造血干细胞移植的作用机理(造血干细胞移植的作用机理是什么)
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干细胞的作用有哪些?
干细胞的作用:
一、美容领域
人体的衰老,皱纹的出现,究其根源实质上都是细胞的衰老和减少。而细胞的衰老和减少则是由干细胞老化引起的。干细胞是各种组织细胞更新换代的种子细胞,是人体细胞的生产厂。干细胞族群的老化严重减弱了其增殖和分化的能力,新生的细胞补充不足,衰老细胞不能及时被替代,全身各系统功能下降,让人一天天老去。而你的皮肤,也因为皮肤干细胞的衰老而无法及时更新,衰老的皮肤得不到修复,所以,你有了皱纹,失去了青春容颜。干细胞美容原理是通过输注特定的多种细胞(包括各种干细胞和免疫细胞),激活人体自身的“自愈功能”,对病变的细胞进行补充与调控,激活细胞功能,增加正常细胞的数量,提高细胞的活性,改善细胞的质量,防止和延缓细胞的病变,恢复细胞的正常生理功能,从而达到疾病康复、对抗衰老的目的。
分化后的细胞,往往由于高度分化而完全丧失了再分化的能力,这样的细胞最终将衰老和死亡。然而,动物体在发育的过程中,体内却始终保留了一部分未分化的细胞,这就是干细胞,干细胞的衰老是机体衰老或人类衰老的重要因素,因而,人体干细胞移植(或注射)对阻止人类衰老意义重大。干细胞又叫做起源细胞、万用细胞,是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。可以这样说,动物体就是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新,从而保证动物体持续生长发育的。
干细胞根据其分化潜能的大小,可以分为两类:全能干细胞和组织干细胞。前者可以分化、发育成完整的动物个体,后者则是一种或多种组织器官的起源细胞。人的胚胎干细胞可以发育成完整的人,所以属于全能干细胞。
早在19世纪,发育生物学家就知道,卵细胞受精后很快就开始分裂,先是1个受精卵分裂成2个细胞,然后继续分裂,直至分裂成有16至32个细胞的细胞团,叫做桑椹胚。这时如果将组成桑椹胚的细胞一一分开,并分别植入到母体的子宫内,则每个细胞都可以发育成一个完整的胚胎。这种细胞就是胚胎干细胞,属于全能干细胞。骨髓、脐带、胎盘和脂肪中则可以获取组织干细胞。每个人的体内都有一些终生与自己相伴的干细胞。但是,人的年龄越大,干细胞就越少。为了弥补干细胞的不足,一些科学家建议从胚胎或胎儿以及其他动物身上获取干细胞。进行培养和研究。
二、器官移植
干细胞的用途非常广泛,涉及到医学的多个领域。科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞,并以这样的干细胞为“种子”,培育出一些人的组织器官。干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用,将产生一种全新的医疗技术,也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官,从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官,来替换自身病变的或衰老的组织器官。假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期保存起来的干细胞及其衍生组织器官,那么,这位老年人的寿命就可以得到明显的延长。美国《科学》杂志于1999年将干细胞研究列为世界十大科学成就的第一,排在人类基因组测序和克隆技术之前。
新加坡国立大学医院和中央医院通过脐带血干细胞移植手术,根治了一名因家族遗传而患上严重的地中海贫血症的男童,这是世界上第一例移植非亲属的脐带血干细胞而使患者痊愈的手术。医生们认为,脐带血干细胞移植手术并不复杂,就像给患者输血一样。由于脐带血自身固有的特性,使得用脐带血干细胞进行移植比用骨髓进行移植更加有效。利用造血干细胞移植技术已经逐渐成为治疗白血病、各种恶性肿瘤放化疗后引起的造血系统和免疫系统功能障碍等疾病的一种重要手段。科学家预言,用神经干细胞替代已被破坏的神经细胞,有望使因脊髓损伤而瘫痪的病人重新站立起来;不久的将来,失明、帕金森氏综合症、艾滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等绝大多数疾病的患者,都可望借助干细胞移植手术获得康复。
同胚胎干细胞相比,成人身体上的干细胞只能发育成20多种组织器官,而胚胎干细胞则能发育成几乎所有的组织器官。但是,如果从胚胎中提取干细胞,胚胎就会死亡。因此,伦理道理问题就成为当前胚胎干细胞研究的最大问题之一。美国政府明确反对破坏新的胚胎以获取胚胎干细胞,美国众议院甚至提出全面禁止胚胎干细胞克隆研究的法案。美国的一些科学家则对此提出了尖锐的批评,他们认为,将干细胞用于医学研究,在减轻患者痛苦方面很有潜力。如果浪费这样一个绝好的机会,结果将是悲剧性的。
