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罗荣牡主任:脐带血临床应用及研究新进展

时间:2018-05-28 18:00 来源:中国网 作者:网编
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编者按】脐带血是胎儿娩出断脐后尽量短时间内从脐静脉中采集获得的血液,通常是废弃不用的。近十几年的研究发现,脐带血中含有可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞,可用于造血干细胞移植,治疗多种疾病。因此,脐带血已成为造血干细胞的重要来源,特别是无血缘关系造血干细胞的来源,也是非常宝贵的人类生物资源。我国卫健委规定,脐带血移植可以广泛应用于治疗血液系统疾病(包括白血病、骨髓增生异常综合征、多发性骨髓瘤、淋巴瘤、再生障碍性贫血、重症放射病、重型地中海贫血等)、恶性肿瘤、部分遗传病、先天性疾病及代谢性疾病等。目前我国大约有500万名血液病患者,这个数字还在以每年4万的趋势增长。如此众多家庭正等待着脐带血救助,我们应该珍惜新生儿的馈赠,积极留存脐带血,保障健康于未然。在北京围产医学学术年会上,陆军总医院附属八一儿童医院血液和肿瘤科罗荣牡主任,针对《脐带血临床应用及研究新进展》的主题,讲解了脐带血造血干细胞的优势、中国脐带血移植治疗适应症等相关问题。

一、干细胞

目前干细胞(Stem Cells)在各个领域都较为火热,它是一类具有自我更新和分化能力的多潜能细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能的细胞。根据发育阶段,可分为胚胎干细胞(Embryonic Stem Cell)与成体干细胞(Adult Stem Cell)。根据分化潜能分为四类:①全能干细胞(Totipotent Stem Cell)具有形成完整个体的分化潜能,如受精卵。②多能干细胞(Pluripotent Stem Cell)具有分化出除胚外组织外的所有类型的细胞组织,如胚胎干细胞。③专能干细胞(Multipotent Stem Cell)具有分化出多种类型细胞组织的潜能,如造血干细胞。4单能干细胞(Unipotent Stem Cell)只能向一种或两种相关的细胞类型分化,如皮肤干细胞。

造血干细胞(Hematopoietic Stem Cells)是血液系统中的成体干细胞,具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能,是研究历史最长且最为深入的一类成体干细胞。造血干细胞可分化成髓红系及淋巴系干细胞,再逐步分化为各种祖细胞,最终生成成熟的红细胞、白细胞、血小板、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜中性粒细胞、肥大细胞、树突状细胞、单核细胞等。淋巴系干细胞则发展成B淋巴细胞、NK细胞、T淋巴细胞等。面对如此繁多的干细胞,有学者提出从脂肪、胎盘等提取干细胞,但根据卫健委相关规定,造血干细胞是目前中国唯一批准应用于临床的干细胞,临床用造血干细胞仅可来源于骨髓、外周血及脐带血。

造血干细胞移植治疗已是一项成熟的技术。自1956年第一例异基因骨髓移植获得成功,造血干细胞就逐步被用于治疗血液系统疾病;1988年第一例脐带血移植治疗范可尼贫血(法国,儿童有血缘HLA相合);1989年第一例异基因外周血造血干细胞移植成功。造血干细胞移植技术当前已取得突出进展,多样化的供者来源包括骨髓、外周血以及脐带血;多样化的移植模式为可根据年龄分层;不断改进的移植技术,如针对复发和移植物抗宿主病(GVHD)等的处理技术的改进等。对于造血干细胞移植并发症的处理,则会选择脐带血相关产品,如脐带血来源的间充质干细胞等。

二、脐带血

脐带血(Umbilical Cord Blood)是指胎儿娩出断脐后尽量短时间内从脐静脉中采集获得的血液。与外周血不同,含有丰富的造血干细胞,是宝贵的生物资源。脐带血中还含有T细胞、自然杀伤细胞等多种类型细胞,待开发利用。与成人的骨髓干细胞相比,脐带血中造血干细胞更具有胚胎源性,细胞增殖力更强。目前有些移植方式为混合移植,将脐带血与其父母来源的骨髓干细胞混合进行移植,脐带血输注的细胞数远远小于骨髓干细胞,但在某些病例却发现,最终脐带血获得植入,且不易被排斥,而骨髓干细胞却未能植入,由此说明脐带血具有极强的增殖能力。

