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造血干细胞( Stem cell ,SC)是指骨髓中的干细胞,具有自我更新能力并能分化为各种血细胞前体细胞,最终生成各种血细胞成分,包括红细胞、白细胞和血小板,它们也可以分化成各种其他细胞。它们具有良好的分化增殖能力,干细胞可以救助很多患有血液病的人们,最常见的就是白血病。捐献造血干细胞对捐献者的身体并无很大伤害。 目前造血干细胞来源只有三种:骨髓来源、外周血来源、脐带血来源。

基本介绍

造血干细胞 图示

造血干细胞 图示

造血干细胞( Hemopoietic Stem cell ,HSC)的干,译自英文“ stem ”,意为“树”、“干”和“起源”。类似于一棵树干可以长出树杈、树叶,并开花和结果等。通俗地讲,造血干细胞是指尚未发育成熟的细胞,是所有造血细胞和免疫细胞的起源。因此是多功能干细胞,医学上称其为“万用细胞”,也是人体的始祖细胞。干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,是机体的起源细胞,是形成人体各种组织器官的祖宗细胞。
造血干细胞有两个重要特征:其一,高度的自我更新或自我复制能力;其二,可分化成所有类型的血细胞。造血干细胞采用不对称的分裂方式:由一个细胞分裂为两个细胞。其中一个细胞仍然保持干细胞的一切生物特性,从而保持身体内干细胞数量相对稳定,这就是干细胞自我更新。而另一个则进一步增殖分化为各类血细胞、前体细胞和成熟血细胞,释放到外周血中,执行各自任务,直至衰老死亡,这一过程是不停地进行着的。
脐带血造血干细胞的基本介绍:
脐带血是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液,通常是废弃不用的。近十几年的研究发现,脐带血中含有可以重建人体造血和免疫系统的造血干细胞,可用于造血干细胞移植,治疗多种疾病。因此,脐带血已成为造血干细胞的重要来源,特别是无血缘关系造血干细胞的来源。也是一种非常重要的人类生物资源。

造血原理

造血干细胞

造血干细胞

造血干细胞(hemopoietic stem cell)又称专能干细胞。是存在于造血组织中的一群原始造血细胞。也可以说它是一切血细胞(其中大多数是免疫细胞)的原始细胞。在胚胎早期(第2~3月)迁至,第5个月又从肝、脾迁至骨髓。在胚胎末期一直到出生后,骨髓成为造血干细胞的主要来源。具有多潜能性,即具有自身复制和分化两种功能。在胚胎和迅速再生的骨髓中,免疫缺陷病
造血干细胞分化

造血干细胞分化

造血干细胞是血细胞(红细胞、白细胞血小板等)的鼻祖,是未充分分化细胞,具有良好的分化增殖能力,干细胞移植可以救助很多患有血液病的人们(如白血病)。因为造血系统原始细胞恶性增生、不会凋亡,从而导致了白血病发病,而救助他们的方法就是将这些恶性细胞全部杀灭,但是化疗是敌我不分得,在杀灭癌细胞的同时也杀死了正常的造血干细胞,导致人体血细胞缺乏,危及病人生。当病人需要根除白血病时,就要一次性杀灭癌细胞,但是这样超大剂量的化疗往往也将正常干细胞杀灭的寥寥无几。为了让病人尽快恢复造血功能,挽救病人的生命就需要输注造血干细胞,这就是我们所知道的骨髓移植。但是自体的骨髓移植虽然成功率大,排异反应小,但是在采集的时候难免会混杂有白血病细胞,造成以后复发的来源,所以有时需要进行异基因骨髓移植。但是不是任何人的骨髓拿来都可以移植的,如果两个人免疫标记相差太大就会造成过强的排异反应,使得移植失败,病人死亡。您在血液中心采集的干细胞样本,将会送到骨髓库进行基因存档,当有病人需要异基因骨髓移植,而他和您的骨髓配型相近的话,血液中心会通知你捐献干细胞,也就是献骨髓。它不是想象中的那么可怕,对身体也无害,就是将您的血液循环到一个采集机器中,机器自动采集,就像献血一样.
造血原理:
由造血干细胞定向分化、增殖为不同的血细胞系,并进一步生成血细胞。人类造血干细胞首先出现于胚龄第2~3周的卵黄囊,第4周胎盘开始发挥造血功能。在胚胎早期(第2~3月)造血功能延伸至肝、脾,第5个月又从肝、脾迁至骨髓。在胚胎发育期,胎盘是一个重要的造血组织,胚胎末期一直到出生后。
干细胞可以救助很多患有血液病的人们(如白血病)。造血系统原始细胞如出现恶性增生便形成白血病,而治疗白血病的方法就是将这些恶性细胞全部杀灭。但如果两个人免疫标记相差太大就会造成过强的排异反应,使得移植失败,病人死亡。自体储存造血干细胞就可以避免这类情况的发生,在小孩出生时期将脐带血或胎盘造血干细胞进行储存,当本人病人需要移植,可直接到胎盘造血干细胞申请,用于自身疾病的治疗。

