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辽宁省人民医院消化内科最近成功地为一名晚期肝硬化患者实施了骨髓干细胞肝内移植。该患者43岁,有10余年乙肝病史,5年前被确诊为肝硬化,经脾切除和断流手术,病情稍有缓解。但术后经常发作肝性脑病,已经到了肝功能衰竭的晚期。医生们采取患者自身骨髓干细胞移植,注入患者发生坏死的肝脏。术后患者恢复情况良好,原来经常发作的肝性脑病术后未再发作,肝功情况有所改善。据悉,待患者的骨髓干细胞恢复和增生到一定程度时,医务人员将择期为其再做一次干细胞移植手术,使患者受损肝细胞进一步恢复。
河南科技大学第一附属医院血液科最近为一名3岁的类风湿关节炎患儿实施骨髓干细胞移植,成功地挽回了患儿的生命。这名患儿治疗前持续低烧后继而高烧,四肢关节红肿,疼痛难忍,无法行走,被确诊为小儿类风湿性关节炎,生命垂危。医务人员从患儿体内抽取140毫升骨髓,净化处理后又移植回患儿体内,使患儿成功重建了正常的免疫系统,抵御有害细胞继续攻击患儿关节,健康地走出了无菌病房。
运用腹腔镜切除病肾
北京友谊医院近日应用腹腔镜微创技术,为一位曾在外院做过两次外科大手术的肾病患者,成功实施了肾脏切除手术。患者是一位中年女性,7年前因患先天性肾盂输尿管连接部狭窄,在外院做过两次手术。近年来患者左肾萎缩、积水加重,肾功能逐渐丧失并伴发高血压体征,住进北京友谊医院泌尿外科。专家诊断后认为,需要再次手术切除已失去功能的肾脏。但患者此前已做过两次大手术,再做开放性手术十分困难。经过认真慎重的研究.医生决定采取经腹腔入路的腹腔镜微创手术摘除肾脏。专家按照预定的方案,将内视镜和超声止血刀沿着患者左侧腹部两个约1厘米的切口进入肾脏病灶区域,在电视直接监视下,专家饶开病灶周围重要的神经和血管,游离肾蒂,暴露肾动、静脉,分别结扎、切断肾脏血管,然后剥离肾脏和榆尿管,吸除肾内积水,把缩小的肾脏从腹部切口取出。手术共进行了3个小时,术中出血极少,未进行输血。经过短期住院观察后,患者恢复良好,各项体检指标均正常,已平安出院。
据悉,像这样复杂的病例手术成功,在国内尚属首次。
北大医院完成首例肺移植术
近日,北大医院胸外科成功地为一位18岁的女性患者实施了肺移植术,这也是我国首例成功的肺移植术。
患者因髓母细胞病在外院手术后化疗,引起双肺纤维化,导致进行性呼吸困难,住进北大医院胸外科。鉴于患者情况,专家认为必须进行肺移植术,才能挽救患者的生命。经过认真研究,北大医院胸外科提前两个多月开始了积极筹划和周密准备。一方面积极联系肺的供体,一方面成立了以胸外科李简主任为首的肺移植小组,开展理论学习、讨论和大量的动物实验。取得供体后,立即为患者进行手术。在手术过程中,麻醉科、心外科、心内科的专家积极予以配合。鉴于患者术前肺功能差、氧合低,心外科提前准备配合体外转流。手术开胸后发现患者左侧胸腔内粘连严重,肺切除遭遇困难,在麻醉医生和体外转流支持下,病人度过最艰难的时刻。术中,心内科经食道超声严密监测患者的心功能和循环情况。肺切除后,供体肺吻合、支气管和肺动、静脉均一次吻合成功。手术后患者转入监护室,循环、呼吸状况平稳。目前病人恢复良好,已开始进行功能锻炼。
粉碎性骨折可以复原
异基因造血干细胞移植后,供者细胞可产生强大而持久的免疫治疗功效,其中异源反应性NK细胞活性是T细胞异源反应活性以外的,具有显著抗肿瘤/白血病活性的自然免疫现象,并逐渐受到人们的重视。已证实,NK细胞通过其受体与靶细胞MHC分子特异性的识别机制参与移植物抗白血病(GVL)作用并影响移植物抗宿主病(GVHD)的发生。异基因造血干细胞移植后异源反应性NK细胞输注已从动物实验逐渐应用于临床。本文就NK细胞异源反应性及其在异基因造血干细胞移植中的作用进行综述。
【关键词】 异基因造血干细胞移植;NK细胞;移植物抗白血病;移植物抗宿主病
Role of NK Cells in Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation ——Review
Abstract
After allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT),the donor cells present a profound immunization therapy efficiency. Among these effector cells,allo-reactivity natural killer (NK) cell activation are concerned with the graft-versus-host disease (GVHD) and graft-versus-leukemia (GVL) effect . As known,GVHD is primarily a T-cell-mediated event but not initiated by NK cells. NK cells may significantly enhance GVL immune response by using an integration of activating and inhibitory receptors. Allo-reactivitive NK cell infusion after allo-HSCT already transits from experiments to clinic. In this review the background on NK cells,and their clinical roles in Allo-HSCT were summarized.
