谈一谈关于对间充质干细胞的六点误解

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导语 / Introduction

自从2004年《Lancet》杂志发表了间充质干细胞（MSC）治疗移植物抗宿主病（GVHD）的临床研究文章以来，MSC引起科学家和医学界广泛的兴趣，开展了数百项临床应用研究，涉及数十种或更多的疾病。正因此MSC具有多种功能特性，适合多种疾病的治疗，所以引发了研究的热潮。

本小编梳理了一下目前存在的对MSC出现偏差的几点认知，也欢迎读者的后续补充和有依据的讨论。这些偏差的认知很可能在于简单的取象类比，或称之为类比思维。

1、想当然：MSC喜欢低氧

认识到MSC处于骨髓的低氧微环境中，就认为MSC喜欢低氧。正常情况下，MSC在骨髓中并没有因为低氧而增殖加速，反而是接受到外面的信号，才能出现增殖或者迁移。比如，2014年nature杂志发表的文章，证明骨髓腔里面的干细胞微环境的氧分压约1.3%，而脂肪组织中的最低氧分压相当于6.5%。那么针对骨髓MSC和脂肪MSC的培养体系选择了相同的低氧分压，是否合理？

2、想当然：MSC具有归巢特性

造血干细胞（HSC）通过CXCE4-SDF来归巢，想当然的认为MSC也是通过CXCR4-SDF来归巢，而且有些实验数据来证明了这一点。2004年英国曼彻斯特皇家儿童医院的干细胞团队在专业杂志《blood》发表文章，明确只有少部分MSC能表达CXCR4。本小编也曾经流式检测过脐带MSC细胞膜的CXCR4表达情况，即低表达或不表达。众多实验室可以深入研究MSC是否表达CXCR4，MSC表达CXCR4所需的培养条件是什么。

另外，不少人混淆了归巢（homing）和趋化的概念。比如很多专家认为MSC具有归巢特性。归巢，顾名思义就是从另一个地方回到原驻地（家）。归巢的典型代表就是造血干细胞，骨髓腔就是造血干细胞的巢，造血干细胞从静脉回输，能自动迁移到骨髓中定植存活。

从脂肪组织中分离出来的MSC，那么脂肪组织就是MSC的巢（家），但是这些脂肪来源的MSC再次从静脉进入人体后，并不能自动迁移到脂肪组织中。从骨髓、牙髓来源的MSC，同样从静脉进入人体后，并不能自动迁移到骨髓和牙髓中。所以不能想当然地认为MSC和造血干细胞一样具有归巢的特性，即使MSC没有经过体外的培养处理。

实际上，MSC具有迁移趋化的特性。归巢只是迁移趋化的一种特殊形式。MSC具有很好的趋化特性，而且能穿透血管壁，故静脉或局部注射均能自动趋化到损伤的组织部位。

3、想当然：MSC通过分化起治疗作用

除了MSC，其他类型的干细胞均是通过分化来发挥作用，所以想当然的认为重新回输到体内的MSC也是这样的作用机制。在这里需要理解和接受一点，那就是MSC具有分化为其他细胞的功能，但是当MSC回输到体内，MSC就会被人体的免疫系统（吞噬细胞和针对MSC的抗体）所清除，导致MSC没有足够的时间来分化。

目前认为MSC发挥修复损伤的组织器官的治疗作用具有多靶点和多重机制，通过分泌一些小分子物质和细胞因子，来减少炎症和减少组织细胞的凋亡、促进内源性组织器官的干祖细胞的增殖，从而达到修复组织器官的效果。MSC还可以通过特殊的纳米隧道管，向受伤的细胞输送线粒体和其他物质。或者MSC分泌外泌体或微小囊泡，通过膜融合进入受伤的细胞胞内。

一句话总结MSC的蜡烛式作用方式：MSC在被机体免疫系统所识别和清除的同时，不断发挥治疗作用，即燃烧自己，照亮别人！

4、想当然：所有的MSC都是一样的质量

应该意识到MSC和化学药物具有明显的差异：包括但不限于①化学药物是死的，而MSC是有生命的；②化学药物有明确的半衰期，MSC暂时没发现；③化学药物有明确的单一靶位点，MSC则通过多途径发挥作用；④化学药物在体内都是被动运输，MSC具有主动趋化迁移的功能特性；⑤化学药物的均一性非常好，MSC的均一性很差，细胞周期的步伐和细胞胞体大小并不十分一致。