主要作用

骨髓移植技术

生命科
造血干细胞 比较图示

造血干细胞 比较图示

学是二十世纪发展最为迅猛的学科之一,已经成为自然科学中最引人注目的领域。 1957 年,美国华盛顿大学多纳尔·托玛斯发现正常人的骨髓移植到病人体内,可以治疗造血功能障碍。这一技术的发现,使多纳尔·托玛斯本人荣获了诺贝尔奖。
这一技术很快得到全世界的认可,并已成为根治白血病等病的主要手段。造血干细胞移植技术的发现和应用为人类战胜疾病带来新的希望。特别是21世纪初人类开始的生命方舟计划对于造血干细胞移植技术的发现和应用取得了突破性的进展。

治疗疾病

造血干细胞移植是现代生命科学的重大突破。造血干细胞移植可治疗恶性血液病,部分恶性肿瘤,部分遗传性疾病等 75 种致死性疾病。包括急性白血病慢性白血病骨髓增生异常综合征、造血干细胞疾病、骨髓增殖性疾病、淋巴增殖性疾病、巨噬细胞疾病、遗传性代谢性疾病、组织细胞疾病、遗传性红细胞疾病、遗传性免疫系统疾病、遗传性血小板疾病浆细胞疾病、地中海贫血、非血液系统恶性肿瘤、急性放射病等。
因为有了造血干细胞移植技术,世界各地成千上万患有以上疾病的患者,重新燃起了生命的希望。
胎盘造血干细胞的用途:
胎盘组织中造血干细胞的含量是脐带血中造血干细胞含量的8-10倍,可供小孩自用几次,甚至可提供给多个成人患者的治疗。胎盘造血干细胞移植能有效解决了骨髓或动员后外周血来源不足,脐带血中造血干细胞数量不够成人使用等技术难题,将有望取代骨髓、动员后外周血和脐带血用于异基因或同基因(小孩本人的)造血干细胞移植。
胎盘造血干细胞移植可以用来治疗多种血液系统疾病免疫系统疾病,包括血液系统恶性肿瘤(如白血病、多发性骨髓瘤、骨髓异常增生综合症、淋巴瘤等)、血红蛋白病、骨髓造血功能衰竭(如再生障碍性贫血)、先天性代谢性疾病、先天性免疫缺陷疾患、自身免疫性疾患等多种疾病。

捐献介绍

采集方法

1.新生儿娩出后,在距新生儿脐部10 厘米处用两把止血钳夹住脐带,再从两钳间剪断脐带后结扎,最好再用75%乙醇消毒脐带残端、脐带根部及其周围,新生儿抱走正常处理。
2.待胎盘娩出后,用医用手术缝线或其他适宜的材料结扎胎盘上婴儿端的脐带。
3.用0.9%生理盐水将胎盘脐带涮洗一到两次,以清除胎盘上的羊水及胎粪等污物,避免胎盘脐带与其他物品接触。
4. 将采集好的胎盘脐带放入无菌一次性胎盘采集盒,盖好盒盖,并确认采集液没过胎盘。