Key words
allogeneic hematopoietic stem cell transplantation; natural killer cell; graft-versus-leukemia; graft-versus-host disease
异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)是治疗多种恶性病及一些非恶性病的有效方法,尤其在治疗急性白血病方面,可使50%患者长期无病生存。研究发现,异基因造血干细胞移植后,供者免疫系统在受者体内的重建可产生移植物抗白血病(graft versus leukemia,GVL)作用,但也产生危及患者生命的移植物抗宿主病(graft versus host disease,GVHD)及迟发的免疫功能障碍。随着对NK细胞功能及活化机制的了解,其在allo-HSCT后造血重建及免疫重建中的作用越来越受到重视。许多的动物实验和临床观察均提示allo-HSCT后,供者NK细胞的异源反应活性通过促进植入、阻止T细胞介导的GVHD、攻击宿主白血病细胞发挥GVL效应。上述现象最初发现于单倍不相合移植,而后研究提示在HLA相合有血缘关系及非血缘关系供者移植中均有体现[1,2]。但最近国外也有研究发现,KIR-配体不相合引起的NK细胞异源反应性与移植相关死亡率(transplantation related mortality,TRM)升高及总存活率下降有关[3,4],故在这方面的研究仍是热点,存在许多争议。本文就NK细胞异源反应性的形成机制、NK细胞在allo-HSCT中的作用等问题的研究新进展综述如下。
NK细胞群
NK细胞及来源
NK细胞是淋巴细胞谱系中不同于T、B淋巴细胞的一类大颗粒淋巴细胞,其代表性表型为CD3-、CD56+、CD16+。它是天然免疫系统的主要效应细胞,无需抗原预先致敏,与靶细胞混合后4小时内即可发挥杀伤作用,表现为速发效应,因此位于机体抵御肿瘤和病毒感染的第一道防线,同时又能通过早期分泌多种细胞因子和趋化因子来调节获得性免疫,故也是连接天然免疫与获得性免疫的桥梁[5,6],在机体免疫调节、造血调控、抗肿瘤和抗感染等方面发挥着重要的作用。Cooper等[7]根据NK细胞上CD56分子表达密度的不同将NK细胞分为CD56bright和CD56dim两个亚群,在正常人外周血单个核细胞主要参与NK细胞细胞毒作用。NK细胞来源于骨髓CD34+造血干细胞,其发育、成熟需要骨髓微环境包括骨髓基质及其来源的细胞因子。NK细胞与T细胞来自同一祖细胞,这种分化上的亲缘性可能解释了NK细胞活化也受协同刺激信号的影响,及胞内信号传导通路与T细胞极为相似等现象。但与T细胞不同,NK细胞的发育成熟不依赖于胸腺,在骨髓微环境中,IL15与其配体C-kit(KL)和flt-3(FL)的协同作用是NK细胞发育的关键生理调节因素,在其最初发育期,NK祖细胞在早期基质细胞活化生长因子KL、FL作用下发育为NK细胞前体,该前体细胞在IL-15作用下发育成熟为功能性NK细胞。
NK细胞受体及杀伤活性调节
NK细胞功能的发挥主要依赖于其识别靶细胞的受体。它有两种受体:一类是激发NK细胞杀伤作用的杀伤细胞活化受体(killer activatory receptor,KAR),如CD94/NKG2C、NKP-P1、KIR-3Dshort;另一类是抑制NK细胞杀伤作用的杀伤细胞抑制受体(killer inhibitory receptor,KIR),如CD94/NKG2A、KIR-3Dlong。按分子结构,也可将与NK细胞杀伤作用相关的受体分为免疫球蛋白样受体(immunoglobulin-like receptor)和凝集素样受体(lectin-like receptor)。一般认为,NK细胞可同时表达活化和抑制受体,其杀伤功能取决于表面抑制性受体与活化受体所传递信号的综合。抑制性受体KIR的配体为MHC-Ⅰ类分子。由于抑制性受体与其配体结合的亲和力大于活化受体,因此通常以抑制性信号占优势。正常情况下,机体组织细胞表面表达自身MHC-Ⅰ类分子,NK细胞KIR识别自身MHC-Ⅰ类分子,产生杀伤抑制信号,该信号在胞内起主导作用,能阻断杀伤信号的传递,表现为自身组织细胞不被破坏。只有当靶细胞表面MHC-Ⅰ类分子表达降低、丢失或发生变异(如细胞发生恶性转化、病毒感染等)时,NK细胞才能活化并启动杀伤作用,此即NK细胞的丢失自我(missing self)识别模式,即“杀伤自身MHC抗原减少或消失的细胞”[8]。
异基因造血干细胞移植中的NK细胞作用
NK细胞的“有利作用”
