臍帶血治愈艾滋病，但可用的僅300份？Nature 這項重磅研究或將改變局面

臍帶血作為造血干細胞的重要來源之一，它能在短時間內滿足臨床使用。對于和時間賽跑的醫生和患者來說，這一點彌足珍貴。不僅如此，臍帶血移植后的復發率和移植物抗宿主病發病率都顯著較低。

雖然中內啓(qǐ)光在筑波大學任免疫學教授時，證明了單個造血干細胞就可以重建整個造血系統，但量的問題在臍帶血應用中始終很重要。

歐美地區的臍帶血移植數量在下降，這一趨勢和亞洲地區相反，主要原因是歐美患者體重更大。與此同時，隨著標準提高，全球臍血庫中出現了一批容易被忽略的臍帶血單位，形成了浪費。

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如果能實現臍帶血造血干細胞的擴增，這些問題都將迎刃而解，而這也是中內啓光的人生目標之一。

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「造血干細胞的體外擴增技術一直是干細胞領域的圣杯。」為了觸碰這座圣杯，中內啓光采取了逆向思維。

造血干細胞體外擴增的研究一直在嘗試添加某種因子，而中內啓光認為：「當方案無效時，人們通常會以為缺少了什么。我們決定嘗試相反的方法，清除傳統培養環境中的所有雜質，同時優化其他環節，刺激造血干細胞自我更新。」

基于這種理念，中內啓光等人開始用化學小分子組合替換培養體系中的血清、細胞因子，因為它們更穩定、更可控。

但這一體系似乎只對小鼠有效，人類造血干細胞的擴增還有限。

研究者找到了癥結：人類細胞中PI3K-AKT信號通路活性顯著降低。隨后，研究者進一步證明，化學激動劑740Y-P(PI3K激活劑)可以替代SCF，丁酰胺(TPO受體激動劑)可以替代TPO。

一個不含細胞因子的雙激活劑(2a)培養體系就建好了。

然而，這個體系仍不足以支持造血干細胞的長期擴增，而且研究者發現有巨核細胞(MgK)譜系細胞的意外增加。于是，他們考慮引入潛在的MgK抑制劑，來維持造血干細胞長期體外擴增的穩定。

通過比較，研究者找到了能融入2a培養體系的新激活劑：UM171，這種小分子是加拿大科學家2014年從5200多種化合物中篩選出來的。

研究顯示，3a培養體系實現了造血干細胞的長期穩定的體外擴增。與此同時，研究者進一步優化了合成血清白蛋白。在10種候選聚合物中，篩選出 Soluplus(聚乙烯醇己內酰胺-聚乙烯醇-聚乙二醇接枝共聚物，PCL-PVAc-PE)來替代PVA，進一步提高了擴增效率。

最后，研究還證明了3a培養體系的安全性，突變與血液系統惡性腫瘤或克隆造血無關。不僅如此，這一體系還具有更低的異質性，支持造血干細胞的克隆擴增。

除了臍帶血，造血干細胞擴增技術可以帶來的改變遠不止于此。

研究人員已經證明，在不清除受體自身干細胞的情況下，將大量造血干細胞成功移植到小鼠體內是可以實現的。如果這同樣能適用于人體，患者將可以免于移植前的放化療。

這一點對于兒童、老年或重癥患者來說，意味著更大的生機。

「我們相信這種方法可以改變造血干細胞移植和基因治療在人體應用的形式。」中內啓光說，「在細胞的培養過程中，還可以利用基因編輯技術來修正原始造血細胞中的任何遺傳缺陷。這些經過基因修正的細胞可以擴增后用于移植，這可以允許我們使用患者自己的細胞開展基因治療。」

通過基因編輯造血干細胞，來治療艾滋病的研究還在進行中。2019年，《新英格蘭醫學雜志》上的一項研究顯示，陳虎、鄧宏魁等中國科學家已經首次將基因編輯技術用于艾滋病患者。

伴隨著擴增技術的進步，經過基因編輯的臍帶血干細胞，將給我們帶來了新的希望。這些技術突破也將刺激更廣泛的細胞和基因治療研究，讓更多的患者受益。

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參考資料

www.nature.com/articles/s41586-023-05739-9

www.nature.com/articles/s41586-019-1244-x

www.nature.com/articles/d41586-019-01690-w

www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1817426

med.stanford.edu/news/all-news/2019/05/radiation-free-stem-cell-transplants-may-be-within-reach.html

theglobeandmail.com/canada/article-canadian-cord-blood-procedure-passes-key-milestone-in-cancer-trial

研究發現普通膠水成分可用于培養造血干細胞（中國科技網）