自体脐带血的保存及临床应用_武文杰

自体脐带血的保存及临床应用_武文杰 中国实验血液学杂志JournalofExperimentalHematology2013;21(5):1365,1368 ?1365? 文章编号(ArticleID):1009,2137(2013)05,1365,04 ?综述? 自体脐带血的保存及临床应用 1，211，21，2* 武文杰，刘剑，李茜，邱录贵 1 协和干细胞基因工程有限公司，天津300384;中国医学科学院血液学研究所血液病医院，天津300020 2 脐带血内含有丰富的造血干、祖细胞，脐血移植已成功应用于治疗白血病、淋巴瘤、骨髓异常增生综合征、 再生障碍性贫血、血红蛋白病、代谢贮积病和免疫缺陷性疾病。随着脐血库的建立和临床脐血移植数量的增多，越摘要 来越多的父母选择将脐带血捐献给公共库或者是储存到自体库以备应用。本文就近年来自体脐带血保存的现状和临床应用做一综述。 脐带血保存;脐血库;自体移植 中图分类号,331(1;,457(7关键词 ——————————————————————————————————————————————— 文献标识码 A doi:10(7534/j(issn(1009-2137(2013(05(056 PreservationandClinicalApplicationofUmbilicalCordBloodforPersonalUse ———,eview 222*WUWen-Jie1，，LIUJian1，LIQian1，，QIULu-Gui1， 1 UnionStemcellandGeneEngineeringLTCO，Tianjin300384，China;2InstituteofHematology,BloodDiseaseHospital，Chinese AcademyofMedicalSciences,PekingUnionMedicalCollege，Tianjin300020，China* CorrespondingAuthor:QIULu-Gui，SeniorPhysician，Professor(Tel:(022)23099172(E-mail:drqiu99@medmail(com(cn AbstractHumanumbilicalcordblood(CB) isonepotentialsourceofhematopoieticstemcells(HSC)and progenitorcells，andithasbeenusedtosuccessfullytreatleukemia，lymphoma，myelodysplasticsyndrome，aplasticanemia，hemoglobinopathies，metabolicstoragediseases， andimmunodeficiencies(WiththeestablishmentofCBbankandincreasedc asesofCBtransplantationinclinicaluse， moreandmoreparentstodaychoicetodonatetheCBtoapublicCBbank，——————————————————————————————————————————————— ortokeepandstoretheCBinaprivatebankforpotentialuseinthefuture(Inthisarticle， thecurrentstatusofCBpreservationandclinicalapplicationofCBforpersonal usearereviewed(Keywordscordbloodstoring;cordbloodbanking;autologoustransplantation JExpHematol2013;21(5):1365,1368 脐带血含有丰富的造血干/祖细胞，移植后可促进造血和免疫功能的恢复。自上世纪90年代以来，脐血干细胞移植技术在全世界得到快速发展，世界 将原本自然流失的脐带血，经各国脐血库应运而生， 分离、检测、深低温保存，以备临床应用;尤其是脐血 突显了脐血的临床价干细胞在亲属间移植的成功， 值。本文就近年来自体脐带血保存现状和临床应用做一综述。 自体脐带血移植的优势 脐血含有丰富的造血干细胞，可以用于治疗血液系统疾病，在其他领域中的应用还包括:脐血中非造血干细胞的移植(如:间充质干细胞及尚未被确认的干细胞群)，或利用脐血干细胞可塑性强和可分化 ,1,为其他组织，如:内皮、骨骼、神经或心脏细胞或表达转染基因的能力。前期实验已采用脐血单个核 ,2, 细胞治疗神经系统疾病(中风、脊髓或脑损伤、肌 ——————————————————————————————————————————————— ,3, 萎缩侧索硬化症)、心脏疾病(心肌梗死或缺,4,血，心脏损伤，瓣膜修复)及组织修复。 脐血干细胞与成人细胞相比，无污染、移植排异反应小、免疫抗原性弱，再生能力和速度是前者的10,20倍。2007年，美国国家骨髓供者计划(NMDP)已提出美国人口遗传多态性正在增加。因此无法找到相合供者的患者数量可能增加，而随着少数种族群体医疗服务的改善，这种需求将进一步增加。最后，在遭遇核事故或恐怖攻击，短期内有大批伤员需要移植救治时，脐血是一种随时可用的造 ,5, 血干细胞来源。