高，约为每1万个骨髓细胞中有1个BM-MSC。但随着时间的推移，这一比例发生了显著变化。到了80岁高龄时，骨髓中BM-MSC的含量已大幅减少，每200万个骨髓细胞才能找到1个BM-MSC，仅为新生儿时期的两百分之一。这一发现揭示了老年人骨折后恢复缓慢的一个重要原因。

 

2、扩增能力显著下降

 

强大的扩增能力是确保获得足够数量干细胞以满足临床治疗要求的关键。亚利桑那大学医学院曾开展了一项研究，将参与者依据年龄划分为年轻组（＜30岁）、成年组（35-50岁）和老年组（＞60岁），并对各组脂肪间充质干细胞（AT-MSC）的扩增能力进行了检测。

 

研究揭示了一个重要发现：相较于40岁以下的AT-MSC，50岁以上的AT-MSC在扩增过程中表现出了显著的衰老特征。特别是，SA-β-gal活性这一衰老细胞的生物标志物，在50岁以上的AT-MSC中含量显著升高，几乎是40岁以下AT-MSC的两倍。

 

接下来的扩增测试进一步验证了之前的观察结果：年轻组和成年组的干细胞能够扩增出规模更大的细胞集落。然而，老年组的干细胞则表现出了增殖速度减慢和细胞倍增时间延长的特点，导致最终形成的集落规模远小于前两个年龄组。

 

3、分化能力显著下降

 

为了更全面地了解MSC的分化特性，亚利桑那大学医学院对不同年龄段的AT-MSC进行了深入的分化能力分析，重点关注其向脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞和神经细胞分化的能力。研究结果显示，年龄对AT-MSC的成脂分化潜能并无显著影响，然而，在评估骨细胞、软骨细胞和神经细胞的分化时，老年干细胞的分化能力明显较弱，再次显现出劣势。

 

在分化为成骨细胞时，年轻组的AT-MSC产生的基质量明显高于成年组和老年组。此外，RT-PCR分析还显示，年轻AT-MSC中的成骨特异性基因表达水平更高，且骨钙素和碱性磷酸酶的倍数表达也更为显著。

 

然而，在向软骨细胞分化方面，老年组的AT-MSC在软骨基质形成和相关基因表达上均显著落后，特别是在聚集蛋白聚糖的表达上，年轻组为10.0 ± 1.5，成年组降至4.3 ± 0.2，而老年组更是低至1.8 ± 0.4。这些结果共同表明，供体年龄对AT-MSC向软骨分化的潜能具有抑制作用。至于向神经细胞分化，尽管各年龄段的AT-MSC均能表现出神经元样特征，但在后期传代诱导扩增时，年轻AT-MSC仍展现出优于老年细胞的性能。

 

自体干细胞受限于供体健康

 

疾病的存在也是影响体内干细胞质量的一个重要因素，这一点与年龄同样重要。

 

根据2017年发表在《Stem Cells Translational Medicine》（影响因子高达6.9）上的一项研究，长期患有2型糖尿病的个体，其干细胞的增殖能力、免疫抑制潜力及存活率均会降低。文章建议，对于糖尿病病史超过10年且体型肥胖的患者，应避免使用自体干细胞进行治疗。

 

此外，有研究表明，从系统性红斑狼疮、类风湿关节炎和特发性血小板减少性紫癜患者的骨髓中获取的MSC，其形态异常，且增殖速度变慢、免疫调节功能减弱。

 

这一点在治疗选择上也有所体现，如2022年发布的《异体间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮专家共识》指出，在中国利用MSC治疗系统性红斑狼疮的695例病例中，接受自体MSC移植的仅有4例，其余691例均选择了异种MSC移植。

 

因此，如果你的年龄不超过40岁且身体健康（无影响干细胞质量的疾病或亚健康状态），自体间充质干细胞是一个很好的选择；否则，异体间充质干细胞可能更为合适。

 

二、“异”军突起，异体干细胞打开成药可能性

 

一提到异体，许多人首先想到的是配型问题。但在此有必要澄清一个误区：与造血干细胞相比，异体间充质干细胞（MSC）在回输过程中并不需要配型。这是因为MSC具有极低的免疫原性，它们不表达具有强烈免疫刺激性的白细胞抗原HLA-DR，且HLA-A、HLA-B的表达也极低，几乎可以忽略不计。

 

因此，使用异体MSC并不会触发免疫排斥反应。这一“免疫特权”极大地拓宽了异体MSC的应用领域，使得自体与异体MSC的研究数量在整体上保持平衡，而近年来，异体MSC的研究更是呈现出超越自体的势头。

 

这一现象的成因是多方面的。其中，异体MSC的来源是一个关键因素。

 

它们大多取自新生儿的围产组织，如胎盘、脐带和羊膜，这些MSC因此被称为“零岁细胞”，不存在因年龄增长而带来的问题。

 

2021年，爱尔兰国立大学的研究团队对脐带间充质干细胞（UC-MSC）、脂肪间充质干细胞（AT-MSC）以及骨髓间充质干细胞（BM-MSC）的生物学特性进行了深入对比，揭示了它们之间的不同。

 

1、论增殖能力：UC-MSC＞AT-MSC＞BM-MSC；

 

