利用抗体扩展干细胞的相容性

什么是造血干细胞移植？

造血干细胞 (Haematopoietic Stem Cells) 具有多潜能性和自我更新的特质, 会在体内产生所有其他类型的血细胞。这些细胞存在于骨髓中, 负责补充维持我们身体所需的数万亿个血细胞。

造血干细胞移植 (有时也称为骨髓移植或简称干细胞移植), 是指将来自捐赠者或其它来源的造血干细胞给予患血液病的患者, 利用健康的干细胞代替患者的患病的干细胞, 作为治疗和治愈疾病的方法。

迄今为止, 造血干细胞移植已用于治疗多种致命疾病, 包括血液疾病 (例如镰刀细胞性贫血症和地中海贫血), 自身免疫性疾病, 遗传性疾病和某些类型的癌症。

需要克服的障碍

尽管造血干细胞移植挽救了生命, 但该过程并非没有风险和困难。

问题＃1 – 移植前的预处理

在接受移植之前, 患者须接受一种称为预处理的程序。预处理采用大剂量化疗或放射治疗或同时使用两者将患者体内的骨髓, 血细胞, 免疫细胞去除。这些预处理的方案对人体非常苛刻, 所以医生一般不会轻易建议移植治疗。

问题2 – 合适的捐赠者细胞

捐赠者的干细胞里, 除了造血干细胞外, 还含有其它类型的细胞。这代表着来自捐赠者的免疫细胞也有可能随之而进入患者体内, 引起称为移植物抗宿主病的致命并发症。

在这种情况下, 来自捐赠者的免疫细胞 (T细胞)会将患者的组织识别为异物, 并开始攻击它们。触发移植物抗宿主病的风险可以透过使用与患者高度匹配的干细胞减低。

但是, 要找到这种完美匹配非常困难, 特别是如果患者属于少数族裔, 这意味着必须通过使用免疫抑制剂来减低排斥风险。但使用免疫抑制剂的问题是, 尽管这些药物使得捐赠者和患者没那么匹配的干细胞移植成为可能 (增加将干细胞植入患者骨髓的可能性), 但它们也同时增加了感染的风险。

抗体介导

在此项研究中, 研究人员探讨利用抗体去克服上述两个困难的可能性。

抗体是由免疫系统产生的蛋白质。它们识别异物表面上的标记 (称为抗原), 并向免疫系统发出信号, 攻击并破坏这些入侵者。研究人员在先前的研究中发现, 在小鼠中引入对造血干细胞和免疫细胞具有特异性的抗体可以促进捐赠者和患者不匹配样本移植的可能。

这个做法的概念是, 将这些抗体引入患者体内后, 通过一种称为抗体介导的消耗过程识别并选择性地破坏患者的造血干细胞, 从而允许来自捐赠者的新造血干细胞取代它们。虽让这项实验解决了苛刻的预处理方案问题, 但并没有解决捐赠者和患者之间样本匹配的问题, 而这正是此项研究的目的。

使用与患者不匹配的移植样本

此项研究中, 研究人员扩展了他们在先前研究中所使用的方法, 增加了针对免疫细胞的抗体。这一次, 他们所用的六种抗体混合物包含了两种对造血干细胞特异的抗体和四种对各种免疫细胞特异的抗体。

通过使用抗体混合物预处理方案, 研究人员成功为小鼠移植与其仅属半匹配 (单倍型造血干细胞) 的造血干细胞。单倍型造血干细胞移植是指供体和受体的免疫标记之间只有50％的匹配 (HLA匹配), 这情况类似于父母与孩子之间或兄弟姐妹之间进行的移植。

而且, 使用这个方法, 他们能够在供体小鼠与受体小鼠完全不匹配的情况下成功进行移植。

展望未来

根据这次研究的发现，研究人员合乎逻辑的下一步便是将类似的实验在较大的动物模型中进行，以证实抗体介导的预处理也适用于其它动物模型。

如果类似的实验在更多的动物模型中也取得同样的成功，那么对我们来说这意味着我们有望可迎来更好的干细胞疗法：

1. 更安全, 温和的造血干细胞移植
2. 利用“半匹配”干细胞治疗疾病
3. 可使用实验室培养的干细胞作为治疗疾病的替代方法

正如我们先前提到的, 找到匹配的干细胞是造血干细胞移植最主要的问题。因此, 任何能够增加器官和干细胞使用率的方法都十分令人期待。

参考文献

Antibody Conditioning Enables MHC-Mismatched Hematopoietic Stem Cell Transplants and Organ Graft Tolerance