自体保存脐带血确实有好处:一旦需要使用时，不需配型，没有免疫排斥的危险，移 基金项目:天津市科技创新专项资金项目(编号08FDZDSH03000)* 通讯作者:邱录贵，主任医师，教授，博士生导师(电话:(022)23099172(E-mail:drqiu99@medmail(com(cn 2013,01,23收稿;2013,01,30接受 ?1366? 植成功率更高。此外，自体保存的脐带血还能对家 如:接受亲属脐庭其他成员需要移植时有一定保障， 带血造血干细胞移植的白血病患者，存活率显著高于接受无血缘关系的脐带血造血干细胞移植者。据《新英格兰医学杂志》1997年——————————————————————————————————————————————— 报道，78例接受亲属 而65脐血供体治疗的白血病患者存活率约63%， 例接受非血缘关系移植的患者存活率仅为29%。自体脐血移植成功率为100%，用于亲属的成功率也高于骨髓移植。 中国实验血液学杂志JExpHematol2013;21(5) 脐血库及自体脐带血保存 自1988年法国成功使用同胞脐带血造血干细胞治愈致命的血液疾病后，脐带血干细胞移植使全球的绝症患者燃起了重生的希望。1992年，美国亚利桑那大学的DavidHallis建立了世界上最早的脐血库。此后，英、法、以色列等国相继建立脐血库，至今共进 ,6, 行非血缘供体移植达25000余例。1996年，我国卫生部便提出了在全国设置10个脐带血库的规划，并同时成立了卫生部脐带血库专家委员会，制定并 《脐带血库执业指导》，颁布了严明了脐带血库的准入条件。目前经由卫生部批准设置、省级卫生 天津、上行政部门批准执行的脐带血库已有北京、 海、广东、四川、山东和浙江7家，共库存脐带血干细胞近3万份。 根据供应对象不同，脐血库一般分为自体库和公共库。这是目前国际通行的两种模式。在国外，公共库和自体库一般是分开的，而在我国除广州库为纯粹的公共库外，其他全部采用公共库附带自体库的——————————————————————————————————————————————— 运营模式。截止到2010年，全世界130多个自 100多个公共脐体脐血库共储存超过90万份脐血，,6，7, 。在荷兰,8,，血库共储存超过40万份脐血一项 “是否为未来的宝宝保存脐带血”关于的问卷调查 125/356)和大部分显示:三分之一的助产师(35%， 71/100)表示愿意，妇产科医生(71%，并且他们当 中2/3的人都表示会付诸行动。自体库的发展为自体脐血干细胞移植提供了充足的资源。 自体脐带血移植的现状 一份脐带血储存到脐血库后，它用到自己身上的使 自体库共储用概率到底有多大,在全世界范围内， 存着约90万份脐血，有报道的自体移植仅有100多例,9,。研究者根据肿瘤发生、移植需求及缺乏相合异体供者的概率对自体库储存的脐带血的使 用概率作出推测:约为1?2500(0(04%)到1?200000 10, (0(0005%),5，。欧洲血液和骨髓移植组织(EB-MT)显示:2006年期间共进行了544例的造血干细胞的移植，其中5%是脐带血移植，然而却没有 ,11, 一例自体脐带血移植的案例。截止到2010年，在全球48个国家的645个研究中心调查显示，在报道的33362例造血干细胞移植中，——————————————————————————————————————————————— 有12276例(41%)是异基因移植，17736例(59%)是自体移植，其中脐带血移植为6%，自体脐带血移植仅有3,14,,12, 例。AhmedSO等对地中海东部9个国家的 发现从1984造血干细胞移植情况进行了一项调查， ,2007年期间，共报道了7933例造血干细胞移植 其中异体移植占77%(n=5761)，自的临床案例， 体移植为23%(n=2172);在5761例异体移植中，脐血移植仅有100例(0(017%)，而自体脐带血移植的案例就更少之又少了。美国血液和骨髓移植学 ,5, 会委员会曾组织一次“全美自体脐血库”电话问卷调查。委员会的StewartSK联系了17家自体库 17家自体库的库存脐血数量总的医学或其他代表， 共约46万份，其中11家接受调查，有3家还给出面答复。调查内容包括冻存脐血的数量、移植的疾 脐血是否用于自体或家庭成员，但没有获得关于病、 脐血采集和保存费用的资料。11家自体库总共有99份脐血已用于移植。两家规模大的自体库(CordBlood,egistryandViacord)称，因为两库大部分脐血是5年内采集的，目前还无法获得这些脐血临床应用的最终效果。 在已报道的自体脐带血移植的临床案例中，大部分是用于血液系统疾病，如:再生障碍性贫,13，15, ——————————————————————————————————————————————— 。2007年，Ammar等,16,报道了首例关于颇血 有争议的自体脐血移植治疗白血病的研究。患童在3岁时被查出患有急性淋巴细胞白血病ALL，确诊后10个月左右进展为中枢神经系统白血病。在患童经过系统和鞘内化疗后进入第二次缓解期，医生对其进行了自体脐带血移植治疗。为了防止自体脐带血内含有白血病细胞基因，研究者对脐带血细胞进行了PC,检测，没有发现与骨髓中取出的白血病细胞一样的IgH和T-γJg的基因重排情况。患童移 植后4个月，血象完全恢复正常，并且在移植后没有并发严重的感染、恶性疾病以及GVHD。截至发稿，患童第二次缓解期已经28个月，这在同种情况仅有4%的概率。 