2、论免疫原性：UC-MSC的HLA抗原表达最低，并不容易被免疫系统清除；

 

3、论免疫调节：UC-MSC＞AT-MSC和BM-MSC；

 

4、论抑制炎症：UC-MSC、BM-MSC和AT-MSC都能有效抗炎，只是机制略有不同；

 

5、论分化潜能：存在一种由表观遗传因素驱动的“组织记忆”效应，驱使BM-MSC易分化为成骨细胞和软骨细胞，AT-MSC易分化为脂肪，UC-MSC则比较特殊，它在分化为成骨细胞及软骨细胞上能压过BM-MSC，并具有相对较高的胰腺再生和神经再生潜力。

 

综上所述，与其他组织来源的MSC相比，脐带间充质干细胞（UC-MSC）在临床应用中具有更广泛的适用性和更出色的生物学特性。

 

而且，异体MSC在时效性方面相较于自体MSC也更具优势。自体MSC治疗需要经过患者体内采集、实验室培养（约4周）及治疗等多个繁琐步骤，整个流程通常需要一个月以上的时间。这对于那些急需治疗的急性疾病患者（如脊髓损伤、心肌梗塞等）来说，无疑是一个严重的缺陷。

 

相较于自体MSC，异体MSC的生产流程具备更大的灵活性，因为它可以在“需求”产生之前就已经完成。制药公司会提前从健康的供体身上提取MSC，经过分离、扩增等步骤制成药品，并储存在仓库中以待使用。这使得异体MSC有望成为真正意义上可以批量生产和规范管理的“细胞药品”。

 

此外，从采集的复杂性来看，自体干细胞的采集过程通常较为繁琐，如“骨髓穿刺”或“抽脂手术”。以抽脂为例，医生需要将一根空心金属管（直径范围从1mm到10mm）插入患者的皮下脂肪层，一边“破坏”脂肪组织，一边抽取含血的脂肪混合物，这样的过程往往会让患者心生畏惧。而异体MSC则无需经历这一步骤，从而大大简化了治疗流程。

 

异体干细胞凭借其无需配型、卓越的生物学特性及高效便捷的使用特点，为新药研发及更多疾病的治疗开辟了新途径，成为当前干细胞治疗领域的有力竞争者。

 

总的来说，在确保细胞品质的基础上，异体MSC和自体MSC都能为患者带来非凡的益处。但根据患者的个体差异，对于40岁以下且身体健康的患者，自体MSC是更佳选择；而对于40岁以上或身体状况不佳的患者，异体MSC则成为更合适的选择。

 

三、集优点于一身iPS技术开创治疗新路

 

再生医学的飞速发展正引领我们走向一个不再需要在自体与异体间做出“择优选择”的新时代，一个兼具“自体应用”与“卓越生物学特性”的创新选项——诱导多能干细胞（iPSC）正逐步成为焦点。

 

回溯至21世纪初，日本京都大学的山中伸弥教授通过运用四个转录因子（OCT4、SOX2、KLF4和c-MYC），成功地将成熟的纤维细胞“重置”为类似胚胎干细胞（ESC）的状态，从而诞生了iPSC。

 

iPSC展现了与ESC相似的“全能分化能力”，能够在适宜的诱导条件下分化成动物体内的绝大多数细胞类型，包括心肌细胞、胰岛细胞、神经细胞，以及本文所关注的间充质干细胞（iPSC-MSC）。

 

这一突破极大地拓宽了间充质干细胞的获取途径，意味着我们可以无视供体的年龄和健康状况，只需利用iPS技术将供体细胞转化为iPSC，并进一步诱导分化，即可获得具有年轻遗传特质的iPSC-MSC。

 

与天然的MSC相比，iPSC-MSC展现出了诸多显著优势。据国际权威期刊《Stem Cell Research & Therapy》在今年10月发表的一篇论文中所述：

 

1、iPSC-MSC具有更强的增殖能力，并减少了与年龄相关的变化和异质性。

 

2、分化能力方面，iPSC-MSC的脂肪分化能力较强；在免疫相关功能方面，iPSC-MSC表现出更强的免疫抑制能力。与UC-MSC相比，iPSC-MSC的抗炎因子表达更高，这使得它们在治疗免疫相关疾病中更具潜力。

 

在疾病治疗领域，iPSC-MSC同样展现出了其独特的优势。研究者们观察到，iPSC-MSC的功能与传统MSC相似，能够调节免疫反应并促进组织修复，同时在治疗诸如心肌梗死、下肢缺血、炎症性肠病和急性肺损伤等缺血和炎症相关疾病方面展现出了不俗的潜力。此外，由于iPSC-MSC的卓越性质，它在骨关节炎、椎间盘退变等研究领域中的治疗效果甚至超越了传统MSC。

 

iPSC-MSC不仅来源广泛、数量充足，而且治疗效果显著、具有高度一致性，并能够有效解决免疫排斥和伦理问题。它就像一个结合了“自体”与“异体”优势，且生物学特性更为卓越的“优选方案”。因此，科学家们将iPSC-MSC视为未来细胞疗法的关键细胞来源，并引领着干细胞治疗领域的新趋势。