2018年报道了英国Francesco Dazzi教授牵头的一项22家机构单位参与的调研，重点是调查欧美17个开展MSC治疗的机构，调研内容涉及这17家机构的MSC生产质量体系。调查结果发现56%的MSC产品，其MSC细胞表型CD73、CD90、CD105的表达不符合MSC的定义标准（≥95%）；有50%的MSC产品，其CD45的表达不符合MSC的定义标准（≤2%）。这说明欧美17个开展MSC治疗的机构，至少有50%的MSC产品的细胞纯度明显不够，杂细胞过多。

不同组织来源的MSC具有相似的基本功能特征，包括细胞大小、增殖潜能、分泌的细胞因子和免疫抑制能力等。但是，来自不同组织的MSC群体在基因表达谱和分化能力方面差异也很大。MSC功能的差异在于功能的强弱不同或细胞因子表达谱的差异，比如只要是MSC，都具有免疫抑制的功能，但是不同组织和不同个体来源的MSC，在免疫抑制这个功能上存在强弱之分。

引起MSC功能差异的主要原因是细胞来源和培养体系。一般而言，个人年龄越大，这个人的组织来源的MSC细胞质量就会越差。根据年龄排序，细胞质量最差的就是中老年人的骨髓和脂肪来源MSC，其次是儿童的牙髓来源，最好的来源就是新生儿的脐带或胎盘。MSC的培养体系更是显著影响到MSC的细胞质量。培养体系的内容主要涵盖了培养基、培养设备、培养工艺流程、培养环境等。

MSC的原代分离是用没有专利约束的传统方法（机械分离和酶消化）、培养基是购买商业化的培养基、培养设备也是采购商业化的设备。那么，干细胞公司的核心实力体现在哪里？

5、想当然：局部注射比静脉注射更安全

静脉注射是最常用和最简单的途径，并且允许输入大量的MSC。

因为直接回输到血液里面，所以引起对细胞品质安全的担忧。大部分人还担心通过静脉回输的MSC，会大部分滞留在肺部，或担心被肺部清除，或担心在肺部形成细胞栓塞。

在两项小型人体临床研究中，使用铟标记的MSC外周静脉输入患者体内，尽管早期在肺部发现了大部分信号，但48小时后大部分信号转移到脾脏和肝脏。MSC静脉输入体内10天后，至少尚有约50%的MSC存留在体内发挥作用，而肺部只有不到5%的滞留量。

所以，高质量的MSC具有很强的穿过血管和迁移能力，MSC可以通过肺部气血屏障进入血液循环。至于担心形成细胞栓塞，可以通过MSC细胞生产制备工艺来解决这个问题。所以，在技术良好的细胞公司，这些担心就会少很多。

局部注射，包括联合生物材料的应用（例如联合胶原支架）、用于神经系统疾病的脊髓鞘内注射、用于呼吸系统疾病的气管内注射、用于膝骨关节炎治疗的关节腔内注射，用于子宫内膜治疗的子宫腔内注射、肝脏和心脏的介入注射、脑局部微注射，都有利于MSC避开肺部的清除。

根据已经发表的文章和新闻资讯，临床安全事件出事概率高和偏严重的使用方式大部分为局部注射。请看下面表格。简而言之，MSC注射液的品控做好，不论何种注射方式，其安全性都得到很大程度上的保障。需要注意的是，局部注射这个操作行为可能会到来很大的安全隐患。

6、想当然：MSC经过培养后出现分化

MSC经过培养出现形态变化，不是分化，而是老化。在没有分化诱导培养基存在的情况下，MSC的培养并不会出现自然分化。

MSC老化的细胞形态变为胞体扁平，失去了纤维细胞形状的梭形，细胞胞体变得扁平，而且胞内脂肪颗粒比较多，在光镜下是很强的平面感（示意图如下）。

可以从下面的细胞染色图来认识细胞衰老的显微镜状态。

当然，MSC培养过程中出现的细胞衰老，只是影响了细胞质量，并不会癌变。

小结

MSC也如一头大象，每个人触摸的部位不同，得到的认知就有所差异；MSC也如一把刀，历经磨砺则锋利无比，手无缚鸡之力则无法驾驭这把刀；MSC也如谷米，能填饱肚子，但每次只吃1粒并不能填饱肚子。

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来源：间充质干细胞

审校：咏彤

声明：本文仅作为科普，拒不接受商业用途的转载申请，亦不构成任何建议。

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