一直有很多朋友提出疑問,對于細胞治療中的兩大熱點——“干細胞”和“免疫細胞”究竟有何異同不很明白。今天我們來為大家詳細解答~
干細胞(左)和免疫細胞(右)
1.兩者功能有什么不同?
我們知道,我們的身體是一個由細胞構成的王國,極其精密復雜,同時又高度有序。
任何偉大的王國都既需要能干建設者,也需要勇猛防衛(wèi)兵。我們身體細胞王國也不例外。
一言蔽之: 干細胞是建設者,免疫細胞是防衛(wèi)兵
當我們的人體還在成長時,干細胞是細胞王國的建設者,通過分化源源不斷提供新生細胞,增加我們身體細胞的數(shù)量;
當我們成年后身體不再成長,干細胞又會扮演細胞王國的維護者,及時替換和更新衰老或受損的細胞。
干細胞是建設者
當有外敵入侵,如細菌和病毒,免疫細胞就會扮演細胞王國的軍隊,快速反應,將其清除。
如果細胞王國中出現(xiàn)叛變分子,如正常細胞突變?yōu)榘┘毎?,免疫細胞就會扮演安保系統(tǒng),將其識別并清除。
免疫細胞是防衛(wèi)者
當外敵入侵過多,或王國內叛變分子太多,免疫細胞沒有能力全部清除時,我們的身體就會生病。
不幸的是,當我們不斷變老(30歲以后),體內干細胞和免疫細胞的數(shù)量及活力均會不斷減弱。
幸運的是,科學家開發(fā)了基于干細胞和免疫細胞的生物醫(yī)學技術,為我們的健康保駕護航。
2.兩者如何分類?
現(xiàn)在,讓我們來進一步分別了解干細胞和免疫細胞,他們都分哪些種類,不同種類功能有何差異:
(1)按照分化潛能分類,干細胞分為:全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。
如果把人體比喻為一棵樹,深埋大地的種子就是全能干細胞(天然的胚胎干細胞和人工制備的誘導多能干細胞),可以分化出完整的人體,就如同種子可以發(fā)育成長為一顆參天大樹;
大樹的主要枝干可以比喻為多能干細胞,主要成員間充質干細胞,可以分化為神經細胞、心肌細胞、肝細胞、肌肉細胞、軟骨細胞、成骨細胞、脂肪細胞、血管內皮細胞等多系統(tǒng)的功能細胞,就如同每個樹冠能生出的蔥郁的枝椏、樹葉和果實;
末端的枝干是專能干細胞,如造血干細胞,只能分化為血液系統(tǒng)的紅細胞、白細胞、血小板等,就如同末端枝干能生長出果實和樹葉。
人體成熟的功能細胞,如皮膚細胞,心肌細胞、腎細胞等,就如同大樹枝椏末端的葉子和果實,隨著季節(jié)的變化不斷凋零,需要干細胞不斷分化補充和更新,以維持生命的運轉。
(2)接下來說一下免疫細胞,主要闡述一下目前臨床應用較多的自然殺傷細胞(NK cell)、細胞因子誘導的殺傷細胞(CIK)和最近特別火的CAR-T細胞(全稱是Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy,指的是嵌合抗原受體T細胞免疫療法)。
NK細胞是固有免疫,可以隨時清楚體內衰老、變異的細胞,就像是警察,隨時維持社會治安。
CIK是進一步增強自身免疫力,彌補NK細胞的相對不足,就像是壞人太多就需要武警出動來幫忙。
CAR-T是腫瘤蛋白基因修飾的免疫T細胞。在腫瘤細胞被NK細胞和CIK細胞追殺的過程中,有些腫瘤細胞在戰(zhàn)爭中學會偽裝自己,不再被NK和CIK細胞識別。于是就有了CAR-T,可以靶向性殺死這些狡猾偽裝的腫瘤細胞。因此,CAR-T就像是帶走明確任務的軍隊,能夠徹底殲滅敵人。
CAR-T用于血液腫瘤治療
需要注意的是,目前CAR-T只能用于治療部分血液腫瘤患者,還不能用于實體腫瘤的治療,如肺癌、肝癌、乳腺癌等。
未來腫瘤治療的希望,必然是構建在基于免疫療法的聯(lián)合治療之上。
3.提取方式有何不同?