脐带血造血干细胞的优势为较易获得,采集时供体无痛苦和风险;实物储存,供应时间迅速;脐带血干细胞含有尚未成熟的免疫细胞,免疫源性较低,GVHD发病率低,发病程度轻;非血缘配型成功率高;污染机率低。脐带血可以用于小儿治疗,也可以应用于成人。中华骨髓库最低配型为7/10相合,配合点数每下降1,生存率则下降10%。脐带血配型无需完全相吻合, 只需6/10或5/10相合,脐带血就可进行移植。若患者需进行移植,十天即可进行脐带血手术,快捷、方便。外周血造血干细胞采集需要将干细胞从骨髓动员至外周血,供者白细胞从4000增长到40000,其过程倍感不适。

目前脐带血移植可治疗各种类型白血病、再生障碍性贫血、淋巴瘤、多发性骨髓瘤、原发性免疫缺陷病等80多种疾病。全球脐带血移植超过45000例,美国、日本在脐带血移植方面,继续快速增长,年移植量已超过千例。日本在造血干细胞、脐带血移植方面尤为先进,成功率>90%。近些年,美国也在脐带血方面飞速发展,同时进行新的研究,发现脐带血移植不仅排斥反应低,且移植后复发率低。高危重症白血病,可建议使用脐带血移植。

我国卫健委2017年2月颁布的《造血干细胞移植技术管理规范(2017年版)》中,规定了造血干细胞治疗的适应症、强调了合法提供造血干细胞的机构。造血干细胞主要来源于骨髓、外周血和脐带血。造血干细胞适应症:a、血液系统疾病:①恶性疾病:急性白血病、慢性白血病、骨髓增生异常综合征、多发性骨髓瘤、淋巴瘤、其他某些恶性肿瘤等。②非恶性疾病:再生障碍性贫血、重症放射病、重型地中海贫血等。b、部分遗传病、先天性疾病及代谢性疾病。造血干细胞来源合法,供移植用非血缘骨髓造血干细胞应当由中华骨髓库提供,供移植用脐带血造血干细胞应当由国家卫健委批准设置的脐带血造血干细胞库提供。免疫缺陷、遗传疾病,如酶缺乏,可通过脐血移植,患者体内的供者细胞可分泌酶,弥补酶的缺陷。

中国脐带血应用逐年增加,目前应用已经超过9000例。其中,儿童中应用较多,血液病种较多。与世界领先地区相比,我国脐血移植还有很大的发展空间。以北京市脐血库为例,脐带血应用超过1000例,其中用于体重>40kg患者治疗超过60%。

三、病例分析

1、范可尼贫血(Fanconi Anemia)又叫先天性骨髓衰竭,导致骨髓衰竭、DNA修复功能障碍,其他系统也同样存在问题。全球第一例脐带血治疗案例:患者5岁,男,就诊于法国圣路易斯医院,同胞脐血移植治疗,6/6UCB(来自于其妹妹),移植时间为1988年10月6日,移植效果稳定,植入无慢性GVHD,现健康存活>28年。范可尼贫血一般为出生后发病,若不进行移植,则无生存希望可能。

2、神经母细胞瘤:中国第一例自体脐带血移植:患者源源,1岁患病,2009年4月就诊于北京儿童医院,采用自体脐带血移植进行治疗,目前健康生存(末次随访时间为2017年6月)。脐带血治疗儿童恶性肿瘤极有优势,对于造血系统的恶性肿瘤,建议异基因移植,复发率低,可用异体脐带血,如兄弟姐妹;就神经母细胞瘤来讲,自体移植即可解决。当患有神经母细胞瘤时进行自体移植时,需化疗、病情缓解后,抽取干细胞并冻存,预处理后回输,期间存在被污染的可能性,但如使用脐血,绝无污染的可能,因未生病时就已被采出。

3、急性髓细胞白血病:患者,邓先生,31岁,95公斤,于2014年12月就诊于北京大学第一医院,经检测与其6岁儿子5/6UCB配型符合,2015年4月经亲缘脐带血造血干细胞联合亲缘外周血造血干细胞移植。目前恢复良好。脐带血可应用于成人、大体重患者疾病的治疗。

4、重型再生障碍性贫血:患者小瑜(40kg),女,12岁,病史8年,口服药物及中药治疗无效,且导致药物性肝硬化,病情进展到重型再障,多年就医导致其家庭经济十分困难,加上患者药物性肝硬化(肝活检证实),患者移植面临重重困难。难以耐受严重的GVHD及高浓度的抗GVHD药物等,将患者的移植风险一再推高。2017年8月就诊于八一儿童医院,其同胞(妹妹4岁,15kg)全相合脐带血联合少量外周血干细胞治疗。治疗后恢复造血功能,无任何并发症及排异现象,低剂量抗排异药物即可维持,花费小于20万。

