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撰文│刘保池 编辑│毕紫娟 审校│汤红明 一 细胞是生物结构与功能的基本单位。人类生命之初从受精卵开始，经卵裂形成桑椹胚，1周左右形成囊泡，囊泡内细胞团称为胚胎干细胞，具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化特性。胚胎干细胞可分化为机体几乎所有细胞，但不能分化成脐带和胎盘等附属组织，被称为多能干细胞。胚胎干细胞可修复几乎所有组织和器官的损伤。胚胎干细胞的研究及临床应用均涉及社会伦理学问题，且畸胎瘤的形成问题也尚未解决。因此，未来胚胎干细胞临床应用是一个挑战。 在某些器官中还有一些未分化细胞，这些未分化细胞能够自我更新并分化成该器官中的功能细胞，称之为成体干细胞。目前可从脐带、胎盘、羊膜、脂肪、牙髓、骨髓、皮肤等组织中分离成体干细胞，并且在体外培养可实现大规模扩增。脐带、胎盘等来源的同种异体干细胞，容易实现标准化体外扩增制备，并具有广泛临床应用潜在价值，但由于异体干细胞遗传基因不同，易被机体免疫系统识别，不能在体内长期存活。 成体干细胞在体内受到器官特定微环境诱导，可分化成不同功能细胞，协同完成不同器官功能。根据这一原理，在体外培养干细胞时，可通过改变微环境中的生长因子及其他因素，定向诱导干细胞分化。目前将某些干细胞分离并培养成具有一定功能细胞的技术已经成熟。干细胞作为种子细胞，还可与降解支架材料联合培养，在体外构建组织或器官，由此衍生了再生医学概念。 20世纪80年代后期提出“再生医学”概念，这是将细胞生物学和材料工程学结合，在体外或体内构建组织或器官的一门新型学科，尤其在皮肤、软骨等组织的研究方面，目前已商品化并应用于临床。采集与受损区有相同功能的细胞， 经体外扩增培养后，形成与原组织或器官具有相同结构和功能，达到功能修复目的；或利用少量组织或器官，扩增大块组织或完整器官，达到完全修复目的；在修复过程中，利用生物工程原理对组织或器官进行塑形，使其与原组织或器官相符，实现形态重建。 创伤、肿瘤切除等原因造成组织、器官缺损和功能障碍是危害人类健康的重要原因，而缺损组织、器官修复和功能重建也是目前临床外科面临的主要难题。大面积缺损通常都需要采用自体或异体组织、器官移植进行修复， 自体移植存在“以创伤修复创伤”的问题，而异体移植中存在供体来源不足、免疫排斥问题。外科学的发展历程先后经历了3个“R”阶段，即切除（recection）、修补（repair）和替代（replacement）。再生医学基本原理是从机体获取少量活组织，将功能细胞（种子细胞）从组织中分离出来，并在体外培养、扩增，然后与可降解、吸收的三维支架材料按一定比例混合，植入体内病损部位，生物材料在体内逐渐被降解和吸收，植入的细胞在体内增殖和分泌细胞外基质，最后形成所需的组织或器官，以达到创伤修复和功能重建目的，是第4个“R”， 即再生医学（regeneration medicine）。 二 对艾滋病合并失代偿期肝硬化患者，用保肝利尿抗病毒等常规疗法效果一般，患者数月后可能发展为肝衰竭。经网上查阅了解到干细胞可治疗肝硬化，可通过放射介入股动脉插管将脐带间充质干细胞或自体骨髓干细胞输入肝动脉。基于相关报道。2009年笔者设计通过上腹部手术进行网膜右静脉插管埋置输液港，采集患者自体骨髓经埋置在上腹部皮下的输液港输注自体骨髓进入门静脉。结果发现，艾滋病合并失代偿期肝硬化患者的肝功能逐渐恢复，甚至接近正常。目前做自体骨髓门静脉输注的艾滋病合并失代偿期肝硬化患者已健康生活超过10年。随后对无HIV感染的肝硬化患者应用自体骨髓经门静脉输注治疗效果更好。中心于2014年收治1例56岁男性患者，被诊断为失代偿肝硬化大量腹水合并脐疝（图1）。CT检查提示肝脏明显萎缩，肝脏体积1302 mL，大量腹水，脾大（图2）。于多家医院就诊后认为需做肝移植。