生命科学是二十世纪发展最为迅猛的学科之一,已经成为自然科学中最引人注目的领域。1957 年,美国华盛顿大学多纳尔·托玛斯发现正常人的骨髓移植到病人体内,可以治疗造血功能障碍。这一技术的发现,使多纳尔·托玛斯本人荣获了诺贝尔奖。
骨髓中的肝前细胞可以用于肝衰竭的移植治疗而不必考虑组织相容性抗原的配型问题,因为患者自身的骨髓细胞就可以用于移植。骨髓细胞具有以下优点:⑴可以制备富含干细胞的骨髓细胞。⑵通过转导促进基因能够增加骨髓来源的肝细胞。⑶可用骨髓来源肝细胞用于生物人工肝;此外HGF也可以通过促进包括骨髓干细胞的肝前细胞分化用于肝硬化治疗。自体骨髓干细胞移植治疗肝损伤将为肝脏疾病的治疗提供新的途径。
三、疾病治疗
干细胞治疗疾病的基本原理:对组织细胞损伤的修复、替代损伤细胞的功能、刺激机体自身细胞的再生功能。
1.呼吸道疾病
自体干细胞免疫治疗哮喘、气管炎、肺气肿、肺心病等
干细胞免疫疗法是通过调控细胞因子,修复受损的组织细胞,然后通过细胞间的相互作用及产生细胞因子抑制受损细胞的增殖及其免疫反应,从而发挥免疫重建的功能。从根本上消除哮喘病的发病基础。这些治疗方法在观念上完全不同于传统的治疗方法,主要强调通过修复人体免疫细胞来治疗哮喘病等呼吸道疾病。
干细胞免疫疗法对哮喘出现的咳嗽、多痰、胸闷等症状有明显的治疗作用。具有疗效快、疗程短、不易复发等优点,突破了以往“治疗见效——停药复发”的弊端。其针对哮喘病特性经过细胞培养实验室特殊培养的愈喘干细胞,可以增强患者自身免疫力,舒张平滑肌,促进体内新陈代谢,修复呼吸系统损伤,激活肺部细胞再生,全面调理脾肺肾,激活肺部细胞再生修复肺通气功能,增强肺功能,充足提供肺部供氧,彻底修复肺、气道粘膜,恢复纤毛的排污能力。经过百余例的临床案例见证,其治愈率可到98%。后期配合中药调理,可长效地控制病情,是目前治疗哮喘病、气管炎最理想、最规范的治疗方法。
2.治疗肾病
干细胞移植治疗肾病的原理:因干细胞具有“无限”增殖,多向分化潜能,具有造血支持,免疫调控和自我复制等特点。可作为理想的“种子”细胞用于病变引起的组织器官损伤修复。基础研究发现干细胞可分化成肾固有细胞,肾实质细胞等,所以干细胞移植后对肾脏功能具有良好的修复和重建作用。
干细胞治疗肾病的特性和优势
具有强大的增殖能力和多向分化潜能,能够增殖分化并产生大量后代。
低免疫原性。因细胞处于原始状态,不易被识别,所以不存在免疫排斥的特性,没有血型匹配问题。
长期传代不改变生物学特性。可分化成肾固有细胞,肌细胞,肝细胞,成骨细胞,软骨细胞等多种细胞的能力。
正是由于干细胞所具备的这些免疫学特性和优势,使其在肾病治疗方面具有广阔的临床应用前景。
3.治疗脑瘫
干细胞移植治疗小儿脑瘫逐渐被人们所熟知。干细胞移植治疗小儿脑瘫是根据细胞具有自我更新及分化为神经元,星形胶质细胞,少突胶质细胞潜能的神经前体细胞,细胞移植后分化的神经元补充缺损的神经元,并促进小儿脑组织中的神经细胞分化发挥功能,恢复脑神经的正常生长发育,改善大脑的认知功能障碍,为脑性瘫痪小儿进一步康复提供了更多的机会,已为先进最有效的治疗方法。并且年龄越小,再构成代偿能力越强,治疗的可能性就越大。尽早干预,治疗是预防小儿脑瘫致残的唯一途径。
(1)自我更新:干细胞具有对称分裂及不对称分裂两种分裂方式,从而保持干细胞库稳定。
(2)多向分化潜能:干细胞可以向神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞分化。低免疫源性:干细胞是未分化的原始细胞,不表达成熟的细胞抗原,不被免疫系统识别。
(3)组织融合性好:可以与宿主的神经组织良好融合,并在宿主体内长期存活。
4.治疗自闭症
脐血干细胞和脐带间充质干细胞具有免疫调节和改善脑内微循环的功能。干细胞进入体内可调节机体免疫功能,并通过自身分化和分泌细胞因子和神经肽刺激新生血管形成,改善脑内缺血缺氧状态,激活和修复脑内受损的神经细胞。通过联合移植脐血单个核细胞和脐带间充质干细胞有助于改善患儿的语言交流能力、社会交往能力等。
四、生物修复
自身免疫性肝病是由自身免疫反应引起的一种特殊类型的慢性肝病,过去认为自身免疫性肝病比较罕见,由于对此类疾病认识不断深入以及有关免疫学检查方法和相关检查方法的引进和提高,临床上发现中国人群中自身免疫性肝病的患者不断增多。临床常见的自身免疫性肝病包括自身免疫性肝炎、原发性胆汁性肝硬化及原发性硬化性胆管炎,很多自身免疫性肝病患者还伴有其他自身免疫性疾病如干燥综合症、类风湿性关节炎等等。
湖南多位志愿者同时捐造血干细胞,造血干细胞有哪些作用?