最早的成功进行自体脐带血移植治疗非血液系 ,17, 研究者对一名1岁2统疾病的报道是在1999年， 个月患神经母细胞瘤的女童进行了自体脐带血移植 自体脐带血的保存及临床应用 ?1367? 但能够保持储存在,190度左右的超低温环境下， 造血干细胞活性的时间及其年递减率都有待研究。 治疗。移植后14个月，患者的血象完全恢复，Karnovsky评分为100。此外，在自体脐带血移植治 ,18，30, 、疗神经系统疾病的报道中还有用于脑性麻痹 ——————————————————————————————————————————————— ,19,,29, 获得性神经障碍以及缺血性脑损伤等研究。 至于自体脐血用于治疗免疫缺陷病，尚处于观,20,24，28, 。从2005年开始，察阶段佛罗里达大学的 Haller等人开始对自体脐带血移植治疗I型糖尿病 ,20,22，28, 。的疗效和治疗机理进行了一系列的研究 ,21，22, (n=8)已到2007年，他们的第一批研究对象 经成功移植自体脐带血6个多月，通过与对照组对比糖化血红蛋白(HbA1c)和每日依赖胰岛素剂量(units/kg/day)，发现治疗组疗效明显优于对照组。截止到2009年，研究组已经成功为15名I型糖尿病患者进行了自体脐带血移植治疗，没有1例发生 ,28, 明显的并发症。到2011年，通过对这15名接受了自体脐带血移植治疗的患者随访2年后发现，自体脐带血移植治疗儿童I型糖尿病是一种安全的治 + 可以促进调节T细胞(CD4Treg)的增多，疗手段， 但研究同时表明:C反应肽的改善并不明显。鉴于 FDA批准他们将研究数量扩增到23这种安全性， 名。此外，自体脐带血还可辅助用于产前诊断为先天性心脏病的——————————————————————————————————————————————— 婴儿于生后数小时内进行的心脏开胸,25,,26, 术以及早产儿贫血的治疗。美国脐血注册登记处报道了11份自体脐血移植治疗再生障碍型贫血、脑瘫、脑外伤及免疫缺陷，但移植结果尚未见公开报道。 鉴于此，现今自体脐带血移植治疗的临床案例报道，都是零星的个案，病例数少，且大都是短期的 尤其缺乏一年以上的恶性病复发率及无随访结果， 病生存率大量病例的统计资料，尚无法对脐血自体移植治疗恶性血液病及难治性血液病的疗效作出科学结论。但是，应该看到，自体库的发展仅仅十几年，随着自体库脐血保存数量的累增，无论是临床应用还是研究领域，都将获得一个突飞猛进的发展。 展望 一般来说，保存脐血如直接用于治疗自身先天性遗 传性血液疾病是不可行的，但随着基因治疗等技术的发展，人类脐带血的移植成功为基因治疗提供了新的靶细胞。即使是有基因缺陷的干细胞，也完全有可能在体外改变其遗传学特性以用于移植治疗一些遗传缺陷性疾病和恶性肿瘤。天津中国医学科学院血液学研究所韩忠朝主任指出，自体储存的脐血干细胞是严格按照国际脐血库进行的，合格率在95%以上。对于每一位脐血保存者都将严格进行入库前的检测。现已有提供几十份脐血供家庭成员间移植的先例。此外，协和脐血干细胞库的陆敏博士认为，国际上开展对脐血干细胞保存和移植应用的研究虽然只有十几年，但美国已有脐血保存1年后移植成——————————————————————————————————————————————— 功的成功范例，而且与脐血相似的骨髓血保存已有40年以上的历史。自体骨髓移植的成 因此从理论上讲，没有理由怀疑脐血能功率相当高， 够长期保存并能够移植成功。如果将来细胞扩增技术成熟，可以将有限的干细胞扩增，达到一定的数量，那么临床上脐带血干细胞移植的应用将越来越广泛。相信随着科学技术的提高，脐带血及其临床移植的应用价值会越来越明了。 我国现有血液病、遗传病和恶性肿瘤患者数千万，白血病和再生障碍性贫血病人每年新增4,5万人，病人同胞间骨髓干细胞配型相合的可能性只有25%，而我国独生子女甚至机会更少，自体脐血保存的目的，与其说是治病，不如说是保健和保险。因此，通过脐血库保存脐血干细胞，将为整个社会的健康保障提供储备。 参考文献 1LavergneM，VanneauxV，DelmauC， etal(Cordblood-circulatingendothelialprogenitorsfortreatmentofvascula rdiseases(CellProlif，2011;44(Suppl1):44,47( 2KanerT，KaradagT，CirakB， etal(Theeffectsofhumanumbilicalcordbloodtransplantationinratswithex perimentallyinducedspinalcordinjury(JNeurosurgSpine，2010;13(4):543,551( 3,izvanovAA，GusevaDS，SalafutdinovII， etal(Geneticallymodi-fiedhumanumbilicalcordbloodcellsexpressingvasc ——————————————————————————————————————————————— ularendothelialgrowthfactorandfibroblastgrowthfactor2differentiateinto glialcellsaftertransplantationintoamyotrophiclateralsclerosistransgenicmi ce(ExpBiolMed(Maywood)，2011;236(1):91,98( 面临的问题 保存自体脐血以备将来移植的临床应用价值目前尚 ,27, 有争议，其焦点主要在先天性疾病如地中海贫血患者不可能靠移植自身的脐带血治愈自己的疾病;患白血病的幼儿很可能在其脐带血中就含有白血病细胞或者白血病前期细胞，而且脐带血的免疫细胞发育不全，自体移植后短期内恶性病复发可能性很大;脐带血中造血干细胞的数量较少，一份脐带血不能满足体重大于40千克患儿的需要;脐带血需要 ?1368? 