储存流程

进行完胎盘采集后,在限定时限内将胎盘运送到干细胞库,由专业的技术人员进行胎盘造血干细胞的分离、提取、检测等技术流程,直到根据最终检测结果来确认所获得的干细胞是否具有长期保存的价值。

保存和期限

国际上通用的干细胞保存技术是将获得的干细胞储存在-196℃深低温状态,我国在造血干细胞超低温保存抗损伤领域处于世界前列。医学研究与临床实践证明保存一百多年的细胞仍然具有活性,而干细胞已有几十年的保存历史,胎盘干细胞库在与客户签订的合同期限内对干细胞库中所保管的胎盘造血干细胞活性负责。

安全性

胎盘的采集简便易行,不会引起母亲和新生儿任何不适的感觉或产生任何不良的影响。过去胎盘通常作为废物丢弃,而从胎盘中提取造血干细胞进行保存,是宝贵的生命资源再生。
而数据显示,造血干细胞基因稳定、不易突变,动物实验证明无致瘤性和促瘤性,使用安全可靠,对适应症范围疾病治疗效果好,优于传统医疗手段。

生理无损健康

人体血液中有多种血细胞,红细胞、白细胞、血小板等,它们都是有寿命的,多则 120 天,少则 36 小时,不断新陈代谢。它们均来自于一种始祖细胞,我们称它为造血干细胞。造血干细胞具有高度的自我更新、自我复制的能力,可分化生成各种血细胞。造血干细胞有很强的再生能力,失血或捐献造血干细胞后,可刺激骨髓加速造血, 1-2 周内,血液中各种成分可恢复到原来水平。
适龄、健康的志愿者捐献造血干细胞后,由于血细胞数量减少,会促使骨髓把储备的白细胞释放,并刺激骨髓造血功能,促使血细胞的生成,不会影响身体健康。
人体的造血干细胞主要存留在长骨的骨髓腔和扁平骨的稀松骨质间的网眼内,这是一种红色的海绵状组织,被称为红骨髓
人出生时,红骨髓充满全身骨髓腔,随着年龄长大,脂肪细胞增多,相当部分红骨髓变成黄骨髓。此种变化是由于成人不需要全部骨髓参加造血,部分骨髓造血已经足够补充所需血液。当身体严重缺血时,部分黄骨髓又可以变成红骨髓而继续进行造血。

实践安全

我国大陆已经采集 1700 多例造血干细胞,这是无血缘关系的,有血缘关系的则更多;
台湾已经采集 800 多例造血干细胞(大部分为骨髓)。
国际上美国已经采集 2 万多例造血干细胞(大部分为骨髓);
日本已经采集 5500 多例造血干细胞(全部是骨髓)。
据多年的临床观察和国际上的报道,至今还没有因采集外周血造血干细胞引起对捐献者伤害的案例。在采集完成后,一些轻微疼痛感和不适将很快消失。

动员剂安全

从外周血采集造血干细胞简单、省事,故我国捐献造血干细胞较多采用此种方法。但在正常生理条件下,外周血的造血干细胞数量少,不能满足移植的需要,如注射细胞动员剂 , 可使外周血造血干细胞增加 20~30 倍。使用的细胞动员剂是“粒一巨噬细胞集落刺激因子( GM--CSF )”,除能增加外周血造血干细胞的数量外,还有辅助心脏功能等作用。据多年的临床观察和国际上的报道,至今还没有发现其对人体健康的危害和副作用。