血液成分之一造血干细胞是产生各种血细胞的最原始的细胞,也称为造血多能细胞,在骨髓、胎肝、外周血和脐血中均有发现。这种细胞具有高度的自我更新能力,并能进一步分化各系统祖细胞。现代输血就是利用这两种能力,将放射或大剂量化学药物用于受血者的免疫系统,以抑制再输入献血者的造血干细胞,使之在受血者骨髓中“安顿”,并分化增殖,即造血干细胞移植。干细胞移植包括骨髓移植、胎肝造血细胞移植、外周血干细胞移植和脐血造血细胞移植等多种造血干细胞移植。
造血干细胞具有高度自我更新和自我复制的双重特性,并能分化为各种血细胞。血液干细胞的分裂方式是不对称的:一种细胞分裂成两种细胞。这些细胞中有一种仍保留着干细胞的所有生物学特征,使体内的干细胞数量相对稳定,这就是干细胞自我更新。另外一种则进一步增殖分化成各种血细胞、前体细胞和成熟血细胞,释放到外周血液中,执行各自的任务,直到衰老而死,这个过程一直在进行。
造血干细胞是一种具有自我更新、分化发育和再生能力强,能够产生各种类型血细胞的始祖细胞。来自红骨髓的造血干细胞,可通过血液流动迁移到周围的血液循环,不会因为献血或捐献造血干细胞而损害造血功能。采用骨髓移植技术治疗血液系统疾病,将供体的造血干细胞移植到受者体内,重建其正常造血和免疫功能。
造血干细胞来源于骨髓、外周血和脐带血。与前两者相比,脐带血造血干细胞采集更方便,来源更丰富,是一种宝贵的生命资源。脐带血造血干细胞用于临床治疗已有20多年,可以重建造血系统和免疫系统,治疗多种疾病。而且自体脐带血对自体移植的治疗效果更好。自存脐带血在使用中不需要匹配,可以随时服用。因为是自用无排斥,治疗成功率高。同时,医疗保险通常附加在脐带血上,既赢得了治疗时间,又减轻了经济压力。
骨髓移植需要的是人体内的造血干细胞。一个成年人的骨髓重量约3公斤,一名供髓者提供10克的骨髓造血干细胞就能挽救一名白血病患者的生命。人体对造血干细胞具有很强的再生能力。正常情况下,人体各种细胞每天都在不断新陈代谢,进行着生成衰老,死亡的循环往复。失血或捐献造血干细胞后,可刺激骨髓加速造血,1—2周内,血液中的各种血细胞恢复到原来水平。因此,捐献造血干细胞不会影响健康。
中国造血干细胞捐献破1万例,造血干细胞究竟有什么作用?