在异基因造血干细胞移植中,根据上述“丢失自我机制”,大部分情况下供者NK细胞KIR与受者靶细胞MHC分子的特异性识别表现为KIR-配体不相合性(少数情况下供受者KIR基因可能相合),可激活供者NK细胞,产生异源反应性NK细胞。KIR-配体不相容性与供者NK细胞的异源反应性密切相关。研究证实,此机制已参与移植物的植入、GVL作用及GVHD的发生,并对异基因造血干细胞移植产生有利影响,现分述如下。
NK 细胞与移植物的植入
无论供者、受者NK细胞都对移植物的植入有一定影响。受者方面,尽管在鼠类的研究显示了抗放射性宿主NK细胞在抵抗骨髓植入中的重要性,但临床干细胞移植中宿主NK细胞介导的抗植入现象却很有限。移植前抑制受者免疫的强化处理方案及大量植入的干细胞数量可基本抵消受者NK细胞的抗植入作用。供者方面,越来越多的研究发现,allo-HSCT过程中供者异源反应性NK细胞可主动攻击宿主细胞,辅助供者干细胞成功植入。供者来源的NK细胞(无论是原本存在于移植物中的还是由植入干细胞新分化发育的)都对促进植入有重要作用。当供受者KIR不相合引发供者NK细胞异源反应性时,供者NK 细胞通过识别杀伤受者残留淋巴细胞和造血细胞而发挥强有力的促植入作用[9]。Peters等[10]的临床研究发现,5例高危急性白血病患者经单倍相合异基因造血干细胞移植后,输注纯化的供者NK细胞可增加稳定嵌合体的形成,进一步证实了供者NK细胞可巩固移植物植入。
NK细胞与GVHD
GVHD的发生主要由T细胞介导。这一过程始于供者T细胞伴随造血干细胞进入受者体内与受者抗原相遇。启动GVHD的关键的第一步是抗原呈递细胞(APC)向供者CD8+T细胞呈递主要和次要组织相容性抗原。NK细胞并不引发GVHD。研究发现,在鼠类供受者H-2相合但仍可发挥供者NK细胞异源反应性的干细胞移植实验中,无GVHD出现,而且给受体鼠大剂量输注不相合NK细胞克隆也不引发GVHD[11]。进一步在临床移植观察中,单倍相合的allo-HSCT后的供者NK细胞输注是可耐受的,并不导致GVHD。然而,由于GVHD诱发的细胞表面分子上调并通过NKG2D配体激活NK细胞,使得NK细胞可能促进靶细胞的损伤。另一方面,在HLA不相合干细胞移植中,供者NK细胞可通过表达LFA-1(淋巴细胞功能相关抗原1,是一种黏附分子,介导NK细胞与靶细胞结合)的造血系统特异靶细胞减轻GVHD。供者异源反应性NK细胞可于输注后数小时之内杀灭受者淋巴细胞、骨髓细胞及APC[11]。理论上APC为启动GVHD所需,故输注异源反应性NK细胞应可以减轻GVHD。临床研究数据支持这一假说:在单倍相合和非亲缘供者异基因造血干细胞移植中,存在NK细胞异源反应性的供-受者的GVHD发生率确实低于KIR相合者[12]。
转贴于 NK细胞与GVL
在相同预处理条件下,allo-HSCT治疗恶性血液病的复发率低于自体造血干细胞移植。目前认为,其主要原因是异源反应性NK细胞、T细胞所产生的GVL效应[13]。NK 细胞与T细胞的异体反应性的区别显示,在HLA不相合移植中T细胞是GVHD的主要效应细胞,而NK细胞在移植物植入及GVL中起主要作用。前面已提到造血细胞对NK细胞的攻击很敏感,根据“丢失自我”识别模式,当NK细胞遇到KIR不相容的白血病细胞(靶细胞)时,就会显示出强大的细胞毒作用,而在KIR相合或自体造血干细胞移植中无此作用。将人类异源反应性NK细胞克隆输注到已植入人AML细胞转染性NOD/SCID小鼠D的实验研究发现:未治疗组及给予人无异源反应性NK细胞克隆组小鼠均于3周内死亡;而输入人异源反应性NK细胞组(即使输入的细胞数很少),这些异源反应性NK细胞即可清除白血病细胞并使小鼠存活120天。动物实验及临床移植均证实由KIR不相合产生的异源反应性NK细胞是allo-HSCT预后的有利因素。
NK细胞的“不利影响”
如前所述,异源反应性NK细胞在allo-HSCT中有许多有利作用,目前这方面的理论研究及临床实践很多。但近期一些临床研究也得出一些KIR-配体不相合引起的异源反应性NK细胞对移植的不良影响。一方面,Ruggeri等[14]最近仍报道单倍相合造血干细胞移植后,异源反应活性NK细胞介导的供者抗受者异源性反应可减少AML患者复发危险,改善植入,减轻GVHD;并进一步提出临床应用中可通过供者及受者高分辨HLA基因配型,积极鉴定供者KIR基因,甚至在一些病例中根据供者NK细胞克隆功能评价选择单倍体供者,均可能有助于增强巩固供者抗受者的NK细胞异源反应性。但另一方面,Nguyen等[15]在10例AML经单倍相合造血干细胞移植患者中研究移植后的NK细胞重建,发现尽管10例中8例KIR配体不相合,10例AML患者单倍相合造血干细胞移植后NK细胞恢复中未观察到GVL效应。且干细胞移植后产生的NK细胞表现出不成熟的表型:细胞毒性CD3(-) CD56(dim)亚型很少,表达KIR、NKp30 减少,而表达CD94/NKG2A增加。