造血幹細胞

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造血幹細胞( Stem cell , SC )的干,譯自英文「 stem 」,意為「樹」、「干」和「起源」。類似於一棵樹榦可以長出樹杈、樹葉,並開花和結果等。通俗地講,造血幹細胞是指尚未發育成熟的細胞,是所有造血細胞和免疫細胞的起源,它不僅可以分化紅細胞白細胞血小板,還可跨系統分化為各種組織器官的細胞,具有自我更新、多向分化和歸巢(即定向遷移至造血組織器官)潛能。因此是多功能幹細胞,醫學上稱其為「萬用細胞」,也是人體的始祖細胞。幹細胞是具有自我複製和多向分化潛能的原始細胞,是機體的起源細胞,是形成人體各種組織器官的祖宗細胞。

造血幹細胞有兩個重要特徵:其一,高度的自我更新或自我複製能力;其二,可分化成所有類型的血細胞。造血幹細胞採用不對稱的分裂方式:由一個細胞分裂為兩個細胞。其中一個細胞仍然保持幹細胞的一切生物特性,從而保持身體內幹細胞數量相對穩定,這就是幹細胞自我更新。而另一個則進一步增殖分化為各類血細胞、前體細胞和成熟血細胞,釋放到外周血中,執行各自任務,直至衰老死亡,這一過程是不停地進行著的。  

目錄

原理

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造血幹細胞(hemopoietic stem cell)又稱多能幹細胞。是存在於造血組織中的一群原始造血細胞。也可以說它是一切血細胞(其中大多數是免疫細胞)的原始細胞。由造血幹細胞定向分化、增殖為不同的血細胞系,並進一步生成血細胞。人類造血幹細胞首先出現於胚齡第2~3周的卵黃囊,在胚胎早期(第2~3月)遷至肝、脾,第5個月又從肝、脾遷至骨髓。在胚胎末期一直到出生後,骨髓成為造血幹細胞的主要來源。具有多潛能性,即具有自身複製和分化兩種功能。在胚胎和迅速再生的骨髓中,造血幹細胞多處於增殖周期之中;而在正常骨髓中,則多數處於靜止期(G0期),當機體需要時,其中一部分分化成熟,另一部分進行分化增殖,以維持造血幹細胞的數量相對穩定。造血幹細胞進一步分化發育成不同血細胞系的定向幹細胞。定向幹細胞多數處於增殖周期之中,並進一步分化為各系統的血細胞系,如紅細胞系粒細胞系、單核-吞噬細胞系、巨核細胞系以及淋巴細胞系。由造血幹細胞分化出來的淋巴細胞有兩個發育途徑,一個受胸腺的作用,在胸腺素催化下分化成熟為胸腺依賴性淋巴細胞,即T細胞;另一個不受胸腺,而受腔上囊(鳥類)或類囊器官(哺乳動物)的影響,分化成熟為囊依賴性淋巴細胞或骨髓依賴性淋巴細胞,即B細胞。並分別由T、B細胞引起細胞免疫體液免疫。如機體內造血幹細胞缺陷,則可引起嚴重的免疫缺陷病

造血幹細胞是血細胞(紅細胞、白細胞、血小板等)的鼻祖,是高度未分化細胞,具有良好的分化增殖能力,幹細胞可以救助很多患有血液病的人們(如白血病)。因為造血系統原始細胞惡性增生、不會凋亡,從而導致了白血病發病,而救助他們的方法就是將這些惡性細胞全部殺滅,但是化療是敵我不分得,在殺滅癌細胞的同時也殺死了正常的造血幹細胞,導致人體血細胞缺乏,危及病人生命。當病人需要根除白血病時,就要一次性殺滅癌細胞,但是這樣超大劑量的化療往往也將正常幹細胞殺滅的寥寥無幾。為了讓病人儘快恢復造血功能,挽救病人的生命就需要輸注造血幹細胞,這就是我們所知道的骨髓移植。但是自體的骨髓移植雖然成功率大,排異反應小,但是在採集的時候難免會混雜有白血病細胞,造成以後複發的來源,所以有時需要進行異基因骨髓移植。但是不是任何人的骨髓拿來都可以移植的,如果兩個人免疫標記相差太大就會造成過強的排異反應,使得移植失敗,病人死亡。您在血液中心採集的幹細胞樣本,將會送到骨髓庫進行基因存檔,當有病人需要異基因骨髓移植,而他和您的骨髓配型相近的話,血液中心會通知你捐獻幹細胞,也就是獻骨髓。它不是想像中的那麼可怕,對身體也無害,就是將您的血液循環到一個採集機器中,機器自動採集,就像獻血一樣.  

作用

造血幹細胞移植技術的發現和應用

骨髓移植技術的發現

生命科學是二十世紀發展最為迅猛的學科之一,已經成為自然科學中最引人注目的領域。 1957 年,美國華盛頓大學多納爾.托瑪斯發現正常人的骨髓移植到病人體內,可以治療造血功能障礙。這一技術的發現,使多納爾.托瑪斯本人榮獲了諾貝爾獎。

這一技術很快得到全世界的認可,並已成為根治白血病等病的主要手段。造血幹細胞移植技術的發現和應用為人類戰勝疾病帶來新的希望。

骨髓移植可治疾病

造血幹細胞移植是現代生命科學的重大突破。造血幹細胞移植可治療惡性血液病,部分惡性腫瘤,部分遺傳性疾病等 75 種致死性疾病。包括急性白血病慢性白血病骨髓增生異常症候群、造血幹細胞疾病、骨髓增殖性疾病、淋巴增殖性疾病、巨噬細胞疾病、遺傳性代謝性疾病、組織細胞疾病、遺傳性紅細胞疾病、遺傳性免疫系統疾病、遺傳性血小板疾病、漿細胞疾病、地中海貧血、非血液系統惡性腫瘤、急性放射病等。

