实验室培育干细胞,有望打破癌症治疗困境
作者 詹姆斯·伍德福德
人类造血干细胞首次在实验室中制造成功,这或许能极大地改进我们治疗某些癌症的方法。
当下,这些实验室培育的细胞只在小鼠身上做了测试,但将其注入这些动物体内时,这些细胞变成了功能性骨髓,其水平和脐带血细胞移植后的水平相近。
通过放射治疗和化学治疗来治疗诸如白血病和淋巴瘤之类的癌症有可能会破坏骨髓中的造血细胞。干细胞移植意味着新的、健康的骨髓和血细胞能够得以生长。脐带是干细胞特别丰富的来源,但捐赠有限,而且移植可能会被身体排斥。
这种新方法能够让研究人员从实际患者身上制取干细胞,从而解决供应难题,还能降低患者身体出现排斥反应的风险。
首先,人类血液或皮肤细胞通过一种称为重编程的过程转化为所谓的多能干细胞。“这涉及暂时激活四个基因,其结果是患者细胞会恢复到早期发育阶段,在这个阶段它们能够成为体内的任何细胞,”墨尔本默多克儿童研究所的安德鲁·埃勒凡蒂(Andrew Elefanty)说。
第二阶段涉及将多能干细胞转化为造血干细胞。“我们首先制造出数千个小的细胞浮球,每个球里有几百个细胞,并且引导它们从干细胞依次转变为血管,再转变为血细胞,”埃勒凡蒂说。他说,这个称为分化的过程大约需要两周时间,并产生数百万个血细胞。
然后,将这些细胞注入没有免疫系统的小鼠体内,在多达 50%的病例中形成了功能性骨髓。埃勒凡蒂说,这意味着它产生了与健康人类骨髓相同的携带氧气和抗感染的细胞。“正是这种长时间制造所有血细胞类型的独特能力将这些细胞定义为造血干细胞,”他说。
阿巴斯·沙菲伊在布里斯班的昆士兰大学表示,这项工作对于血癌新疗法而言是一次“重大突破”。“此前从未有人做过,未来具有很大的潜力。”但他说,即使动物试验完成,在该方法能够应用于临床之前,还需要在人类身上进行大量研究。
西蒙·康恩在澳大利亚阿德莱德的弗林德斯大学表示,该团队方法的一个关键优势在于,其能够扩大规模,从而产生“实质上源源不断的”造血干细胞供应。但他还补充道,这项工作要么基于血液细胞,要么基于皮肤细胞,成功率以及血细胞的多样性取决于初始的细胞类型。
他说:“这表明,即便在小鼠的临床前阶段,这种治疗也是不一致的,在对人类患者进行任何临床试验之前,这一问题需要得到解决。”