多能造血幹細胞
| 多能造血幹細胞 |
造血幹細胞（ Stem cell ，SC）是指骨髓中的幹細胞，具有自我更新能力並能分化為各種血細胞前體細胞，最終生成各種血細胞成分，包括紅細胞、白細胞和血小板，它們也可以分化成各種其他細胞。它們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，最常見的就是白血病。捐獻造血幹細胞對捐獻者的身體並無很大傷害。
目前造血幹細胞來源只有三種：骨髓來源、外周血來源、臍帶血來源。
目錄
基本內容
造血幹細胞（ Hemopoietic Stem cell ，HSC）的干，譯自英文「 stem 」，意為「樹」、「干」和「起源」。類似於一棵樹幹可以長出樹杈、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。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着的。
臍帶血造血幹細胞的基本介紹
臍帶血是胎兒娩出、臍帶結紮並離斷後殘留在胎盤和臍帶中的血液，通常是廢棄不用的。近十幾年的研究發現，臍帶血中含有可以重建人體造血和免疫系統的造血幹細胞，可用於造血幹細胞移植，治療多種疾病。因此，臍帶血已成為造血幹細胞的重要來源，特別是無血緣關係造血幹細胞的來源。也是一種非常重要的人類生物資源。
造血原理
造血幹細胞（hemopoietic stem cell）又稱專能幹細胞。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。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，免疫缺陷病。
造血幹細胞分化
造血幹細胞是血細胞（紅細胞、白細胞、血小板等）的鼻祖，是未充分分化細胞，具有良好的分化增殖能力，幹細胞移植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。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，造成以後復發的來源，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。它不是想象中的那麼可怕，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.
造血原理
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，第4周胎盤開始發揮造血功能。在胚胎早期（第2～3月）造血功能延伸至肝、脾，第5個月又從肝、脾遷至骨髓。在胚胎髮育期，胎盤是一個重要的造血組織，胚胎末期一直到出生後。
幹細胞可以救助很多患有血液病的人們（如白血病）。造血系統原始細胞如出現惡性增生便形成白血病，而治療白血病的方法就是將這些惡性細胞全部殺滅。但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。自體儲存造血幹細胞就可以避免這類情況的發生，在小孩出生時期將臍帶血或胎盤造血幹細胞進行儲存，當本人病人需要移植，可直接到胎盤造血幹細胞申請，用於自身疾病的治療。
主要作用
造血幹細胞 比較圖示
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。特別是21世紀初人類開始的生命方舟計劃對於造血幹細胞移植技術的發現和應用取得了突破性的進展。
治療疾病
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、骨髓增生異常綜合徵、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。
胎盤造血幹細胞的用途：
胎盤組織中造血幹細胞的含量是臍帶血中造血幹細胞含量的8-10倍，可供小孩自用幾次，甚至可提供給多個成人患者的治療。胎盤造血幹細胞移植能有效解決了骨髓或動員後外周血來源不足，臍帶血中造血幹細胞數量不夠成人使用等技術難題，將有望取代骨髓、動員後外周血和臍帶血用於異基因或同基因（小孩本人的）造血幹細胞移植。
胎盤造血幹細胞移植可以用來治療多種血液系統疾病和免疫系統疾病，包括血液系統惡性腫瘤（如白血病、多發性骨髓瘤、骨髓異常增生綜合症、淋巴瘤等）、血紅蛋白病、骨髓造血功能衰竭（如再生障礙性貧血）、先天性代謝性疾病、先天性免疫缺陷疾患、自身免疫性疾患等多種疾病。