4GrecoN， LaughlinMJ(Umbilicalcordbloodstemcellsformyocardi-2010;660:29,52(alrepairandregeneration(MethodsMolBiol， 5KarenKB，JulietNB，SusanKS， etal(AmericanSocietyofBloodandMarrowTransplantation(ASBMT)Committee,eport: collectionandpreservationofcordbloodforpersonaluse(BiologyofBlooda ndMarrowTransplantation，2008;16(4):984,988( 6ButlerMG，MenitoveJE(Umbilicalcordbloodbanking:——————————————————————————————————————————————— anupdate(JAssist,eprodGenet，2011;28(8):669,676( 7,ebullaP， LecchiL(Towardsresponsiblecordbloodbankingmod-2011;44(Suppl1): 30,34(els(CellProlif， 8BraatDD，MummeryCL，SchattenbergAV， etal(Freezingumbili-daycal-cordbloodandbonemarrowforone,sownuse: present-quackery(NedTijdschrGeneeskd，2006;150(44):2410, 2414(9BallenK(Challengesinumbilicalcordbloodstemcellbankingforste mcellreviewsandreports(StemCell,ev，2010;6(1):8,14(10BallenKK， BarkerJN，StewartSK， etal(Collectionandpreserva-tionofcordbloodforpersonaluse(BiologyofBloodandMarrowTransplantation，2008;14(3):356,363( 11GratwohlA，BaldomeroH，FrauendorferK， etal(TheEBMTactivi-tysurvey2006onhematopoieticstemcelltransplantat ion:focusontheuseofcordbloodproducts(BoneMarrowTransplantation， 2008;41(8):687,705( ZaidiS，etal(TrendsofHematopoiet-12AhmedSO，GhavamzadehA， icStemCellTransplantationintheEasternMediterranean,egion，1984 ,2007(BiolBloodMarrowTransplant，2011;17(9):1352,1361( 13,osenthalJ，WoolfreyAE，PawlowskaA，etal(Hematopoieticcell transplantationwithautologouscordbloodinpatientswithsevereaplastican ——————————————————————————————————————————————— emia: anopportunitytorevisitthecontroversyregardingcordbloodbankingforprivateuse(PediatrBloodCancer，2011;56(7):1009,1012( 14PasswegJ,，BaldomeroH，GratwohlA，etal(TheEBMTactivity survey:1990,2010(BoneMarrowTransplant，2012;47(7): 906,923( 15,osenthalJ，WoolfreyAE，PawlowskaA，etal(Hematopoieticcell transplantationwithautologouscordbloodinpatientswithsevereaplasticanemia: anopportunitytorevisitthecontroversyregardingcordbloodbankingforprivateuse(PediatrBloodCancer，2011;56(7):1009,1012( 16HayaniA，LampeterE，ViswanathaD， etal(Firstreportofautolo-gouscordbloodtransplantationinachildwithleukemia(Pediatrics，2007;119(1):296,300( 