采集量标准

成年人( 18 ~ 45 岁)的骨髓量一般在 3000 克 左右,大部存于骨髓腔。成人一例采集量为 50 — 200ml 造血细胞悬液,采集次数不超过 2 次。一般循环处理血量不少于 10000ml 。 CD34+ > 2 × 106/kg 、 MNC > 5 × 108/kg 。每天检测 CD34+ 量,在最高峰时间采集,对捐献者本身无不良影响。

技术成熟

中华骨髓库有经专家委员会审定的移植医院和采集医院(中心),在这样的医院里采集造血干细胞如同采集成分血一样简单、安全。
在整个采取过程中所用的器材都经过严格消毒,并一次性使用,确保了捐献者的安全。

骨髓功能

血液是由血浆(血液中的液体部分)和血细胞(红细胞、粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、血小板等)组成的红色、不透明并带粘性的液体。正常成人的总血量约为体重的8%。血液在血管内流动不息,是人体内运输营养物质、携带代谢产物、调节内环境平衡及行使防御功能的条条“河流”。人们对血液的认识是逐渐加深的。古代埃及人提倡以血液来沐浴,旨在返老还童或恢复健康。1900年红细胞ABO血型发现之前,许多人因血型不符的输血而发生严重的溶血反应甚至死亡。1929年发明了骨髓穿刺针,从此骨髓细胞才成为血液学研究的一个重要部分。
正常人体的血细胞维持数量和功能相对恒定。这种恒定是新陈代谢的动态平衡,即衰老、死亡的细胞经常不断地被新生的细胞所取代。例如人类红细胞的平均寿命约为120天,血小板的寿命约7-10天。一个正常成年人每天约有10个红细胞衰老死亡;同样也有相近数量的红细胞新生。
成年人的造血器官主要局限在骨髓、脾脏以及淋巴结中。但脾脏及全身淋巴结在出生后主要作用是促使淋巴细胞的第二次增殖,即淋巴细胞在接触抗原后繁殖的免疫反应。所以骨髓造血功能显得尤为重要。出生后,骨髓在正常情况下是唯一产生红细胞、粒细胞和血小板的场所,骨髓也产生淋巴细胞和单核细胞。
骨髓是存在于长骨(如肱骨、股骨)的骨髓腔和扁平骨(如骼骨)的稀松骨质间的网眼中,是一种海绵状的组织。能产生血细胞的骨髓略呈红色,称为红骨髓。人出生时,红骨髓充满全身骨髓腔,随着年龄增大,脂肪细胞增多,相当部分红骨髓被黄骨髓取代,最后几乎只有扁平骨骨髓腔中有红骨髓。此种变化可能是由于成人不需全部骨髓腔造血,部分骨髓腔造血已足够补充所需血细胞。当机体严重缺血时,部分黄骨髓可被红骨髓替代,骨髓的造血能力显著提高。
近30年来,血细胞生成的研究发展很快,现已证明人类骨髓中存在造血多能干细胞,数量不到骨髓总细胞数的百分之一,它们具有高度自我更新的能力;并且能分化为各血细胞系统的祖细胞(如淋巴系干细胞、粒系干细胞),在大量分化,增殖为各种原始和成熟血细胞,最后,这些成熟的血细胞通过骨髓进入血液中,发挥各自的生理作用。人体造血干细胞由于存在的部位不同,产生不同效能。一部分存在于干细胞池,是人体造血细胞再生的储备库,以适应和满足各种状态下造血的需要:另一部分存在于增殖池,这些细胞不断增殖更新,以弥补因细胞衰老或丢失所致的血细胞不足,维持人体血流平衡。
骨髓的造血能力极强,骨髓最高的造血能力可达到正常造血情况的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,所以少量骨髓捐献对人体没有什么影响。人体的造血组织有很强的代偿功能,当抽取部分骨髓后,造血干细胞会加快增殖,在一、二周内完全恢复原来的水平。因此,捐献者不仅不会影响自身的造血功能,反而使自身的造血系统得到了锻炼,更具备了生命的活力