捐獻介紹
採集方法
1.新生兒娩出後，在距新生兒臍部10 厘米處用兩把止血鉗夾住臍帶，再從兩鉗間剪斷臍帶後結紮，最好再用75%乙醇消毒臍帶殘端、臍帶根部及其周圍，新生兒抱走正常處理。
2.待胎盤娩出後，用醫用手術縫線或其他適宜的材料結紮胎盤上嬰兒端的臍帶。
3.用0.9%生理鹽水將胎盤臍帶涮洗一到兩次，以清除胎盤上的羊水及胎糞等污物，避免胎盤臍帶與其他物品接觸。
4. 將採集好的胎盤臍帶放入無菌一次性胎盤採集盒，蓋好盒蓋，並確認採集液沒過胎盤。
儲存流程
進行完胎盤採集後，在限定時限內將胎盤運送到幹細胞庫，由專業的技術人員進行胎盤造血幹細胞的分離、提取、檢測等技術流程，直到根據最終檢測結果來確認所獲得的幹細胞是否具有長期保存的價值。
保存和期限
國際上通用的幹細胞保存技術是將獲得的幹細胞儲存在-196℃深低溫狀態，我國在造血幹細胞超低溫保存抗損傷領域處於世界前列。醫學研究與臨床實踐證明保存一百多年的細胞仍然具有活性，而幹細胞已有幾十年的保存歷史，胎盤幹細胞庫在與客戶簽訂的合同期限內對幹細胞庫中所保管的胎盤造血幹細胞活性負責。
安全性
胎盤的採集簡便易行，不會引起母親和新生兒任何不適的感覺或產生任何不良的影響。過去胎盤通常作為廢物丟棄，而從胎盤中提取造血幹細胞進行保存，是寶貴的生命資源再生。
而數據顯示，造血幹細胞基因穩定、不易突變，動物實驗證明無致瘤性和促瘤性，使用安全可靠，對適應症範圍疾病治療效果好，優於傳統醫療手段。
生理無損健康
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，隨着年齡長大，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。
實踐安全
我國大陸已經採集 1700 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道，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
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。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道，至今還沒有發現其對人體健康的危害和副作用。
採集量標準 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。
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。
骨髓功能
血液是由血漿（血液中的液體部分）和血細胞（紅細胞、粒細胞、淋巴細胞、單核細胞、血小板等）組成的紅色、不透明並帶粘性的液體。正常成人的總血量約為體重的8%。血液在血管內流動不息，是人體內運輸營養物質、攜帶代謝產物、調節內環境平衡及行使防禦功能的條條「河流」。人們對血液的認識是逐漸加深的。古代埃及人提倡以血液來沐浴，旨在返老還童或恢復健康。1900年紅細胞ABO血型發現之前，許多人因血型不符的輸血而發生嚴重的溶血反應甚至死亡。1929年發明了骨髓穿刺針，從此骨髓細胞才成為血液學研究的一個重要部分。
正常人體的血細胞維持數量和功能相對恆定。這種恆定是新陳代謝的動態平衡，即衰老、死亡的細胞經常不斷地被新生的細胞所取代。例如人類紅細胞的平均壽命約為120天，血小板的壽命約7－10天。一個正常成年人每天約有10個紅細胞衰老死亡；同樣也有相近數量的紅細胞新生。
成年人的造血器官主要局限在骨髓、脾臟以及淋巴結中。但脾臟及全身淋巴結在出生後主要作用是促使淋巴細胞的第二次增殖，即淋巴細胞在接觸抗原後繁殖的免疫反應。所以骨髓造血功能顯得尤為重要。出生後，骨髓在正常情況下是唯一產生紅細胞、粒細胞和血小板的場所，骨髓也產生淋巴細胞和單核細胞。
骨髓是存在於長骨（如肱骨、股骨）的骨髓腔和扁平骨（如骼骨）的稀鬆骨質間的網眼中，是一種海綿狀的組織。能產生血細胞的骨髓略呈紅色，稱為紅骨髓。人出生時，紅骨髓充滿全身骨髓腔，隨着年齡增大，脂肪細胞增多，相當部分紅骨髓被黃骨髓取代，最後幾乎只有扁平骨骨髓腔中有紅骨髓。此種變化可能是由於成人不需全部骨髓腔造血，部分骨髓腔造血已足夠補充所需血細胞。當機體嚴重缺血時，部分黃骨髓可被紅骨髓替代，骨髓的造血能力顯著提高。
