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张铭  生命从细胞开始生物体是由细胞组成的，细胞是生命的基本结构单位。细胞解体，生命终结；细胞损伤，个体生病。 人体是由一个细胞——受精卵——发育而来的。整个发育过程大约经历了50次细胞分裂，最终形成了约80万亿个细胞个体。细胞在分裂、增殖过程中会分化出200多种不同的细胞，形成不同的组织、器官、系统，并实现新陈代谢及各种生理功能。人体可以经历约100年的生命周期——寿命。期间因遗传缺陷，环境影响，会导致各种疾病的发生。科学地讲，疾病就是患者的生理指标偏离了正常。随着各种药物的发明，医疗水平的提高，人类平均寿命从30～40岁提升到了70～80岁。然而，是药三分毒，药物是有副作用的，有些疾病甚至要终身服药，会给患者造成很大的痛苦。 现代社会疾病谱发生了很大变化，已经由感染性疾病为主逐渐转变为肿瘤、免疫、遗传、代谢、衰老和退型性疾病为主。这些疾病的病因、病理复杂，常常没有特效药。随着现代医学的深入研究，我们逐渐认识到，许多复杂的疾病本质上是基因的疾病，蛋白的疾病，细胞的疾病，需要用新的方法来解决，于是相应地发展出基因治疗、生物治疗和细胞治疗等方法。 高等生物在长期的进化历程中，其机体形成了依靠免疫系统维持自身健康的机制。免疫细胞会识别外来物质和外来病原体，然后将其吞噬消灭；免疫细胞也会清理自身病变坏死的细胞，保持机体健康。体内细胞在不断地生长、又不断地死亡，保持着动态平衡。有的细胞只能活几天，如肠上皮黏膜细胞及一些白细胞；有的细胞寿命有几百天，如红细胞、肝脏细胞；有的细胞可以存活几十年，如神经细胞等。许多疾病是由于细胞的数量，细胞的病变造成的，如心肌炎、糖尿病。细胞的质量与身体健康长寿有关，特别是免疫细胞、干细胞的数量、质量直接影响着身体状态。细胞的病如果用细胞的方法解决，就是细胞治疗。通过输入健康的细胞进行治疗、美容、延缓衰老的成功例证已经有很多了。细胞治疗的关键是大量供体细胞的获得和克服免疫排斥反应。 细胞治疗历史最早的细胞治疗是输血，后来发展到成份输血，即把供者的血液分成血浆和血细胞，再把血细胞分成红细胞、白细胞、血小板等，分别输给不同需要的患者，如把血小板输给体内出血的患者，把白细胞输给免疫低下的患者。每个人的细胞是不同的，因为细胞表面有不同的抗原，抗原不同的个体间输送细胞会引起免疫排斥反应，严重的会引起死亡。因此，异体之间输血要做配型，最普通是ABO血配型。做骨髓移植需要进行人类白细胞抗原（HLA）配型。脐带血干细胞治疗儿童白血病也要进行配型。自体细胞体外培养增植后回输不会发生排斥，而一些骨髓间质细胞因免疫抗原性很低，也可以制备成细胞制剂供异体应用。 细胞培养 DC-CIK细胞治疗技术 进行细胞治疗时需要巨大数量的供体细胞，这就需要靠细胞培养来解决。细胞是一个十分微小而复杂的有机体。100万个人体细胞也只有约1立方毫米。然而，如此微小的细胞，却有着及其复杂精细的结构：有一个细胞核和许多细胞器（图），核内DNA有30亿对碱基，编码2.6万个基因，指导合成几十万种蛋白。一个细胞内可以有几百到几万种蛋白质，一种蛋白可以有几十万个，这些蛋白活性物质有序地组织成几百条信号通路，演绎生命活动。一个细胞就像一个立体的城市，信号通路相当于交通路线，自行车、公交车、私家车、出租车、地铁等各行其道。每个蛋白质就像一个人，在细胞的城市中有序地生活着，进行着物质、能量、信息的交流，实现着新陈代谢，遗传变异，体现着生命的活力。 多细胞生物体内的单个细胞是不能在体外独立生活的，但随着现代生物技术的发展，我们已经可以在体外进行细胞培养，即在体外洁净的培养器皿内模拟出满足细胞对营养、生长因子、离子、pH缓冲容量等要求的体内环境，实现细胞在体外的生存、生长、分裂、增殖。细胞在培养器皿内大约20小时数量就能增加一倍。现在先进的技术可以使许多类型的细胞传几十代、几百代，形成一个巨大的可再生资源库，达到取之不尽、用之不竭的境界。最早培养成功的是肿瘤细胞和胚胎细胞。以后皮肤、肌肉、神经、肝脏、角膜、成骨等各种各样的细胞都能培养。现在还可以成功地分离培养各种类型的免疫细胞，更进一步成功培养了胚胎干细胞和各种成体干细胞。这些成就的取得，让细胞治疗成为可能，使细胞生物治疗成为继手术和药物治疗之后，极具临床应用价值的第三类医疗技术。 