这些结果揭示,单倍相合干细胞移植后产生的NK 细胞 被阻滞在一种具有特殊表型特点的非成熟阶段,功能不全,对免疫应答及抑制恢复有潜在影响。不成熟的NK细胞,及NKG2A的抑制作用减轻了GVL效应。同时,Malmberg等[3],Schaffer等[4]在190例非亲缘供者造血干细胞移植中(KIR-配体不相合者167例,相合者23例)的最新研究发现,KIR-配体不相合引起的NK细胞异源反应性与TRM升高及总存活率下降有关。这主要由严重感染引起,考虑由KIR-配体不相合引起的同种异源反应性NK细胞的存在可能潜在地阻碍了机体对移植后早期感染的有效免疫。目前看来,allo-HSCT后的造血重建与免疫重建非常复杂,其中NK细胞作用有待进一步探讨。伴随供者干细胞进入受者体内的成熟NK细胞与由供者干细胞在受者体内逐渐发育分化而来的NK细胞对移植后免疫是否有不同的影响,仍需进一步研究;同时,KIR-配体不相合在移植中的意义有待进一步评价。
临床展望
从临床应用来说,虽然对于异源反应性NK细胞在allo-HSCT中的作用仍存在许多争议,但根据其有利的作用,供者NK细胞输注已从实验动物研究开始逐渐用于临床,目前报道未出现明显不良反应[10]。对临床治疗思路有几方面启示: 首先,移植前进行供受者HLA配型并结合KIR基因鉴定,尽可能为选择更合适的供者提供依据;其次,NK细胞可加速APC从受者骨髓、脾脏等部位的清除,减轻GVHD,因而可无需使用针对T细胞的免疫抑制处理方法,这为降低GVHD发生设计了另类策略[16,17]。再次,联合供者异源反应性NK细胞输注,有望降低异基因造血干细胞预处理强度,更进一步扩大适应症范围,使得高龄及临床状况差的患者也得到治疗机会。
结语
随着对移植免疫学及NK细胞生物学效应产生机制的深入研究,人们对NK细胞在allo-HSCT中的作用逐渐了解。NK细胞受体(NKR)中KIR与配体(MHC-Ⅰ类分子)的不相合是激活NK细胞杀伤作用、在异基因移植中产生异源反应性NK细胞的关键,因此这也成为目前研究的热点。大部分研究结果显示,异源反应性NK细胞有利于异基因造血干细胞植入,可减少GVHD,并发挥GVL作用。但对移植后免疫重建及患者总生存率的影响研究较少,临床病例也缺乏长期观察,故这些方面还有待进一步阐明。在临床治疗中,纯化供者NK细胞的输注已在干细胞移植及恶性实体瘤生物治疗等方面取得了良好效果,并对干细胞移植治疗策略产生了重大影响。如何更好的发挥NK细胞功能,将是allo-HSCT治疗及肿瘤免疫治疗的研究重点。
【参考文献】
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11 Ruggeri L,Capanni M,Martelli MF,et al. Cellular therapy: exploiting NK cell alloreactivity in transplantation. Curr Opin Hematol,2001;8:355-359
12 Giebel S,Locatelli F,Lamparelli T,et al. Survival advantage with KIR ligand incompatibility in hematopoietic stem cell transplantation from unrelated donors. Blood,2003;102:814-819
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【关键词】干细胞 移植 抗衰老
【Abstract】Stem cells are one of the major hot spots of today’s cell biology. This review statement the Anti-aging effects of stem cells.
【Key words】 stem cell transplantation anti-aging
衰老是人类生命发展的自然规律,随着年龄的增长,干细胞的数量减少,自我更新和分化的能力下降,提示干细胞生理性衰老可能是人体衰老的重要原因之一[1]。衰老程度可通过外观、血液生化指标、脏器相关指标、行为学及分子生物学等多方面进行检测。如反映抗氧化能力的血清超氧化物歧化酶(SOD)活力、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力,丙二醛含量等。SOD是机体内重要抗氧化酶之一,其活力和含量反映了机体清除氧自由基的能力。丙二醛能引起突变使细胞结构和功能被破坏,以此反映体内自由基产生和老化程度。血管内皮生长因子(VEGF)促进新生血管形成、抑制丙二醛生成并增强SOD活性而对抗衰老。所有这些因子的改变均由于其特定的功能细胞老化、功能下降,及没有足够的干细胞对其进行及时更新所致。