近30年來，血細胞生成的研究發展很快，現已證明人類骨髓中存在造血多能幹細胞，數量不到骨髓總細胞數的百分之一，它們具有高度自我更新的能力；並且能分化為各血細胞系統的祖細胞（如淋巴系幹細胞、粒系幹細胞），在大量分化，增殖為各種原始和成熟血細胞，最後，這些成熟的血細胞通過骨髓進入血液中，發揮各自的生理作用。人體造血幹細胞由於存在的部位不同，產生不同效能。一部分存在於幹細胞池，是人體造血細胞再生的儲備庫，以適應和滿足各種狀態下造血的需要：另一部分存在於增殖池，這些細胞不斷增殖更新，以彌補因細胞衰老或丟失所致的血細胞不足，維持人體血流平衡。
骨髓的造血能力極強，骨髓最高的造血能力可達到正常造血情況的9倍，如果只保留骨髓的十分之一，就能完成正常的造血功能，所以少量骨髓捐獻對人體沒有什麼影響。人體的造血組織有很強的代償功能，當抽取部分骨髓後，造血幹細胞會加快增殖，在一、二周內完全恢復原來的水平。因此，捐獻者不僅不會影響自身的造血功能，反而使自身的造血系統得到了鍛煉，更具備了生命的活力
細胞來源
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。
4、胎盤來源造血幹細胞
中華骨髓庫主要開展外周血造血幹細胞採集。
全國只有漢氏聯合開展採集胎盤造血幹細胞，並且獲得國家相關專利證書。
不同來源造血幹細胞的比較：
造血幹細胞的來源有：骨髓造血幹細胞、外周血造血幹細胞、臍帶血造血幹細胞、胎盤組織造血幹細胞。四種來源的細胞對比為
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
胎盤造血幹細胞
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
除造血幹細胞外，還有其他血液成分和其他種類幹細胞
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
收集胎盤
移植應用
普遍
較少
只適用30KG以下兒童
可滿足1-2個成人使用
配型程度
嚴格
嚴格
不嚴格
不嚴格
移植後反應
嚴重
更嚴重
輕
輕
用藥
需要
需要
不需要
不需要
成本
低[1]
高
很高
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
實體保存
可能供小孩自用幾次，甚至可能提供給1-2個成人患者的治療。
同時有效解決了移植時骨髓或動員後外周血來源不足，臍帶血數量不夠等技術難題.
造血幹細胞用途
造血幹細胞是血液成分之一，是生成各種血細胞的最起始細胞，又稱造血多能幹細胞，存在於骨髓、胚胎肝、外周血及臍帶血中。它既具有高度自我更新能力，又具有進一步分化各系統祖細胞的能力。近代輸血就利用這兩種能力，對受血者用放射或大劑量化學藥物使其免疫系統受抑再輸入獻血者的造血幹細胞，讓它在受血者骨髓內"定居下來，分化增殖"，這即是造血幹細胞移植。造血幹細胞移植包括骨髓移植（BMT），胎肝造血細胞移植，外周血幹細胞（PBSC）移植及臍帶血造血細胞移植。
BMT是臨床最常用的造血幹細胞移植。臨床分為同基因BMT（SBMT）、異基因BMT（ALLO-BMT）及自身BMT（ABMT）三種類型前兩種主要用於腫瘤性血液病，遺傳性血液病及某些代謝性疾病，而自身BMT多用於白血病和實體瘤患者。臍血可用於同基因或異基因移植，也可用於自身造血重建，凡符合BMT適應症的病均可用臍帶血移植代替。人胎肝造血細胞臨床應用方式有兩種，一種為胎肝細胞輸注（FLCI），另一種是胎肝移植（FLT）。
綜合文獻報道，用胎肝細胞輸注的疾病有再障，白血病、陣發性睡眠性血紅蛋白尿症、范可尼貧血、急性粒細胞缺乏症、重症肝炎或失代償期的肝硬化、化療中的實體瘤，腎性貧血等。胎肝移植治療的疾病有重症聯合免疫缺陷病、白血病、再障、地中海貧血、晚期淋巴瘤、急性放射病等。胎肝細胞用於臨床由於取材方便，輸注安全，不發生嚴重的移植物抗宿主病，故顯示一定的前景。
外周血肝細胞移植的臨床應用報道有治療急性白血病、慢性粒細胞性白血病及惡性腫瘤。與骨髓、胚胎肝的造血幹細胞移植相比，外周血肝細胞移植的優點是造血及免疫功能重建早；放射線的敏感性低，受體內植入率高；自身外周血殘存腫瘤細胞比骨髓少；採集方便、不需骨髓穿刺，易被接受。
由於移植免疫學的進展，人類造血幹細胞移植已進入一個新的發展階段，它已成為細胞工程學中的一個重要組成部分。