中国实验血液学杂志JExpHematol2013;21(5) 17FerreriaE，PasternakJ，BacalN，etal(Autologouscordblood 1999;24(9):1041(transplantation(BoneMarrowTransplantation， 18PapadopoulosKI，LowSS，AwTC，etal(Safetyandfeasibilityof autologousumbilicalcordbloodtransfusionin2toddlerswithcerebralpalsyandtheroleoflowdosegranulocyte-colonystimulatingfactorinjections(, ——————————————————————————————————————————————— estorNeurolNeurosci，2011;29(1):17,22(19SunJ，AllisonJ， McLaughlinC， etal(Differencesinqualitybe-tweenprivatelyandpubliclybankedumbilical cordbloodunits: api-lotstudyofautologouscordbloodinfusioninchildrenwithacquiredneurol ogicdisorders(Transfusion，2010;50(9):1980,1987(20HallerJM， VienerHL，WasserfallC，etal(Autologousumbilical cordbloodinfusionforTypeIDiabetes(DiabetesCare，2009;32(11): 2041,2046( 21HallerMJ，WasserfallCH，McGrailKM， etal(AutologousUmbili-calCordBloodTransfusioninChildrenwithType1Di abetes(Diabe-tesCare，2009;32(11):2041,2046( 22HallerMJ，VienerHL，WasserfallC，etal(Autologousumbilical cordbloodinfusionfortype1diabetes(ExpHematol，2008;36(6): 710,715( 23,eddiAS，KuppasaniK，EndeN(Humanumbilicalcordbloodas anemergingstemcelltherapyfordiabetesmellitus(CurrStemCell, esTher，2010;5(4):356,361( WasserfallCH，McGrailKM，etal(Autologousumbilical24HallerMJ， cordbloodtransfusioninveryyoungchildrenwithtype1diabetes(DiabetesC are，2009;32(11):2041,2046( ——————————————————————————————————————————————— 25KhodabuxCM，vonLindernJS，vanHiltenJA，etal(Aclinical studyonthefeasibilityofautologouscordbloodtransfusionforanemiaofprematurity(Transfusion，2008;48(8):1634,1643( 26FedevychO，ChasovskyiK，VorobiovaG， etal(Opencardiacsur-geryinthefirsthoursoflifeusingautologousumbilicalcordblood(EurJCardiothoracSurg，2011;40(4):985,989( 27NicholasMF，,ifatA(Public-privatepartnershipincordblood banking(BMJ，2008;336(7645):642,644( 28HallerMJ，WasserfallCH，HulmeMA，etal(Autologousumbilical cordbloodtransfusioninyoungchildrenwithtype1diabetesfailstopreserveC-peptide(DiabetesCare，2011;34(12):2567,2569(29LiaoY，CottenM， TanS，etal(,escuingtheneonatalbrainfrom hypoxicinjurywithautologouscordblood(BoneMarrowTransplant， 2012;10:1038,Epubaheadofprint,( 30LeeYH，ChoiKV，MoonJH， etal(Safetyandfeasibilityofcounte-ringneurologicalimpairmentbyintravenousadministrationofautolo-gouscordbloodincerebralpalsy(JTranslMed， 2012;10:58( ———————————————————————————————————————————————