作者简介：赵辉，细胞产品国家工程研究中心临床研究部部长。主要从事细胞生物学，血管新生与出凝血研究，具有丰富的临床工作及研发经验。总编审了《干细胞研究工具及实验方法》。
研究干细胞可以让我们了解干细胞是如何转化成其他构成人体的特定细胞。有些严重疾病，如癌症和出生缺陷, 往往是在干细胞分化过程中出现了问题。通过对正常细胞发育和分化的认识能帮助我们更好地了解并治疗这些疾病。
干细胞另一个潜在的用途就是制造细胞和组织用于临床治疗。现在，捐赠的器官和组织通常被用来修复疾病或破损的组织器官。然而，可用于移植的数量远远不能满足实际需要。多能干细胞提供了一种可能性，作为替代细胞和组织的一种资源，用来治疗多种疾病和伤残。
干细胞与血液系统疾病
造血干细胞是来源于造血组织中的多能干细胞。造血干细胞移植是近半个世纪来临床医学取得的重大进展之一，目前已成为治愈恶性血液病最有效的方法。
造血干细胞移植按其采集来源可分为骨髓移植、外周血造血干细胞移植和脐带血造血干细胞移植。按移植干细胞的免疫学特征可分为自体移植、异基因移植、同基因移植和异种移植。据统计，目前全世界范围内每年进行异基因造血干细胞移植3万多例，自体造血干细胞移植约5万多例，且每年以10％～15％的幅度在增长。
然而，造血干细胞移植这种治疗需要配型，而且即使配型成功进行移植还是会发生许多并发症，如感染、出血、移植失败等，而且不可避免地会发生移植物抗宿主病（GVHD）——一种因供者细胞攻击宿主组织和器官如消化道、皮肤、肝脏等所致的免疫排异性疾病。目前治疗GVHD主要是基于糖皮质激素为主导的免疫抑制剂基础上的，这种治疗虽然有一定效果，但是仍然有相当比例的患者对这种治疗反应较差，而且这种治疗本身也会对机体造成很多副作用，因此寻找一种更为安全有效的治疗方法是必然趋势。
研究表明，间充质干细胞具有免疫抑制作用，可以抑制淋巴细胞活性，控制移植排斥反应，而且还能产生多种细胞因子，支持造血，促进化疗和放疗后骨髓恢复。基于此，一些研究者尝试将间充质干细胞用于造血干细胞移植以支持造血和减少GVHD的发生。临床试验研究中发现，间充质干细胞促进了大部分患者的造血恢复，而且可以有效地降低移植副反应，预防和减少GVHD，以及促进骨髓造血恢复，提示造血干细胞和间充质干细胞共移植治疗可以对患者产生有益的治疗效果。美国科学家应用异基因骨髓间充质干细胞治疗急性GVHD的临床实验证实，急性GVHD患者经过两次静脉输注间充质干细胞，94%的患者对治疗产生应答，74%的患者临床症状完全缓解，治疗组患者生存率较常规治疗组显著提高。
干细胞与血管性疾病
近年来，干细胞研究的一个重要进展是造血干细胞在血管疾病治疗中的应用。早在100多年前，就有人提出造血细胞和血管细胞来源于一个共同的干细胞——血液血管干细胞。血液血管干细胞可以发育分化成造血干细胞和血管干细胞，后两者进一步分化增殖形成血细胞和血管两大系统。但近年的研究发现，造血干细胞和血管干细胞的界限并不清晰、功能上有重叠，而且能相互转化。两者实质上是一群处于不同分化阶段的多能干细胞。我国学者在国际上首次开展外周血干细胞移植治疗动脉硬化性闭塞症，糖尿病足等重度下肢缺血性疾病的研究，并取得了显著疗效，使众多患者避免了截肢的痛苦。干细胞用于心脑血管病的治疗研究也正在不断深入。
心脑血管病是当今世界上严重威胁着人类健康的疾病之一，随着人口老龄化，其发病率与日俱增。冠心病尤其是急性心肌梗死引起的心肌坏死只能通过成纤维细胞取代而形成无收缩功能的瘢痕组织，非破坏区的其他心肌细胞出现反应性肥大，造成离心性肥厚与心脏重构，最后导致心力衰竭。药物、介入治疗等虽然保护了心功能，提高了患者生活质量，但却不能从根本上逆转心肌细胞数量减少，而心脏移植则由于供体来源少、风险大、排斥反应等难以广泛开展，因此寻找新的有效治疗手段成为目前的研究热点。细胞移植是一种很有发展前景的治疗手段之一。目前用于修复坏死心肌的移植细胞种类很多，如成纤维细胞、平滑肌细胞、骨骼肌卫星细胞、胎儿或新生儿心肌细胞、胚胎干细胞等，但以上细胞或不能与宿主细胞形成电—机械耦联，或因为免疫排斥、细胞来源困难、伦理道德等问题使其难于广泛应用于临床。
间充质干细胞是目前认为较适宜移植的细胞之一。间充质干细胞可以用于治疗心血管疾病主要因为这些干细胞可分化为心肌细胞，可以替代修复已发生凋亡或已坏死的心肌细胞、增加心肌数量、增强心肌收缩力，使心功能逐渐恢复。间充质干细胞还可以分化为血管内皮细胞，在梗死部位形成新生毛细血管，重建梗死部位的血运，增加缺血区的灌注，减少梗死范围，提高心功能。此外，间充质干细胞能分泌多种细胞因子，发挥促血管增殖的作用。对周围组织起到保护作用，抑制宿主细胞凋亡，诱导血管形成，对缺血损伤也有保护作用。间充质干细胞的一些其他作用，如下调梗死心肌胶原酶、基质金属蛋白酶抑制剂的表达，调节梗死局部胶原代谢，促进胶原降解，减少胶原沉积，从而减轻梗死区瘢痕的硬度，减轻心肌纤维化程度，抑制心室扩张和梗死后心室重构，改善心功能。
目前间充质干细胞对于缺血性心脏疾病的治疗已经进入临床实验阶段。 2007年5月的一项随机、对照、双盲实验报道，56名缺血性心脏病患者接受间充质干细胞治疗耐受性良好，随访6个月，治疗组较对照组发生心率失常的可能性减少了75%，发生室性早搏的可能性减少了50%。治疗组由于前壁心梗引发心功能不全的病人射血分数于3个月提高了24%，6个月提高了25%，而安慰剂对照组的心功能未见明显提高；治疗组肺功能显著改善，治疗组有42%的患者全身状态得到改善，而对照组仅有11%的患者得到相应的改善。在此研究的基础上，间充质干细胞治疗心脏病的更大规模的临床实验正在深入开展。
《科学时报》 (2008-11-26 B3 专题)
