移植,既包括器官移植,又包括細(xì)胞移植,都屬于再生醫(yī)學(xué)的范疇。對于異體移植而言,“配型”一直是個(gè)備受人關(guān)注的字眼。人們常說,配型猶如大海撈針,異常困難,以骨髓造血干細(xì)胞移植為例,配型成功率在幾萬至幾十萬分之一不等。而間充質(zhì)干細(xì)胞使用為何又無需配型呢?這所謂的“配型”,究竟指的是什么?這里,胖胖根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)和資料,為大家簡單介紹下干細(xì)胞移植時(shí)的一些配型相關(guān)知識。
1、什么是配型?
配型,又稱組織配型,核心為HLA分型匹配。HLA 是Human Leukocyte Antigen 的簡拼,即“人類白細(xì)胞抗原”,廣泛分布于機(jī)體內(nèi)幾乎所有有核細(xì)胞的表面。
每個(gè)人的 HLA 千差萬別,因此,HLA 又有人體生物學(xué)癿“身份證”之稱。它是不同個(gè)體免疫細(xì)胞相互識別的標(biāo)志,機(jī)體“區(qū)分?jǐn)澄摇⒆R別自身、排除異已”的主要遺傳標(biāo)記,參加免疫應(yīng)答反應(yīng),具有非常重要的生物學(xué)功能。
因此在進(jìn)行細(xì)胞移植時(shí),供受者之間的 HLA 匹配程度反映了供受雙方的組織相容性程度,和移植手術(shù)后癿排斥反應(yīng)率密切相關(guān),決定了移植成功或失敗,故又將其稱為移植抗原。
HLA 是一大類抗原分子的統(tǒng)稱,雖然種類繁多,但免疫原性強(qiáng)弱不等,其中,以 HLA-A、HLA-B、HLA-DRB1 的免疫原性最強(qiáng),不移植排斥反應(yīng)關(guān)系最為密切,因此在干細(xì)胞移植配型時(shí),首先對這三種抗原進(jìn)行基因型匹配。
而編碼這三個(gè)抗原的基因位于兩條同源染色體上,一條來自父方,一條來自母方,因此,共 3×2=6 個(gè)位點(diǎn)。這也就產(chǎn)生了我們常聽到的“全相合、4 個(gè)位點(diǎn)相合、5 個(gè)位點(diǎn)相合”這樣的說法。
國內(nèi)外大量的臨床研究結(jié)果表明,受者和供者之間 HLA 相容程度越高,也就是受者和供者之間 HLA-A、B、DR 六個(gè)位點(diǎn)相合匹配的越多,排斥反應(yīng)的發(fā)生率就越低,移植成功率就越高。反之,就越容易發(fā)生排斥反應(yīng),對患者術(shù)后的生存產(chǎn)生致命的危害。
2、配型為什么困難?
對于干細(xì)胞移植來說,簡單來說就是要將供者健康的、正常的干細(xì)胞移植到病人體內(nèi),來替換病人因疾病喪失功能的病態(tài)的、異常的細(xì)胞。
比如公眾廣知的臍帶血造血干細(xì)胞移植,或骨髓造血干細(xì)胞移植,就是先通過手術(shù)或放化療的處理將體內(nèi)原有的病態(tài)細(xì)胞殺死,再將供者的健康細(xì)胞移植入患者體內(nèi)。
這個(gè)過程鐘,一旦發(fā)生排斥反應(yīng),由于受者本身癿免疫系統(tǒng)通常極為脆弱,極易造成嚴(yán)重后果,引發(fā)患者死亡。
因此,在移植上,通常要求 6 個(gè)位點(diǎn)至少有 4 個(gè)相合。對于親屬來說,患者必然從父親和母親鐘各獲得一條染色體,因而與父母的 HLA 為半相合(6 個(gè)位點(diǎn)中 3 個(gè)匹配)。
而對于兄弟姐妹,根據(jù)排列組合有 4 種情況,與患者有 HLA 完全一致的可能性為 1/4,因此在進(jìn)行移植時(shí),通常首選在同胞兄妹中找尋供者(見圖示)。
而對于無關(guān)供者來說,每一種抗原相應(yīng)的等位基因有上百種,對應(yīng)的特異性產(chǎn)物各自有數(shù)十種,如此復(fù)雜的基因及產(chǎn)物,可隨機(jī)組合成一個(gè)巨大的數(shù)字,因此在隨機(jī)人群中,難以有完全相同的 HLA。
這也就造就了我們說的“配型成功異常不易”。此外 HLA 的基因分布還有一定的民族、地域特點(diǎn),所以,臨床上很少見到白種人或黑種人與黃種人配型成功,這也使得跨國移植的情況顯得非常稀缺。
正是這些等位基因的繁雜種類、位點(diǎn)相合的嚴(yán)格要求,使得移植的配型變得困難無比。
3、胎盤/臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞為什么無需配型?
胎盤、臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞,主要指從新生兒胎盤或臍帶組織中提取的一種叫做間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal Stem Cell,MSC)的細(xì)胞。
在非炎癥環(huán)境下,機(jī)體內(nèi)MSC可以高表達(dá)低密度組織相容性復(fù)合物(MHC)Ι類分子,低表達(dá)MHCⅡ類分子以及共刺激分子CD40、CD80、CD86等,而后兩者都是T細(xì)胞激活所不可或缺的。共刺激分子缺乏時(shí)T細(xì)胞活化的第二信號喪失,導(dǎo)致Th細(xì)胞的無反應(yīng)性,進(jìn)而出現(xiàn)耐受原性和低免疫原性。MSC表達(dá)MHCⅠ有極其重要的作用:保護(hù)MSC免受NK細(xì)胞的殺傷作用,因MHCⅠ可使NK等免疫細(xì)胞對異物或者腫瘤細(xì)胞殺傷功能下調(diào)。此外,MSC也可抑制B細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的生長和分化,從而抑制免疫信號呈遞;能表達(dá)大量細(xì)胞因子,如前列腺素E、人白細(xì)胞抗原G、干擾素伽馬、肝細(xì)胞生長因子等,抑制T細(xì)胞和NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的表達(dá),從而發(fā)揮減少局部炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)的作用。
這使得間充質(zhì)干細(xì)胞可以逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)的識別,避開宿主監(jiān)視,因而輸注到體內(nèi)不會(huì)引發(fā)很強(qiáng)的排斥反應(yīng)。因此,在臨床上,使用無需迚行配型。
臨床上目前已有應(yīng)用臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞聯(lián)合 HLA 半相合的造血干細(xì)胞進(jìn)行共移植,來治療重型再生障礙性貧血,結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以明顯降低并發(fā)癥的發(fā)病率,加快造血重建,且降低 GvHD(移植物抗宿主?。┌l(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),提高了移植存活率。這對于擴(kuò)大造血干細(xì)胞移植供者范圍,有著重大意義。
總結(jié)
而間充質(zhì)干細(xì)胞可以向肌腱、血管、神經(jīng)、脂肪、骨骼等多種組織分化,使其成為再生醫(yī)學(xué)、組織器官損傷退行性疾病治療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。人們相信,胎盤和臍帶干細(xì)胞,隨著未來研究的深入和醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用前景將更為廣闊。
(本文部分內(nèi)容引自微信公眾號——醫(yī)學(xué)界)