干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的细胞,能产生表现型和基因型与自己完全相同的子代干细胞,又能在一定条件下分化为各种功能细胞。干细胞医疗技术被《科学》、《自然》等杂志评为21世纪生物科学领域最具发展前景的技术,是攻克各种传统医学力所不及的重大疾病的一种崭新的医疗技术。2007年英国科学家Anastasia在自然杂志撰文指出成体干细胞对人体自我修复和组织再生至关重要,成体干细胞减少是人体衰老的主要原因。
2009年罗利民等[2]以新生儿脐带血分离出的间质干细胞,通过尾静脉输入60Coγ射线照射组小鼠体内,照射后当天再次输注人脐血间质干细胞,证实脐血间质干细胞静脉输注对辐射造成的脾细胞损伤有一定保护作用,可促进脾脏细胞分裂增殖,加速脾脏细胞修复。
同年李艳菊等[3]采用D-半乳糖致大鼠衰老模型,由大鼠尾静脉输入同种异体骨髓间充质干细胞(MSC)3×106个,每周1次,共4次。实验证实MSC回输到衰老大鼠体内能够归巢到肾脏组织,治疗组VEGF蛋白和mRNA的表达均显著高于模型组,所以MSC分泌VEGF可能是其抗肾脏衰老的机制之一。
2010年李军等[4]将胎鼠源干细胞连续3次尾静脉注射入小鼠体内,超声检查心脏,检验SOD活力、丙二醛含量、GSH-PX活力,各器官做解剖学检查及组织学衰老程度比较评分。结果示移植组小鼠存活日期明显长于对照组,移植3个月后评价心功能的指标,心脾质量指数,器官组织学衰老程度评分结果以及血生化指标皆优于对照组,证实移植小鼠胎鼠源干细胞能有效地延缓小鼠衰老进程。
杨春等[5]将脂肪源干细胞(ADSCs)经尾静脉输入亚急性衰老治疗组大鼠中,结果显示治疗组大鼠较模型组大鼠血清SOD、NO、IL-2水平及脾脏指数均有所提高,而丙二醛含量显著降低,证实异体移植ADSCs可有效增强大鼠机体清除自由基和抗氧化能力,提高机体免疫功能,延缓D-半乳糖诱发的大鼠衰老。
许婷婷等[7]将人脐带间充质干细胞输注入小鼠体内,6个月后观察比较骨髓切片及PPARγ蛋白表达情况,切片显示实验组骨髓脂肪组织明显少于对照组, PPARγ蛋白的表达量也较低,实验证实脐带MSC作为一种新来源的MSC,能抑制小鼠自然衰老进程中骨髓的脂肪化,有望应用于抗衰老研究。
综上五个临床实验研究,几乎得出相似的结果:对于进行干细胞移植以抗衰老在动物身上是可行的。实验表明注射干细胞后血清SOD、NO、IL-2水平及脾脏指数均有所提高,而丙二醛含量显著降低,器官组织学衰老程度评分结果优于对照组。虽然在诸如鼠与人之间存在着明显的种属差异、免疫反应、怎样控制细胞的增殖,部分移植的干细胞发展成脑瘤[8]以及利用胚胎干细胞存在着社会学及伦理学方面等问题,但这些都不能抹杀干细胞移植治疗可以给患者带来益处的希望。虽然干细胞作用机制、细胞类型、移植方式、移植时机等方面还存在诸多问题,但不可否认的是随着越来越多研究结果的公布,我们有望看到干细胞移植可使人们延缓衰老,改善衰老的组织器官,而使这种获益是确定的、持续的、安全的,可以在临床中放心应用仍需要大家的努力。虽然我们仍旧有很多问题需要去解决,但是干细胞移植已经让我们看到了治愈此种疾病的希望。
人体整个生命过程就是支持与储备系统的不断消耗过程,干细胞以其特有的多潜能分化性质,可使衰老或病态器官组织重新恢复健康,而人类就有望同时拥有长者的智慧及青春的活力。多利羊的成功,使我们坚信这些设想将在不远的将来成为现实[7、8]。
参 考 文 献
[1]张敬军,刘焯霖.《干细胞的应用》中国病理生理杂志2004 ,20(8) :1522-1526.
[2]罗利民,布林.《人脐血间质干细胞静脉输注对60Coγ射线照射小鼠脾脏细胞生物学效应的影响》中国组织工程研究与临床康复第13卷第1期.
[3]李艳菊,胡亮杉.《骨髓间充质干细胞回输对大鼠肾脏衰老的影响》中华肾脏病学杂志2009,25(3):241-242.
[4]李军,张洹.《移植胎鼠间充质干细胞的抗衰老作用》生理学报2010,62(1):79-85.
[5]杨春,李东飞.《异体脂肪源干细胞移植对大鼠的抗衰老作用》解剖学报2010,41(1):87-92.
[6]许婷婷, 周艳华.《人脐带间充质干细胞对小鼠自然衰老过程中骨髓脂肪化的影响》中国病理生理杂志2010,26(4):816-818.
[7]Gretchen V.Rat brains respond to embryonic stem cells[J].Science,2002,295(5553):254-255.
