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”、“干”和“起源”。類似于一棵樹干可以長出樹杈、樹葉,并開花和結(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,它不僅可以分化紅細(xì)胞、白細(xì)胞血小板,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)胞采用不對稱的分裂方式:由一個細(xì)胞分裂為兩個細(xì)胞。其中一個細(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)量相對穩(wěn)定,這就是干細(xì)胞自我更新。而另一個則進(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,這一過程是不停地進(jìn)行著的?! ?/p>

目錄

原理

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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,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)胞分化出來的淋巴細(xì)胞有兩個發(fā)育途徑,一個受胸腺的作用,在胸腺素催化下分化成熟為胸腺依賴性淋巴細(xì)胞,即T細(xì)胞;另一個不受胸腺,而受腔上囊(鳥類)或類囊器官(哺乳動物)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)。因為造血系統(tǒng)原始細(xì)胞惡性增生、不會凋亡,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,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,但是在采集的時候難免會混雜有白血病細(xì)胞,造成以后復(fù)發(fā)的來源,所以有時需要進(jìn)行異基因骨髓移植。但是不是任何人的骨髓拿來都可以移植的,如果兩個人免疫標(biāo)記相差太大就會造成過強(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,將會送到骨髓庫進(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,對身體也無害,就是將您的血液循環(huán)到一個采集機(jī)器中,機(jī)器自動采集,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。

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。

因為有了造血干細(xì)胞移植技術(shù),世界各地成千上萬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,不斷新陳代謝。它們均來自于一種始祖細(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,會促使骨髓把儲備的白細(xì)胞釋放,并刺激骨髓造血功能,促使血細(xì)胞的生成,不會影響身體健康。

人體的造血干細(xì)胞主要存留在長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,紅骨髓充滿全身骨髓腔,隨著年齡長大,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,部分黃骨髓又可以變成紅骨髓而繼續(xù)進(jìn)行造血。  

實踐上證明安全

我國大陸已經(jīng)采集 270 多例造血干細(xì)胞,這是無血緣關(guān)系的,有血緣關(guān)系的則更多;

臺灣已經(jīng)采集 800 多例造血干細(xì)胞(大部分為骨髓)。

國際上美國已經(jīng)采集 2 萬多例造血干細(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際上的報道,至今還沒有因采集外周血造血干細(xì)胞引起對捐獻(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>

動員劑安全可靠

從外周血采集造血干細(xì)胞簡單、省事,故我國捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞較多采用此種方法。但在正常生理條件下,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際上的報道,至今還沒有發(fā)現(xiàn)其對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 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 CD34+ 量,在最高峰時間采集,對捐獻(xiàn)者本身無不良影響?! ?/p>

采集技術(shù)成熟

中華骨髓庫有經(jīng)專家委員會審定的移植醫(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單、安全。

在整個采取過程中所用的器材都經(jīng)過嚴(yán)格消毒,并一次性使用,確保了捐獻(xiàn)者的安全?! ?/p>

來源

一般造血干細(xì)胞來源于三個渠道:

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。

中華骨髓庫目前主要開展外周血造血干細(xì)胞采集。

三種來源及應(yīng)用對比

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,采集前注射動員劑無痛苦 在髓骨上鉆孔采集 需住院需麻醉不需注射動員劑有痛苦 收集臍帶血
移植應(yīng)用 普遍 較少 只適用25KG下兒童
成本 很高
采集及恢復(fù)時間 2-4天 半年 --
保存 無需保存 無需保存 實體保存
應(yīng)用 普遍 較少 很少
血液
白血病白血球
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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