免疫细胞治疗免疫细胞与身体免疫力强弱及许多肿瘤的发生直接相关，补充免疫细胞、提升免疫细胞活力不仅能强身健体，而且还能治疗如肿瘤病、免疫缺陷、心肌坏死、股骨头坏死等各种疾病。肿瘤辅助治疗常用的免疫细胞疗法有：细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK）疗法、树突状细胞（DC）疗法、DC-CIK细胞疗法、自然杀伤细胞（NK）疗法和以树突状细胞（Dendritic cells，DCs）为基础的细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）疗法等。这些疗法都有不错的疗效，而且随着技术的完善，疗效也在不断地提高。 2011年诺贝尔生理学奖和医学奖授予了被誉为“DC细胞之父”的加拿大科学家拉尔夫·斯坦曼，他在2006年就查出胰腺癌晚期。在医学上，晚期胰腺癌的恶化程度高，生存期不会超过6个月。然而，斯坦曼教授在接受了以他自己的研究成果“树突细胞”（DC）为依据的细胞免疫治疗后，成功地将生命延长。DC细胞与CIK细胞共培养后，提高了细胞的增殖速度和杀伤活性，且使其对肿瘤细胞的杀伤作用更具特异性。DC-CIK细胞对于血液、消化、呼吸、泌尿及生殖系统等多个系统的肿瘤细胞均有杀伤作用。  下面，我们介绍一下免疫细胞疗法中涉及到的几个关键概念： DC，DC—CIK细胞治疗流程1.抽取病人外周血50-60ml——分离单个核细胞，体外诱导DC细胞——DC细胞负载肿瘤抗原，通过静脉回输给病人或经皮下注射——经肿瘤抗原负载DC能刺激自体T细胞——产生强烈的抗肿瘤免疫应答。抗原与自体的淋巴细胞混合，刺激自体T细胞产生细胞毒性T淋巴细胞——将这些细胞毒性T淋巴细胞，通过静脉回输给病人——直接杀伤肿瘤细胞。 DC细胞治疗适用于恶性黑色素瘤、前列腺癌、肾癌、膀胱癌、卵巢癌、结肠癌、直肠癌、乳腺癌、宫颈癌、各种肺癌、喉癌、鼻咽癌、胰腺癌、肝癌、胃癌等。 DC细胞作用机制 在肿瘤免疫中，DC细胞不能直接杀伤肿瘤细胞，但能通过识别肿瘤细胞的特异性抗原，将其信号呈递给具杀伤效应的T细胞来达到监测、杀灭肿瘤的功能。 DC细胞应用 免疫细胞治疗最激动人心的是嵌合抗原受体T细胞，简称CART。T细胞是免疫系统里最凶猛的“猎人”。它们通过自己的受体来感知细胞表面是否存在特定蛋白质的细胞，以这种方式锁定受感染细胞和癌细胞，然后杀死它们。科学家利用改造的HIV病毒给T细胞增添了人工重组的能特异识别肿瘤细胞的嵌合抗原受体。将经改造的CART细胞回输到病人体内后，它一旦发现特异癌细胞，不仅会杀死癌细胞，而且还会自身分裂，在体内创造出灭癌大军，彻底治愈癌症。这种利用免疫细胞精准治疗的方法给人类最终战胜肿瘤带来了希望。 但是CART也存在局限性：主要对血液部位的肿瘤疗效比较好，而且技术含量高，需个体定制疗法，需要大笔资金。  DC细胞图 干细胞治疗 干细胞治疗是另外一个精准医疗的方向，它给人类打开了无限的遐想空间。因为干细胞是一种年轻的全能型细胞，可以定向分化为各种成体细胞，包括精子和卵子。它可以经体外大量扩增后，再输到体内以替代病变、衰老的细胞，使机体变得年轻、健康。比如，干细胞可以诱导分化为成骨细胞，修复骨损伤；干细胞可以诱导分化神经细胞，治疗高位截瘫和老年痴呆等；干细胞可以诱导分化为胰岛细胞，根治糖尿病；干细胞还可以结合3D打印技术，制造脏器，在肾脏、膀胱方面都已有所应用。 健康长寿是人类长期以来的梦想。人类的平均寿命从现在的70～80岁，提高到100岁～120岁，需要有新的技术支持，这个新技术可能由干细胞治疗来实现。胚胎干细胞、脐带血干细胞、脐带间质干细胞、胎盘干细胞、皮肤干细胞、脂肪干细胞、神经干细胞等都有许多治疗应用的前景，可以形成数以千亿计的市场和相关产业。干细胞在体外长期培养增殖，数量可以达到数千万倍。因此，干细胞制剂可以当作像药物一样的治疗制剂。美国、加拿大、韩国已批准了多个细胞制剂，用于治疗免疫缺陷症等疾病。 细胞治疗的伦理细胞治疗是一种革命性的方法，因此必然还有许多不完善的地方。细胞是一个非常复杂的有机体，很难有两个完全一样的细胞，因此，细胞制剂的质量标准比较难以掌握。异体之间的细胞输送会形成不同基因型个体，而个体鉴别、性格分析，都会是新问题。此外，干细胞治疗在使个体年轻化成为可能的同时，因亲属之间衰老不同步以及是否会有成瘾性等问题，也都成了需要面对的新问题。 |
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