【关键词】干细胞移植;颅脑损伤;进展
【中国分类号】R651.15【文献标识码】A【文章编号】1044-5511(2011)11-0493-02
过去我们对颅脑损伤的治疗手段和方法非常的单一,随着人类文明的发展,我们对颅脑损伤的救治积累了丰富的经验,但对颅脑损伤后导致脑细胞死亡和脑水肿及脑损伤后产生的炎性介质和带电自由基的积蓄以及局部微循环障碍致神经细胞失去营养支持引起脑组织受损的治疗任缺乏有效地治疗手段。近年来干细胞的发现为颅脑损伤的治疗打开了新的治疗方法,使得治疗脑损伤成为研究热点。本文就干细胞在中枢神经系统移植中的研究进展作一综述。
1神经干细胞移植治疗颅脑损伤
1.1神经干细胞的概念和特性:神经干细胞(Neural Stem Cell,NSC)是神经系统中未成熟的前体细胞,[1]具有多向分化潜能和自我更新、复制的能力,能够向神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等细胞分化。1989年Ander son等通过实验首先证实它的存在,并首先提出了神经干细胞概念。[2, 3]NSCs具有以下特点:(1)自我维持和自我更新能力;(2)增殖分裂能力,并足以提供大量脑组织细胞;(3)自我更新和分化潜:能可以维持相当长时间,对损伤和疾病具有终生反应能力;(4)多向分化潜能,可以分化为神经元细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞;(5)有一定的迁移能力,能到达损伤或疾病部位并产生新的细胞。
1.2神经干细胞对脑出血的保护作用:[4]Jeong等进行了静脉移植人类神经干细胞治疗大鼠脑出血模型的实验。证实神经干细能促进大鼠脑出血模型功能的恢复。现在研究发现脑出血功能恢复,除细胞替代或神经回路的增强外,最重要的是神经干细胞分泌的营养因子,常见的有胶质源性因子和脑源性生长因子。胶质源性因子通过:c-Ret(原癌基因亚基)途径,阻止细胞凋亡蛋白酶(caspase-3)的激活引起的DNA断裂;磷脂酰肌醇激酶的作用抑制P38-MAKP(丝裂原活化蛋白激酶,motogon activated protein kinase, MAKP)的激活所引起的细胞膜受损;降低p38 MAP kinase and PI3/Akt活性,抑制诱生型一氧化氮合酶,减轻脑缺血对NO合成酶的激活后对脑组织的毒性作用。而脑源性生长因子和受体TrkB(力酪氨酸激酶家族受体)结合后,可经过ERK(胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK))和PI-3-K(磷酸酰肌醇3激酶)路径及环磷腺苷反应元素结合蛋百(CREB)磷酸化激活下游,抑制caspase-3/9的激活,对细胞的凋亡起抑制作用。
1.3神经干细胞在创伤性颅脑损伤灶周边的作用:[1, 5]Hicks等将人胚胎源性神经干/祖细胞移植入大鼠永久性大脑中动脉远侧段梗死模型的脑皮质内,2个月后用荧光共聚焦显微镜观察,见一部分nestin阳性细胞,另有神经胶质细胞和少突胶质细胞标记物表达。皮质干细胞移植能补偿梗死后脑细胞的丢失。
1.4神经干细胞移植对脑损伤的治疗作用 [6]颅脑损伤(TBI)能够诱导神经炎症反应,表现为促炎症因子上调及激活小胶质细胞和星形胶质细胞,促炎症因子可造成脑水肿、神经损伤、细胞毒性等继发性损伤。[7]神经干细胞经过不对称分裂神经干细胞可以生成一个祖细胞及另一个干细胞,其中祖细胞进行有限的分裂而分化成神经元及胶质细胞,而干细胞则继续分裂。[8-10]干细胞疗法近年来已成为治疗多种疾病的新策略,神经干细胞在移植部位分裂增殖,并在局部微环境的作用下分化成相应的细胞而替代受损细胞。Dash等发现兴奋毒性和[11]机械损伤海马颗粒细胞层(granule cell layer)可刺激前体细胞增殖,这提示该处的神经损伤可能导致神经再生。喻博[12]等观察神经干细胞移植治疗大鼠脑损伤前后大脑皮质神经元的缝隙连接蛋白43(Connexin 43,Cx43)表达变化,结论Cx43的表达变化可能与NSCs移植对脑外伤恢复作用有关。
2骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)治疗颅脑创伤
2.1骨髓基质细胞的概念和特性:[13-15]骨髓基质细胞(BMSCs)具有干细胞特征,具有强大的增殖能力及多向分化的潜能,可分化为成骨细胞、成软骨细胞、成纤维细胞、脂肪细胞、肝细胞等间充质细胞,在多种因子的诱导下可分化为神经元及神经胶质细胞,可作为颅脑损伤修复的种子细胞。
2.2骨髓基质细胞对颅脑损伤的作用 :[16-22]BMSCs移植可以促进脑损伤后神经功能的恢复。Qu等[20]将BMSCs经静脉移植治疗脑外伤小鼠,结果发现其通过血管壁向脑损伤区迁移,促进损伤区周围和海马附近血管的再生,且小鼠的感觉运动功能得到了明显的改善。[23]自体骨髓移植治疗脑损伤临床显效的机制包括以下几个方面:①分化为神经细胞或促使受体自身的神经干细胞分化为神经细胞,进行神经再生和功能重建。②促进局部血管生成和重建,改善局部组织的营养。③巨噬细胞侵入损伤部位,创造有利于组织修复的微环境。
2.3骨髓间充质干细胞移植联合其它因素对颅脑损伤的作用 :冯士军[24]等通过骨髓间充质干细胞移植同时应用神经生长因子(NGF)治疗颅脑损伤的动物实验,结论骨髓间质干细胞移植可明显改善重型颅脑损伤后大鼠的神经学功能,联合应用NGF有协同效果。苑国富[25]等通过动物实验证明,骨髓间充质干细胞立体定向移植联合亚低温治疗大鼠脑损伤可明显改善重型颅脑损伤后大鼠的神经学功能。张婷勇[26]等通过动物实验发现,高压氧联合骨髓间充质干细胞静脉移植治疗大鼠缺氧缺血性脑损伤可明显改善大鼠的神经功能,效果优于单纯骨髓间充质干细胞移植。