细胞来源

一般造血干细胞来源于三个渠道:
1 、骨髓造血干细胞。
2 、外周造血干细胞。
3 、脐带血造血干细胞。
4、胎盘来源造血干细胞
中华骨髓库主要开展外周血造血干细胞采集。
不同来源造血干细胞的比较
造血干细胞的来源有:骨髓造血干细胞、外周血造血干细胞、脐带血造血干细胞、胎盘组织造血干细胞。四种来源的细胞对比为
移植方式
外周血造血干细胞
骨髓造血干细胞
脐带血造血干细胞
胎盘造血干细胞
成份
较为单一的造血干细胞
除造血干细胞外还有其他血液成份
除造血干细胞外还有其他血液成份
除造血干细胞外,还有其他血液成分和其他种类干细胞
采集方法
在上臂血管采集
不住院不麻醉,采集前注射动员剂无痛苦
在髓骨上钻孔采集
需住院需麻醉不需注射动员剂有痛苦
收集脐带血
收集胎盘
移植应用
普遍
较少
只适用30KG以下儿童
可满足1-2个成人使用
配型程度
严格
严格
不严格
不严格
移植后反应
严重
更严重
用药
需要
需要
不需要
不需要
成本
很高
很高
采集及恢复时间
2-4天
半年
--
--
保存
无需保存
无需保存
实体保存
实体保存
可能供小孩自用几次,甚至可能提供给1-2个成人患者的治疗。
同时有效解决了移植时骨髓或动员后外周血来源不足,脐带血数量不够等技术难题.

造血干细胞用途

造血干细胞是血液成分之一,是生成各种血细胞的最起始细胞,又称造血多能干细胞,存在于骨髓、胚胎肝、外周血及脐带血中。它既具有高度自我更新能力,又具有进一步分化各系统祖细胞的能力。近代输血就利用这两种能力,对受血者用放射或大剂量化学药物使其免疫系统受抑再输入献血者的造血干细胞,让它在受血者骨髓内"定居下来,分化增殖",这即是造血干细胞移植。造血干细胞移植包括骨髓移植(BMT),胎肝造血细胞移植,外周血干细胞(PBSC)移植及脐带血造血细胞移植。
BMT是临床最常用的造血干细胞移植。临床分为同基因BMT(SBMT)、异基因BMT(ALLO-BMT)及自身BMT(ABMT)三种类型前两种主要用于肿瘤性血液病,遗传性血液病及某些代谢性疾病,而自身BMT多用于白血病和实体瘤患者。脐血可用于同基因或异基因移植,也可用于自身造血重建,凡符合BMT适应症的病均可用脐带血移植代替。人胎肝造血细胞临床应用方式有两种,一种为胎肝细胞输注(FLCI),另一种是胎肝移植(FLT)。综合文献报道,用胎肝细胞输注的疾病有再障,白血病、阵发性睡眠性血红蛋白尿症范可尼贫血、急性粒细胞缺乏症、重症肝炎或失代偿期的肝硬化、化疗中的实体瘤,肾性贫血等。胎肝移植治疗的疾病有重症联合免疫缺陷病、白血病、再障、地中海贫血、晚期淋巴瘤、急性放射病等。胎肝细胞用于临床由于取材方便,输注安全,不发生严重的移植物抗宿主病,故显示一定的前景。外周血肝细胞移植的临床应用报道有治疗急性白血病、慢性粒细胞性白血病及恶性肿瘤。与骨髓、胚胎肝的造血干细胞移植相比,外周血肝细胞移植的优点是造血及免疫功能重建早;放射线的敏感性低,受体内植入率高;自身外周血残存肿瘤细胞比骨髓少;采集方便、不需骨髓穿刺,易被接受。
由于移植免疫学的进展,人类造血干细胞移植已进入一个新的发展阶段,它已成为细胞工程学中的一个重要组成部分。