科普 | 新生命的饋贈:胎盤來源幹細胞

新生命幹細胞 發佈 2020-02-06T15:08:18+00:00

其中部分成果分別在NewEngland Journal of Medicine,Lancet,Cell,Blood,Stem Cells,Oncogene和J Biol Chem等雜誌上發表。

胎盤的醫學價值自古以來就備受重視,據《本草綱目》記載:「天地之先,陰陽之祖,乾坤之始,胚胎將兆,九九數足,胎兒則乘而載之,其遨遊於西天佛國,南海仙山,飄蕩於蓬萊仙境,萬里天河,故稱之為河車。」



古人將胎盤比作遨遊於仙界天河中的河車,載著胎兒來到人世。又因胎盤剛娩出時是紅色,稍放置後變為紫色,因此得名「紫河車」。

在現代醫學看來,胎盤是胎兒的附屬物,胚胎和母體組織的結合體,母體和胎兒之間的中介。在妊娠中後期,胎盤又成為一個分泌器官,合成多種激素,同時富含干擾素、免疫球蛋白和各種生長因子。

胎盤構造上可區分為胎兒部分及母體部分,胎兒部分包括羊膜、絨毛板及絨毛組織,母體部分則為蛻膜。而絨毛組織占了胎盤的絕大部分包含核心的結締組織與滋養層細胞。

研究發現,胎盤中含有豐富的幹細胞,擁有廣闊的應用前景。

近期,世界胎盤幹細胞協會主席Ornella Parolini博士等在《Expert Review of Hematology》上刊文,闡述了胎盤幹細胞的定義、研究現狀以及聯合臍帶血應用的價值。


一、胎盤幹細胞

根據2007年在義大利布雷西亞舉行的第一屆胎盤源幹細胞國際研討會[45],胎盤的四個主要區域被認為有潛在的干/祖細胞:羊膜上皮、羊膜間質、絨毛膜間質和絨毛膜滋養層組織。



同樣作為新生兒附屬物,臍帶、胎盤、羊水和臍血不僅在空間上共存,在生物學基礎上也關係密切。這些組織中的干/祖細胞被統稱為「圍產期幹細胞」。


圍產期幹細胞群包括:

• 造血幹細胞(HSCs):存在於臍帶血中。

• 間充質幹細胞(MSCs):來源廣泛,可從臍帶血(hUCBMSCs)、臍帶組織(hUCMSCs)、絨毛膜(hCMSCs)、羊膜(hAMSCs)、羊水(AFMSCs)和來自母體的蛻膜(hDMSCs)中分離。

• 上皮樣細胞(hAECs)可從羊膜中分離。

• 滋養層細胞(hCTCs)可從絨毛膜中分離。



在妊娠過程中,胎盤是一個強有力的造血部位。造血幹細胞在E11(胚胎第11天)可在小鼠胎盤中檢測到,並在E12.5時顯著增加,而在E15.5後,胎盤中很少或不能發現HSCs[5],它們最終遷徙到胎兒肝臟和骨髓中。

因此,臨床可用的胎盤造血幹細胞實際上等同於臍帶血造血幹細胞。


二、始於羊膜

Parolini博士認為,胎盤幹細胞的研究或許受到了羊膜的啟發,羊膜應用歷史可追溯到100多年前。

1910年,Davis首次將羊膜作為皮膚移植的手術材料,證明了羊膜在皮膚移植中的效果優於異種移植或死亡捐獻者移植[68]。

1913年,Stern和Sabella首次報導使用羊膜治療皮膚傷口。幾十年後,羊膜被越來越多地用於不同的治療方案,比如陰道重建手術,修復結膜缺陷[73]和燒傷等。

胎盤組織及其細胞是目前臨床應用中令人感興趣的治療性生物材料。隨著膜低溫保存技術的發展[76]以及分離提取和培養技術不斷優化,人們對羊膜在更多領域的應用重新產生了興趣。