3脐血源神经干细胞对颅脑损伤的作用
3.1脐血干细胞的来源和注射途径 :[27] 脐血干细胞来自健康分娩孕妇的脐带血。治疗途径:局部、静脉、脑脊液循环途径穿刺植入(侧脑室、颈池、腰大池)。
3.2脐血干细胞对神经损伤的作用 :[28]脐血中也存在间充质干细胞,且在特定的条件下经诱导分离、扩增培养后,可获得细胞克隆球,向神经样细胞定向分化。杨万章等[27]通过临床实验研究得出脐血干细胞移植可改善颅脑创伤后所致运动功能障碍。脐血干细胞促进神经恢复作用机制尚不是很清楚,一方面可能与干细胞在局部微环境的刺激下,向受损组织细胞分化并替代受损细胞,与周围细胞建立联系,促进神经功能的恢复有关。另一方面,可能与干细胞通过自分泌的形式产生各种细胞因子如白细胞介素6、白细胞介素11、血小板生成素、干细胞因子、白血病抑制因子等有关。
4静脉移植人脂肪间充质干细胞治疗颅脑损伤
张天祥[29]等通过动物实验观察脂肪间充质干细胞移植治疗急性创伤性脑损伤大鼠行为学及损伤脑组织中胶质纤维酸性蛋白、神经元特异性烯醇化酶和巢蛋白的表达。证实脂肪间充质干细胞通过血脑屏障进入受损大鼠脑组织后,以上调巢蛋白基因的表达来发挥保护神经元、促进神经发育与再生的功能。
5展望
综上所述,干细胞对机体的自身修复起着非常重要的作用。干细胞移植治疗颅脑损伤取得了令人注目的成果。据资料显示目前国内外对干细胞移植治疗颅脑损伤的作用主要集中在脑缺血性疾病的研究上,而对干细胞移植治疗创伤性颅脑损伤的研究比较薄弱,并且干细胞移植联合其它因素治疗颅脑损伤的实验性研究也比较薄弱。因此,假如能在这方些面有所突破,这将为颅脑损伤的治疗提供更为广阔的途径,有可能创造性的改变颅脑损伤患者的生活质量。总之,干细胞移植为治疗各种颅脑损伤提供了广阔的发展前景。
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[中图分类号] R457.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2015)05(c)-0141-03
[Abstract] Objective To discuss the preoperative nursing for patients undergoing hematopoietic stem cell transplantation so as to provide a reference for clinical nursing in the future. Methods 100 cases underwent hematopoietic stem cell transplantation admitted from February 2012 to September 2014 were selected and divided into the observation group and the control group with 50 cases in each in accordance with the random grouping method. The observation group were given the comprehensive preoperative nursing, while the control group were given the conventional preoperative nursing. And the status of nursing was compared between the two groups. Results After clinical nursing, the clinical situation of the observation group was much better than that of the control group. The incidence of complications was 46.0% in the observation group, and 74.0% in the control group, with a statistically significant difference(P
[Key words] Hematopoietic stem cells; Blood disease; Nursing; Transplantation; Preoperative
从临床上来讲,造血干细胞移植的机制是经过超大剂量的化疗处理或者放疗预处理较强的抑制患者的骨髓造血功能和身体免疫功能,并将正常的造血干细胞,利用一些手段植入到患者的体内,从而实现重建正常造血和免疫功能的目的。造血干细胞移植,是目前治疗恶性血液疾病的有效方法之一,但成功率并不是很高,很多患者在术后都会出现不同程度的并发症,甚至是排异反应。为此,通过对造血干细胞移植病人进行术前护理,加强准备工作,促使手术更加顺利,并且减轻患者所受到的病痛。该研究在2012年2月―2014年9月期间主要对造血干细胞移植病人的术前护理进行研究分析,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