干細胞可以從多種人體組織中提取。以目前臨床應用最廣泛的間充質干細胞為例,最初是從骨髓中提取的,后來在血液、脂肪、牙髓等多種人體組織都能提取到。14年前(2004年),科學家發(fā)現(xiàn),間充質干細胞最豐富最優(yōu)質的天然來源是通常被丟棄的胎盤。
美國 Celularity 公司統(tǒng)計
間充質干細胞的巨大潛能有待開發(fā)
目前,免疫細胞的來源主要是血液,包括成人的外周血和嬰兒的臍帶血。血液中含有大量功能成熟的免疫細胞,在我們的身體內不停循環(huán),時刻保護我們的健康。
4.疾病治療方面有何不同?
前面說到,干細胞是細胞王國的建設者,當我們的身體細胞有創(chuàng)傷,需要被替換或修復時,就需要干細胞發(fā)揮治療作用。例如,當身體發(fā)生嚴重外傷時,或者發(fā)生糖尿病、冠心病、老年癡呆、肝硬化等慢性病時,本質上是那些器官的細胞受到了損傷,這時就可以輸注干細胞進行治療。
例如:一項臍帶間充質干細胞UCMSCs治療終末期肝硬化患者26例的研究, 結果顯示移植后可改善患者的肝纖維化程度. 金旭鵬等通過靜脈推注UCMSCs治療失代償期肝硬化24例, 結果提示UCMSCs移植可顯著改善失代償期肝硬化患者肝功能及臨床癥狀, 并能促進肝臟修復.
臍帶間充質干細胞移植前后各期生活指標比較
臍帶間充質干細胞移植前后CT檢查結果比較
免疫細胞是防衛(wèi)軍,主要發(fā)揮2方面的治療作用:
(1)清除衰老細胞,以防止衰老細胞集聚對人體造成傷害;
(2)癌癥治療,輸入體內可以殺死患者體內失控的癌細胞,如前面提到的CIK細胞和CAR-T細胞。
5.干細胞如何與免疫細胞“交流”?
干細胞定期會與免疫細胞互作。作為防御入侵病原體的主要防線,免疫細胞被認為是維持體內穩(wěn)態(tài)、促進損傷愈合的關鍵元素。
干細胞還會有規(guī)律地同機體中運動擴散的免疫細胞“軍隊”相互作用,從傳統(tǒng)角度來講免疫系統(tǒng)被認為是機體抵御病原體入侵的最主要的防線。
如今科學家們認為免疫系統(tǒng)對于組織恒定和組織愈合非常必要,甚至是在感染不存在的情況下依然如此,研究者認為,多種免疫細胞可以幫助控制干細胞的行為。
不過,在某些情況下,免疫細胞甚至會攻擊正常組織,促進癌變細胞的增殖和擴散。掌握免疫系統(tǒng)對于干細胞功能發(fā)揮的影響,有利于科學家們更好的應用干細胞治療多種疾病,例如貧血、多發(fā)性硬化癥、肌肉萎縮癥和心臟衰竭。
6.免疫細胞參與干細胞分化:維持體內平衡
維持體內平衡的重要分支是細胞的持續(xù)更新,而干細胞巢內的免疫細胞對于細胞更新過程至關重要:
骨髓中的巨噬細胞被證實直接與紅血球母細胞(erythroblast)互作。如果這種直接互作過程受阻,紅血球母細胞將不能正常成熟,補充血液中的紅細胞,最終易引發(fā)再生障礙性貧血。
可以發(fā)現(xiàn)免疫細胞會調控干細胞功能的行使,維持細胞增殖和凋亡的“收支平衡”。
7.免疫細胞與干細胞“合作”:應對傷害
越來越多的研究揭示免疫細胞是干細胞研究領域不可忽視的部分,是啟動組織再生、損傷修復的關鍵元素。
科學家還發(fā)現(xiàn)了一個暗含干細胞、免疫細胞互作風云的有趣場所——毛囊。來自于南加州大學的Cheng Ming Chuong團隊發(fā)現(xiàn),去除老鼠背上所有的毛后,所有受損的毛囊都會分泌 CCL2蛋白。該蛋白作為一種“求救信號”,負責吸引巨噬細胞遷移至毛囊之處,并分泌腫瘤壞死因子(TNF),啟動毛囊干細胞再生出新的頭發(fā)。
結語:21世紀是生命科學的時代,未來干細胞和免疫細胞的應用將成為臨床治療中的常見手段。讓我們一起關注細胞治療領域的發(fā)展,共同見證生命科學新紀元。
本文綜合整理自:我的細胞中心、生物探索
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