造血干细胞主要捐献对象,就是患有血液病的人群,让他们获得新生。
细胞特性
血液系统中的成熟细胞寿命极短,因此在人的一生中,造血干细胞需要根据机体的生理需求适时的补充血液系统各个成熟细胞组分。同时在损伤、炎症等应激状态下,造血干细胞也扮演着调节和维持体内血液系统各个细胞组分的生理平衡的角色。
与肿瘤关系
大部分白血病,特别是急性髄系白血病(AML)以及慢性髄性白血病(CML)的发生,都直接或间接与造血干细胞异常相关。CML是最经典染色体易位导致造血干细胞恶变的一类常见白血病,其他多数急性髓系白血病由祖细胞直接恶变而来。造血干细胞最先获得染色体易位等主要的致病突变,但并不影响其分化为正常功能的成熟细胞的能力,当染色体易位的造血干细胞或者其分化下游的细胞获得第二次打击之后,就会引发白血病。
造血干细胞
它是一种可以分化出所有血细胞的干细胞。增殖、分化血细胞的过程称作造血作用。
我们人类的造血干细胞在胚龄第2~3周时开始产生,主要产生位置在卵黄囊。胚龄第2~3月时,主要产生造血干细胞的位置在肝和脾。胚龄第5个月起,一直到出生之后,主要产生造血干细胞的位置则在骨髓。
现在你大概可以猜出,造血干细胞的主要捐献对象,就是患有血液病的人群,例如白血病、再生不良性贫血患者等。也有部分造血干细胞被尝试用于对免疫不全疾患、遗传基因异常等导致的代谢异常疾病的患者的治疗。这些患者由于先天或后天病变,导致自身的造血干细胞异常,无法正常的分化各种血细胞,从而经遭受疾病的痛苦。
过去,这些血液恶症都是不治之症,人们无法通过各种常规治疗来解决造血干细胞病变的问题,直到今天也依然无法直接治疗患者们病变的造血干细胞。
直到骨髓移植技术的出现,血液病患者终于能够看到一线曙光。人类的造血干细胞主要产生于骨髓,人们想到从健康人的骨髓中提取出正常的造血干细胞,注射进血型、人类白细胞抗原相匹配的病患体内,以求让病患的体内能够获得正常的造血作用。
但实际操作时,患者的还要经历一个痛苦的准备阶段,即前处置。
前处置是在进行移植前,为根除患者的造血组织和癌变的细胞,会使用超过致死剂量的大量抗癌剂,并进行放射线照射,如全身放疗。由于患者的造血功能被完全破坏,期后必须及时进行移植,否则患者将会死亡。
正式的骨髓移植,是将捐献者的骨髓液(造血干细胞)透过静脉注射,移植进病患体内。如果移植顺利,经过2周左右,注入的造血干细胞就会生长,并制造正常的血液,前后约3个月即可出院 。
但实际上即使移植本身成功,发生并发症导致生命危险的可能性还是比较高的。如果出现重度并发症则将危及生命,适度的并发症则可攻击残存的病变细胞,降低再发病的可能性。因此在整个移植过程中,免疫控制十分重要。
随着科技的进步,现在已有了“微移植”的方案,即不完全破坏患者的造血功能,而是只进行免疫控制,使捐献者的造血干细胞不被病患机体被拒绝即可。这方法使无法适应常规移植的患者也可以进行移植。
科技的进步,不光减少了病患接受移植时的痛苦,更消除了捐献者的痛苦。过去,捐赠骨髓需要通过骨髓穿刺来采集造血干细胞,疼痛异常;现如今,取骨髓已经是通过从外周血中分离了,骨髓捐赠和血液捐赠差不太多。也因此, 造血干细胞移植渐渐替代了“骨髓移植”这一术语。
健康人士捐赠造血干细胞后,一两周内就会完全恢复原有的造血细胞数量,不会减弱捐献者的免疫及造血能力。
什么是干细胞移植呢?
按照发生学来源分类
按照发生学来源,干细胞可以分为胚胎干细胞和成体干细胞。
1、胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESC)有许多重要的生物学特性:⑴发育的全能性。可发育为机构成机体的不同细胞类型中任何一种细胞的潜能。ESC可诱导分化为下列细胞:造血干细胞、血管及内皮细胞、心肌细胞和肌肉细胞、神经细胞及其它分化细胞。⑵无限扩增性。体外无限扩增性是ESC研究和应用的前提和关键,这为ESC提供了无限的细胞来源。⑶可操作性。
2、成体干细胞(adult stem cells,ASC)是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,这种细胞能够自我更新并且能够特化形成组织的细胞。成体干细胞,位于人体组织器官之中。除了从骨髓和血液中分离组织干细胞、还从人的胎盘、脐带、肌肉、大脑、皮肤、脂肪、滑膜等多种组织中获取各种干细胞。成体干细胞是已经进入临床应用的干细胞。神经等人体组织和器官。科学家认为,利用干细胞培育出的组织和器官对治疗癌症和其他多种恶性疾病具有重要的作用。
患者所说的肝细胞移植,对于此类情况,多考虑是肝脏移植。肝脏移植属于是器官移植,不是细胞移植。此类情况多见于患者有肝硬化的终末期,或者是由于肝脏的肿瘤性疾病,进一步引起患者肝功能的衰竭。对于此类情况,如果患者经济情况可以耐受,可以考虑行肝脏的移植。经过积极的肝移植,并且在移植之后服用抗排斥药物,患者病情都会趋于稳定。如果后期没有出现排异反应,患者只需要定期观察肝功能,看有没有谷丙、谷草转氨酶的升高,以及胆红素的升高。
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