目前,羊膜常用於眼科學領域[77-80],並且在皮膚科中也越來越重要,可用於燒傷、慢性潰瘍[81]以及預防術後粘連等多種外科手術中。

自20世紀初首次有文獻記載使用羊膜以來,包括羊膜的臨床應用製備的多個領域已經取得了很大進展。事實上,現在有很多公司將羊膜及其衍生物進行商業化[82]。

胎盤幹細胞的研究從羊膜開始,也以羊膜為主,主要原因可能是:絨毛膜處理難度大,極易污染;蛻膜來源於母體,幹細胞活性及研究前景可能不如新生兒幹細胞。


羊膜幹細胞的製備(源自:307-Ivy轉化醫學中心),左右滑動查看更多


三、臨床研究

胎盤幹細胞的研究價值受到全球科學家的廣泛關注,已開展了多項臨床試驗及臨床前研究。

小編部分參考原文獻(統計24項臨床試驗),對2020-1-14前登記在美國國立衛生研究院臨床試驗登記系統(ClinicalTrials.gov)上的35項胎盤幹細胞臨床試驗進行了分析。

每年註冊數量在1-3項,2011和2013年是兩個高峰。


目前,已完成的13項臨床試驗中,兩家公司各貢獻了4項。

Pluristem公司的PLX-PAD完成了周圍動脈疾病的2項1期臨床試驗和1項2期臨床試驗,1項全髖關節置換術的1/2期臨床試驗。PLX-PAD是一種胎盤來源的間充質基質細胞。

Celularity公司的PDA001和PDA002是兩種胎盤來源間充質基質細胞,分別完成了克羅恩病和糖尿病併發症的1期和2期臨床試驗。Celularity是Celgene將胎盤幹細胞業務拆分獨立出的一個公司。


按照臨床試驗分期來看,大部分臨床試驗處於1-2期。目前正在招募中的兩項3期臨床試驗都來自Pluristem公司的PLX-PAD,適應症分別為嚴重肢體缺血和髖部骨折。


Celgene、Pluristem公司和瑞典卡羅琳斯卡醫學院是胎盤幹細胞研究註冊最多的三家機構,後者主要研究蛻膜基質細胞。


從細胞來源來看,23項(66%)明確為間充質幹細胞;7項(20%)為蛻膜基質細胞;1項(3%)為羊膜組織;4項(11%)為未明確具體來源的胎盤幹細胞,其中2項是聯合臍帶血造血幹細胞應用。

雖然羊膜是胎盤幹細胞研究的主力,但明確為羊膜來源的臨床試驗數量只有1例,27項(77%)臨床試驗未指明幹細胞具體來源。



從適應症上看,血管疾病糖尿病及併發症炎症GvHD相關臨床試驗開展較多。

除此之外,科學家還開展了大量臨床前研究,已證實胎盤幹細胞在組織纖維化、神經系統病變、自身免疫性疾病、消化系統疾病、心血管系統疾病等領域有廣闊的應用前景。

這些研究為進一步拓展胎盤細胞的臨床治療應用前景奠定了基礎,也將有助於深入了解胎盤源細胞治療的作用機制。


Ornella Parolini博士是胎盤幹細胞研究領域的領軍人物,國際胎盤幹細胞協會(Internat-ional Placenta Stem Cell Society)主席並擔任羅馬天主教大學(Catholic University in Rome) 教授。Parolini博士在原發性免疫缺陷和胎盤幹細胞的研究取得顯著的成果,已發表SCI文章100多篇*,他引8000餘次,H指數為43。其中部分成果分別在New England Journal of Medicine,Lancet,Cell,Blood,Stem Cells,Oncogene和J Biol Chem等雜誌上發表。Parolini博士已累計受邀大會發言70*余次,同時是多個國際知名雜誌和基金委員會的評審專家。(* 2014年數據)


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文 |

撰文:Cel G

修訂:步步先生

圖 | 網絡

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