中心对患者进行脾切除加脐疝修补，经网膜右静脉插管埋置输液港做自体骨髓经门静脉输注治疗。术后3个月，肝功能Child-Pugh分级从C级转成A级，术后1年，肝功能正常，腹部伤口愈合良好（图3）。CT检查提示肝脏明显增大，体积1796 mL，腹水基本消失（图4）。  自体骨髓经门静脉输注进入肝脏后逐渐改善肝功能，这可能是因为骨髓干细胞在肝脏微环境中转化成有功能的肝细胞，或产生某些细胞因子促进损伤肝细胞的修复。根据这一原理，自体骨髓干细胞在糖尿病患者胰腺微环境中是否同样可转化成胰岛细胞或产生某种细胞因子修复受损胰岛细胞？笔者对肝硬化合并糖尿病患者行上腹部手术时，分别从网膜右静脉和网膜右动脉插管埋置输液港，从输液港输注自体骨髓进入门静脉和胰十二指肠动脉，结果显示，患者肝功能好转，血糖水平逐渐降低。而后笔者优化自体骨髓治疗技术，在B超引导下进行经皮细针穿刺胰腺输注自体骨髓有核细胞，发现骨髓有核细胞在B超实时检查中可显影，清晰看到骨髓有核细胞液体逐渐扩散至胰腺组织中，胰腺亮度逐渐增加，临床观察显示治疗效果良好。有报道对糖尿病患者用细胞刺激因子等骨髓动员剂，动员骨髓干细胞进入外周血，再从外周血采集骨髓干细胞，通过放射介入股动脉插管进入胰腺动脉输注骨髓造血干细胞治疗糖尿病获得很好效果，这也说明骨髓造血干细胞可改善胰岛功能，但需要一定的干细胞密度。因为从外周血分离造血干细胞富集以后介入插管输注至胰十二指肠动脉，胰腺组织中的造血干细胞密度才能明显高于外周血密度。从髂前上棘做骨穿采集骨髓，分离有核细胞，从理论上讲可采集和分离出比外周血中更原始的干细胞。 对于卵巢早衰，笔者采集骨髓，分离有核细胞后，在B超引导下精准穿刺卵巢输注，结果患者的性激素水平改善，失眠、潮热等更年期症状改善，已经停经2～3年的卵巢早衰患者月经恢复。对膝关节退行性变，采集骨髓，分离有核细胞后，膝关节腔内输注，结果显示关节酸困、疼痛减轻或消失，半年后膝关节磁共振成像检查，发现膝关节软骨损伤得到修复，变薄的软骨有增厚。对股骨头坏死患者，采集骨髓，分离骨髓有核细胞后，在B超引导下行髋关节腔内输注，结果患者髋关节疼痛减轻或消失，髋关节磁共振成像检查发现股骨头密度降低情况改善，提示股骨头血供改善，说明骨髓有核细胞中的内皮祖细胞有助于新微循环血管重建。但如果股骨头坏死已发展到股骨头塌陷、关节变形的程度，自体骨髓细胞治疗不会有明显效果。对于艾滋病合并恶性肿瘤患者，化疗是清除肿瘤细胞的有效方法，但常规化疗会加重免疫系统损伤和骨髓抑制。本中心于化疗前采集患者骨髓并保存，然后常规化疗。停用化疗药物后5天，化疗药物基本排出体外，此时骨髓抑制比较严重，回输保存的骨髓，可明显促进骨髓重建。临床应用自体骨髓细胞治疗的结果提示，自体骨髓干细胞移植到不同器官，在不同器官的微环境中可能转化成不同功能的细胞，改善受损器官的功能。相比体外培养扩增，骨髓干细胞在不同器官微环境中，更适合分化扩增成器官所需的细胞，恢复器官功能。 （ID ：yxckbsc2021060501）  作者简介 刘保池 教授 主任医师、教授，现为复旦大学附属上海市公共卫生临床中心普外科学科带头人，中国研究型医院学会卫生应急专业委员会常务委员，感染与特殊感染学组组长，全国卫生产业企业管理协会常务理事、细胞治疗产业与临床研究分会会长，手术与细胞治疗学术委员会主任委员。擅长肝硬化的手术与细胞治疗，首次提出了“种子土壤移植治疗肝硬化”学说，开展脾切除加自体骨髓经门静脉输注治疗艾滋病合并失代偿期肝硬化取得良好的疗效。2015年被评为上海市先进工作者，2016年获“ 中国健康传播大使”荣誉称号，2017年获上海市优秀发明奖，2018年获全国卫生产业企业管理协会颁发“健康产业科技进步奖”。获授权专利11项，发表论文160余篇，主编学术专著8部。   |
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