骨髓移植后，患者精液DNA发生改变？那……生下来的孩子是自己的吗？

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你所不知道的造血干细胞~

最近有报道称接受骨髓移植后，患者精液的DNA竟然发生了改变。

图片来源：The Sun

这是怎么回事呢？

原来几年前内达华州的警官Chris患上了急性髓系白血病和骨髓增生异常综合征，幸运的他找到了合适的骨髓配型，成功地进行了造血干细胞移植。

Chris的一个警局朋友，对接受造血干细胞移植后体内DNA的改变很感兴趣，于是邀请他当作志愿者，检测他在接受造血干细胞移植后体内多个脏器中DNA的变化。

检测结果表明，大约在手术结束后的3个月，Chris的血液中已经出现了骨髓捐献者的DNA；手术的4年之后，除了血液之外，Chris的脸上、口腔等多个器官上也发现了供者的DNA，甚至连Chris精液里的所有DNA，也都被替换了。

Chris造血干细胞移植后DNA发生改变  图片来源：The Sun

那么问题来了……既然他精液里的DNA已经完全变成了供者的DNA，如果他生了孩子，这个孩子到底是谁的呢？

这个问题我们无法回答了，因为Chris在第二个孩子出生后做了结扎手术……不过专家表示，通过移植将别人的基因传递下去是不可能的。

在惊诧的同时，大家可能会对这种现象是否科学产生疑问。不瞒您说，小编也有着同样疑问。

造血干细胞移植后，受者血液系统内出现供者DNA很正常

现代医学认为，人类造血干细胞的首次出现，是在胎龄2-3周的卵黄囊中；在胚胎早期（第2-3个月）时迁至肝、脾；第5个月时从肝、脾迁至骨髓；在胚胎末期一直到出生后，造血干细胞的主要造血场所都是骨髓。

造血干细胞具有自我更新和定向分化的能力，这是所有干细胞共有的两个特点。其向下可继续分化为髓系造血干细胞和淋巴造血干细胞。髓系造血干细胞会再继续发育成为单核细胞系、粒细胞巨噬细胞系、红细胞系和巨核细胞系；淋巴造血干细胞则会发育成为淋巴细胞系。如下图，造血干细胞经过层层分化形成了多种类型的血液细胞。

因此，在接受了造血干细胞移植后，受者血液系统内出现供者的DNA是再正常不过的事情，因为受者体内的血液细胞大部分是由供者的造血干细胞发育而来，并且可以通过外周血中供者的来源细胞比例去判断移植后的嵌合情况。

成人骨髓造血的层次模型^[1]

身体其他器官呢？

此外，身体各种组织中都有着免疫细胞的存在，而免疫细胞正是来源于血液细胞，不知在对Chris组织中DNA进行检测时，是否排除了这些细胞的污染呢？毕竟精液里面也有上皮细胞、白细胞等等。

虽然这点我们不得而知，但是为了解除困惑，小编查阅了一些相关的科学文献，去了解是否有研究证实：在移植了造血干细胞后，身体中的其他器官也会出现供者DNA。

经查阅，小编发现，2012年北京市道培医院检验中心的一份检测表明：在接受造血干细胞移植后，受者指甲标本中最高检测到由82.6％供者DNA所混合的状态。这显示，供者的造血干细胞不仅能重建受者的造血系统，还会发育成为受者的皮肤细胞^[2]。

而在此之前的2002年，有研究人员检测了四位女性患者在接受了男性提供的造血干细胞移植后的胃肠道改变^[3]。如下图，在受者胃肠道发生GVHD（移植物抗宿主反应）后，她们的食管、胃、小肠、结肠上均发现了供者来源（Y染色体原位杂交阳性）的上皮细胞（角蛋白阳性）。作者通过各种实验证实：接受骨髓造血干细胞移植后的病人，在移植物抗宿主病或溃疡形成后，供体骨髓细胞来源的上皮细胞可以再生，并修复胃肠道的损伤。

Y-FISH信号在上皮细胞的DAPI染色核（蓝色）和自发荧光（红色）中被识别为绿点。在胃肠道的每个部分均可证实Y-FISH +细胞。在胃肠道的细胞角蛋白+ / CD45–上皮细胞中检测到大多数Y-FISH +信号。少数浸入固有层的淋巴细胞和中性粒细胞也表达Y-FISH +信号（放大倍数×800）

此外，也有研究人员发现，小鼠在移植了单个骨髓造血干细胞后，肺、胆管和胃肠道中出现了极少量的由骨髓发育而来的上皮细胞^[4]。同样，在造血干细胞移植的受者中，研究人员也发现了供体来源的细胞存在于多种非造血组织中，例如骨骼肌、心肌、血管内皮和神经元细胞^[5-8]。

虽然其具体机制还并不明确，但以上的种种现象都在提示我们：造血干细胞不仅能分化为血液系统细胞，还具有分化为其他细胞的潜能。

一般我们认为，胚胎干细胞是能发育成完整生物体的全能性干细胞，其他成体干细胞，如造血干细胞、皮肤干细胞等，仅具有多能发育特性，只能特定地分化成为相应的组织或器官。但越来越多的研究表明，干细胞的分化潜能可能远远超出我们的认知。比如，在机体受损的情况下，干细胞可能不再停留于原来的微环境中，而是进入循环系统，被招募到特定的位置，然后分化成为多种细胞。

组织再生对现代医学意义重大，如何诱导干细胞在体外分化成为多种组织脏器一直是组织工程领域研究的热点。目前常用iPSC（诱导性多能干细胞）和胚胎干细胞在体外进行诱导分化。而本篇文章所提到的发现，是否意味着造血干细胞也能成为原料之一呢？造血干细胞的多种分化潜能或许能为我们提供新的思路，当然，这需要着更多对造血干细胞分化特点的研究，小编和大家一起期待干细胞更多的奥秘被揭开。

参考文献

[1]Wang L D , Wagers A J . Dynamic niches in the origination and differentiation of haematopoietic stem cells[J]. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2011, 12:540-540.

[2]游离缘指甲DNA检测异基因造血干细胞移植后供受者嵌合状态的变化[J]. 中华检验医学杂志, 2012, 35(1):23-26.[3]Okamoto R , Yajima T , Yamazaki M , et al. Damaged epithelia regenerated by bone marrow–derived cells in the human gastrointestinal tract[J]. Nature Medicine, 2002, 8(9):1011-1017.[4]Krause D S , Theise N D , Collector M I , et al. Multi-Organ, Multi-Lineage Engraftment by a Single Bone Marrow-Derived Stem Cell[J]. Cell, 2001, 105(3):0-377.[5]Orlic D K , Kajstura J , Chimenti S , et al. Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium[J]. Nature, 2001, 410(6829):701-705.[6]Jackson K A , Majka S M , Wang H , et al. Regeneration of ischemic cardiac muscle and vascular endothelium by adult stem cells[J]. Journal of Clinical Investigation, 2001, 107(11):1395-1402.[7]Gussoni E , Soneoka Y , Strickland C D , et al. Dystrophin expression in the mdx mouse restored by stem cell transplantation[J]. Nature (London), 1999, 401(6751):390-394.[8]Brazelton, T. R . From Marrow to Brain: Expression of Neuronal Phenotypes in Adult Mice[J]. Science, 2000, 290(5497):1775-1779.[9]https://www.thesun.co.uk/news/10515134/man-dna-changed-bone-marrow-transplant/

本文首发：医学界血液频道

本文作者：郑维维

责任编辑：Amelia

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