随机选取2012年2月―2014年9月收治的造血干细胞移植患者100例为研究对象,随机分为观察组和对照组,每组50例。观察组:男性26例,女性24例;患者年龄在15~48岁之间,平均年龄为(32.6±2.6)岁;其中包括11例急性粒细胞白血病患者,14例急性淋巴细胞白血病患者,15例慢性粒细胞白血病患者以及10例急性再生障碍性贫血患者。对照组:27例男性患者,23例女性患者;患者年龄在16~49岁之间,平均年龄(32.5±2.7)岁;其中包括12例急性粒细胞白血病病患,13例急性淋巴细胞白血病病患,19例慢性粒细胞白血病病患以及6例急性再生障碍性贫血病患。比较两组患者的一般资料差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2 方法
观察组患者实施综合性的术前护理,对照组患者实施常规术前护理,比较两组患者的护理效果。
1.2.1 观察组 首先,术前护理措施:患者行术前体检于术前1个月,将体表、重大脏器是否存在感染灶排除,若无异常感染则进行移植准备[1];清洁肠道于入室前3 d,并配合服用制霉菌素、氟哌酸等肠道抗生素[2];交待患者注意个人卫生,于三餐后或睡前应用口泰及碳酸氢钠交替漱口,并用1:5 000高锰酸钾液于便后坐浴[3]。注意防寒保暖,避免受凉[4]。其次,患者入室后护理:入室当天用1:5 000洗必泰液对全身皮肤进行药浴,从第2天起用1:2 000洗必泰液每天全身擦浴[5];强化五官护理,五官护理中用的是阿昔洛韦滴眼液和诺氟沙星滴眼液交替滴眼,复方呋喃西林滴鼻液和复方薄荷脑滴鼻液交替滴鼻腔,VitE涂抹嘴唇,餐后进行口腔护理,4次/d[6];实施中心静脉插管在入室后第1天,严格执行无菌流程,换药1次/d,仔细留意穿刺处皮肤的变化[7]。最后,当患者呕吐时嘱其头偏向一侧进行呕吐,避免吸入性肺炎的发生,若有异常现象,及时向医生报道[8]。
1.2.2 对照组 第一,向患者讲解必要的医疗知识,降低患者的恐惧[9]。第二,对患者实施必要的护理干预,尽量减轻患者的生理负担。第三,严密观察患者的身体变化,避免在手术中出现异常情况[10]。
1.3 观察项目
整个研究过程,首先对患者的并发症情况进行观察,包括口腔粘膜炎、胃肠道反应、肛周感染、发热、出血、其他并发症等,统计相应的人数。其次,要对患者的依从性进行评定。第三,统计患者的护理满意度,包括满意、一般、不满意3个标准。满意:患者对护理满意,家属持肯定态度,护理工作展开顺利。一般:患者对护理持一般态度,家属没有与护理人员出现冲突。不满意:患者对护理持否定意见,家属与护理人员出现矛盾,需进行调解。
1.4 统计方法
采用SPSS 17.0统计学软件对数据进行分析处理;计数资料行χ2检验;计量资料用(x±s)表示;相关数据进行t检验;差异有统计学意义(P
2 结果
2.1 两组患者并发症对比
经过统计,两组患者在术后均出现了一定的并发症,但由于观察组患者在术前采取了综合性的护理措施,因此观察组患者的并发症情况,低于对照组。观察组患者胃肠道反应患者为2例(4.0%),口腔粘膜炎患者为6例(12.0%),肛周感染患者为2例(4.0%),发热患者为3例(6.0%),出血患者为4例(8.0%),其他并发症患者为6例(12.0%),并发症概率为46.0%;对照组患者胃肠道反应患者为4例(8.0%),口腔粘膜炎患者为9例(18.0%),肛周感染患者为4例(8.0%),发热患者为5例(10.0%),出血患者为6例(12.0%),其他并发症患者为9例(18.0%),并发症概率为74.0%,对比两组患者差异有统计学意义(P
2.2 依从性
为了能够更好的对比术前护理效果,该研究对两组患者的依从性进行分析。通过大量的数据搜集,发现观察组患者的依从性明显优于对照组,证明综合护理优于常规护理,能够较大程度的提升患者的依从性,对患者的积极意义较大。经过统计,观察组患者的疾病认知为(28.1±0.3)分,遵医行为(26.2±0.6)分,服药治疗为(28.3±0.6)分,饮食情况为(25.4±1.6)分,情绪反应为(13.2±4.1)分;对照组患者的疾病认知为(20.3±1.2)分,遵医行为(17.4±0.3)分,服药治疗为(18.6±1.5)分,饮食情况为(15.6±0.3)分,情绪反应为(26.4±2.2)分,对比两组患者差异有统计学意义(P
2.3 护理满意度
由于术前护理对造血干细胞移植患者的影响较大,因此,该研究对两组患者的护理满意度进行统计。经过数据的搜集,发现观察组患者的护理满意度明显高于对照组。观察组患者满意24例(48.0%),一般23例(46.0%),不满意3例(6.0%),满意度为94.0%;对照组患者满意11例(22.0%),一般10例(20.0%),不满意29例(58.0%),满意度42.0%,对比两组患者差异有统计学意义(P
3 讨论
3.1 造血干细胞移植患者术前护理分析
随着医疗水平的提升,造血干细胞移植的成功率也在上升。作为治疗恶性血液疾病的有效方法,造血干细胞移植的每一项工作都必须做到位,尤其是术前护理工作。从客观的角度来分析,术前护理工作将直接影响患者的手术效果和日后的康复程度。从该研究结果来看,两组患者均在术前进行护理,虽然得到的效果存在差异,但都在不同程度上对患者的治疗及康复产生了较大的积极影响。相对而言,观察组患者采用的综合性护理,明显优于对照组的常规护理。为此,在今后的造血干细胞移植术前护理中,应积极应用综合性护理。除此之外,还应该将术前护理中的细节工作做好,例如,在饮食护理方面,必须保证患者的正常营养摄入,将高蛋白、高热量、高维生素的食品提供给病人,并积极鼓励其增加进食。