5、脑瘫:患者2.5岁,由缺氧缺血性脑损伤导致的脑瘫,于德国波鸿大学妇产科进行自体脐带血移植,在2个月随访中,运动控制能力得到改善,痉挛性麻痹大大减轻,视力恢复,脑电图也恢复。在40个月时,可独立进食、步行爬行、表达能力显著改善。

6、自闭症:患者5岁,于杜克大学细胞和移植治疗中心进行自体脐带血移植。接受临床试验前,患儿一天75%的时间受自闭症的影响;临床试验后,降到了10%。胚胎源性强的细胞进入体内,有可能恢复颅内神经。二期临床试验,静脉输注2×107/kg以上的自体脐带血细胞可改善脑瘫患儿的全脑连接和运动功能。

八一儿童医院脐血辅助输注用于单倍体造血干细胞移植,每年约为60-70例。脐带血的使用与血量无关,而是细胞数,当脐带血检测细胞数含量达标,方可入库。成人使用脐带血逐年增加,目前用法主要有:脐带血联合外周血造血干细胞移植、双份脐带血移植、脐带血的体外扩增技术的发展(尚未应用于临床)。

儿童进行骨髓移植,其父母配型各为一半,排异大;为减少排异,需增加一份脐带血。现在全国都在推广脐带血联合骨髓外周血干细胞治疗儿童血液病,我院报道了102例的恶性血液病结果,OS到81.4%;治疗儿童再障37例,OS到93%,这与移植方案和技术的进展是分不开的。

非体内体外去T脐带血移植混合单倍体纯骨髓移植,完成6例,生存5例,1例死于GVHD。其优点为无需使用ATG等体内去T手段,早期免疫重建较快,病毒感染明显减少。是未来脐带血使用的方向,单倍体纯骨髓第2d输注,控制MNC数量,减少GVHD的同时,还能支持早期造血,减少早期病毒感染的发生。

四、全球脐带血临床研究(以美国50余个临床试验为例)

1、遗传病基因疗法16.31%:HIV、地中海贫血、范可尼贫血、镰状细胞、慢性肉芽肿性炎疾病(X性联性)、肾上腺脑白质营养不良、威斯科特·奥尔德里奇综合征、异染性脑白质退化症、重症综合性免疫缺陷。

2、自身免疫性疾病12.23%:I型糖尿病、多发性硬化症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)、克罗恩氏病、狼疮症、类风湿性关节炎、硬皮病。

3、心脏和血管病变10.19%:骨筋膜室综合征(战地创伤)、局部缺血、局部缺血性心脏病、其他支持心脏直视手术、缺血性中风、人造血管生长、先天性缺陷、心肌梗死、心肌症、心脏修复、严重肢体缺血、左心发育不全综合征(HLHS)。

  4、神经系统病变9.17%:脊髓损伤、脑瘫、听力丧失(后天感觉神经性)、新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)、自闭症。

5、其他3.6%:HIV、大疱性表皮松懈症、溶酶体贮积症、支气管肺发育异常(BPD)。

6、矫形2.4%:膝关节软骨修复、牙槽突裂、腭裂修复。

五、临床在脐带血行业发展中的关键作用

脐带血的临床价值已得到认可,是值得珍惜的医疗资源,临床专家在中国脐带血行业的发展中发挥关键作用:妇产科专家保障脐血采集,血液科专家保障脐血应用,脐带血造血干细胞库制备及储存、科普宣传脐带血知识。

综上所述,造血干细胞是目前中国唯一批准应用于临床的干细胞,同骨髓、外周血一起成为造血干细胞的三大来源。2017年2月卫健委发布《造血干细胞移植技术管理规范(2017年版)》规定了造血干细胞治疗的适应症、强调了合法提供造血干细胞的机构。在临床应用中,脐带血比骨髓、外周血更具突出优势。目前,脐带血较多应用于血液系统疾病及儿童疾病,但是也越来越多的应用于成人疾病治疗中。自体储存的脐带血可以在自己患病时使用,还可为家庭成员患病时多提供一个治疗选择。此外,脐带血中除了造血干细胞,还有免疫细胞等多种细胞。因此,脐带血有着可观的研究前景,是宝贵的医疗资源,值得珍惜!

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