因為有了造血幹細胞移植技術,世界各地成千上萬患有以上疾病的患者,重新燃起了生命的希望。  

捐獻

生理上無損健康

人體血液中有多種血細胞,紅細胞、白細胞、血小板等,它們都是有壽命的,多則 120 天,少則 36 小時,不斷新陳代謝。它們均來自於一種始祖細胞,我們稱它為造血幹細胞。造血幹細胞具有高度的自我更新、自我複製的能力,可分化生成各種血細胞。造血幹細胞有很強的再生能力,失血或捐獻造血幹細胞後,可刺激骨髓加速造血, 1-2 周內,血液中各種成分可恢復到原來水平。

適齡、健康的志願者捐獻造血幹細胞後,由於血細胞數量減少,會促使骨髓把儲備的白細胞釋放,並刺激骨髓造血功能,促使血細胞的生成,不會影響身體健康。

人體的造血幹細胞主要存留在長骨的骨髓腔和扁平骨的稀鬆骨質間的網眼內,這是一種紅色的海綿狀組織,被稱為紅骨髓

人出生時,紅骨髓充滿全身骨髓腔,隨著年齡長大,脂肪細胞增多,相當部分紅骨髓變成黃骨髓。此種變化是由於成人不需要全部骨髓參加造血,部分骨髓造血已經足夠補充所需血液。當身體嚴重缺血時,部分黃骨髓又可以變成紅骨髓而繼續進行造血。  

實踐上證明安全

我國大陸已經採集 270 多例造血幹細胞,這是無血緣關係的,有血緣關係的則更多;

台灣已經採集 800 多例造血幹細胞(大部分為骨髓)。

國際上美國已經採集 2 萬多例造血幹細胞(大部分為骨髓);

日本已經採集 5500 多例造血幹細胞(全部是骨髓)。

據多年的臨床觀察和國際上的報導,至今還沒有因採集外周血造血幹細胞引起對捐獻者傷害的案例。在採集完成後,一些輕微疼痛感和不適將很快消失。  

動員劑安全可靠

從外周血採集造血幹細胞簡單、省事,故我國捐獻造血幹細胞較多採用此種方法。但在正常生理條件下,外周血的造血幹細胞數量少,不能滿足移植的需要,如注射細胞動員劑 , 可使外周血造血幹細胞增加 20~30 倍。目前使用的細胞動員劑是「粒一巨噬細胞集落刺激因子( GM--CSF )」,除能增加外周血造血幹細胞的數量外,還有輔助心臟功能等作用。據多年的臨床觀察和國際上的報導,至今還沒有發現其對人體健康的危害和副作用。  

採集量和標準

成年人( 18 ~ 45 歲)的骨髓量一般在 3000 克 左右,大部存於骨髓腔。成人一例採集量為 50 — 200ml 造血細胞懸液,採集次數不超過 2 次。一般循環處理血量不少於 10000ml 。 CD34+ > 2 × 106/kg 、 MNC > 5 × 108/kg 。每天檢測 CD34+ 量,在最高峰時間採集,對捐獻者本身無不良影響。  

採集技術成熟

中華骨髓庫有經專家委員會審定的移植醫院和採集醫院(中心),在這樣的醫院裡採集造血幹細胞如同採集成分血一樣簡單、安全。

在整個採取過程中所用的器材都經過嚴格消毒,並一次性使用,確保了捐獻者的安全。  

來源

一般造血幹細胞來源於三個渠道:

1 、骨髓造血幹細胞。

2 、外周造血幹細胞。

3 、臍帶血造血幹細胞。

中華骨髓庫目前主要開展外周血造血幹細胞採集。

三種來源及應用對比

移植方式 外周血造血幹細胞 骨髓造血幹細胞 臍帶血造血幹細胞
成份 較為單一的造血幹細胞 除造血幹細胞外還有其他血液成份 除造血幹細胞外還有其他血液成份
採集方法 在上臂血管採集 不住院不麻醉,採集前注射動員劑無痛苦 在髓骨上鑽孔採集 需住院需麻醉不需注射動員劑有痛苦 收集臍帶血
移植應用 普遍 較少 只適用25KG下兒童
成本 很高
採集及恢復時間 2-4天 半年 --
保存 無需保存 無需保存 實體保存
應用 普遍 較少 很少
血液
白血病白血球
淋巴系統: 淋巴性白血病 (急性慢性) | 淋巴瘤 (霍奇金淋巴瘤非霍奇金淋巴瘤) | 淋巴增生 | 骨髓癌 (多發性骨髓癌質漿細胞瘤)
骨髓: 骨髓性白血病 (急性慢性) | 骨髓增殖性疾病 (原發性血小板增多症紅血球增多症) | 骨髓成形不良症候群 | 骨髓纖維化 | 嗜中性白血球過低症
紅血球
貧血 | 血色病 | 鐮狀細胞貧血 | 地中海貧血 | 溶血性貧血 | 再生不良性貧血 | 蠶豆症 | 遺傳性球形紅細胞增多症 | 遺傳性橢圓形紅血球增多症 | 其他血紅蛋白病
凝血因子血小板
血栓形成 | 深靜脈血栓形成 | 肺栓塞 | 血友病 | 自發性血小板缺乏紫斑症 | 血栓性血小板缺乏紫斑症 | 彌散性血管內凝血
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