间充质干细胞回输安全性探讨（一）耸人听闻的“致瘤性”
weixin：细胞王国
公司老大这几天在学习干细胞的知识，前几天吃饭的时候问我，“干细胞到底有没有致瘤性？”我说，“ESCs（胚胎干细胞）和iPSCs（诱导多能干细胞）有，间充质干细胞以这么多年的应用来看是没有的。”
思及老大的问题可能也是很多人的疑问，作为在细胞治疗行业浸淫多年的小编，决定就这个问题做一些探讨，让大家对此有所了解。
作为细胞治疗的效应成分，细胞本身的安全性首当其冲。干细胞可能有很多安全风险因素，其中最耸人听闻的，莫过于致瘤性。顾名思义，致瘤性即导致肿瘤发生。干细胞以其多向分化潜能而受到重视，也以其分化不确定性受到质疑。胚胎干细胞以及iPSCs在临床研究中均存在致瘤性风险。作为干细胞家族的一员，人们对间充质干细胞的临床应用中致瘤性风险也存在顾虑，但多年的临床应用显示，尚未有此类事件发生。
当然一向注重用事实说话的小编，还是准备用文献资料来给大家详细探讨一下。
胚胎干细胞残留未分化细胞导致畸胎瘤的产生
上海交通大学组织工程国家工程研究中心王玲，张文杰2013年在Int Biomed Eng(October 2013，Vol.36,No.5)发表综述《胚胎干细胞致瘤性研究进展》，对胚胎干细胞致瘤性及其原因进行了深入分析。
胚胎干细胞属于全能干细胞，可在体外无限增殖并分化为多种细胞类型，被认为是细胞治疗的理想种子来源。然而，作为细胞治疗的来源，来源于胚胎囊胚时期的内细胞团的ESCs，其伦理问题难以逾越。此外，有不少研究表明，在治疗过程中ESCs具有潜在的致瘤性风险。
如果将ESCs体外自发分化后获得的细胞不经过任何筛选，直接移植入动物体内，结果将不可避免地产生崎胎瘤。既往研究中已有不少在应用ESCs治疗过程中因为畸胎瘤的产生而导致细胞治疗的失败报道。Teramoto等将分化9d和15d的类胚体直接注入小鼠肝脏，绝大多数小鼠肝脏发现畸胎瘤。
畸胎瘤的形成是体外分化过程中由残留的未分化细胞引起的，可能是培养过程中部分ESCs基因突变造成的。ESCs作为一群异质性细胞，分化过程中的残留现象可能是细胞的固有特性。Fujikawa等将ESCs定向诱导为胰岛素样细胞，然后再以阶段特异性胚胎抗原-1（SSEA-1）为标志，利用流式细胞仪分选纯化细胞，纯度可达99.8%，再用以治疗Ⅰ型糖尿病小鼠。虽然表达SSEA-1的细胞仅为0.2%，却依然导致了畸胎瘤的形成，使得实验失败。
目前有很多学者致力于去除残留未分化细胞，利用自杀基因、细胞因子毒性作用以及流式技术和表面标志法等方法去除残留未分化细胞，但其结果均远未达到细胞治疗的水平。
诱导多能干细胞跨越了伦理，却再次倒在致瘤难题上
诱导多能干细胞最初是日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞和胚胎APSC多能细胞的一种细胞类型。通过采用导入外源基因的方法使体细胞去分化为多能干细胞，对于这类干细胞我们称之为诱导多能干细胞。
iPSCs的成功以及个体化的iPSCs的建立，解决了ESCs的伦理难题；但不幸的是，致瘤性问题依然存在。
在我国留美学者刘实博士看来，iPSCs细胞的诱导过程和肿瘤的发生过程非常相似，而iPS细胞是将“激活”的癌基因（而且还不止一个）转入了体细胞，因此其致瘤性也就不足为奇。
Yamanaka研究组在《自然·生物技术》上发表的文章显示，用iPS细胞诱导的神经干细胞，即使不含c-Myc（曾被认为是导致肿瘤的主要原因），在植入NOD/SCID免疫缺陷小鼠后仍有很强的致瘤性，甚至高于胚胎干细胞。
他们共研究了36个iPS细胞克隆，在诱导方式上，有些诱导剂配方中含有c-Myc基因，有些没有，因此具有较好的代表性。同时他们选择了3株胚胎干细胞作为对照。在45周的观察中，移植胚胎干细胞来源神经干细胞的34只小鼠有4只长出肿瘤。在100只移植胚胎成纤维细胞来源的iPS神经干细胞小鼠中34只发现肿瘤，概率和胚胎干细胞相当。在55只移植成人成纤维细胞来源的iPS神经干细胞小鼠中46只发现肿瘤，概率远高于胚胎干细胞。在36只移植肝细胞来源的iPS神经干细胞小鼠中10只发现肿瘤，概率高于胚胎干细胞。8只移植胃上皮细胞来源的iPS神经干细胞小鼠中未发现肿瘤。病理学检查证实肿瘤均为畸胎瘤，部分为恶性畸胎瘤。
研究还发现，以前认为致瘤性很强的c-Myc在去掉后并没有减少iPS神经干细胞的致瘤性，相反以前认为没有致瘤性的Nanog基因却可以明显增强iPS神经干细胞的致瘤性。
在2008年6月14日于美国费城举办的国际干细胞研究协会会议上，iPSCs发现者山中伸弥表示，导致肿瘤不是iPS细胞唯一的缺陷，由iPS细胞发育出的嵌合体小鼠（chimeric mice）会表现出显著的健康问题，小鼠的死亡率就会急剧增加。这意味着在iPS细胞用于临床之前，还有更多更远的挑战需要克服。
“为了让这项技术能够转化到到临床上，我们真的必须理解其中的原因，因为人类成体细胞才是我们最终想要利用的东西。”
来自日本RIKEN发育生物学中心的高桥雅代（Masayo Takahashi）博士领导的团队使用诱导性多能干细胞（iPSCs）分化出了视网膜色素上皮（RPE）细胞，并移植给了一名患年龄相关性黄斑变性（AMD）的女性患者（临床备案号UMIN000011929），成功阻止了疾病的进展。文章2017年3月16日刊发在权威期刊《新英格兰医学杂志》，合著者还包括iPSCs之父，山中伸弥教授。
这个案例发生在2014年，高桥博士将详细的研究过程和2年多的随访结果发表了出来。在术后3个月的时候，研究人员在患者的右眼中发现了大量存在的功能性RPE细胞，成功阻止疾病的进展，患者病情保持稳定。高桥博士表示，iPSCs治疗可能只是有助于控制疾病，但不能完全逆转。
虽然手术很成功，但是研究人员在这名患者的iPSCs和RPE细胞中发现了两个微小的基因突变。基于对突变致癌的担忧，临床试验被叫停了。因此试验中的第二名患者最终未能接受移植手术。
间充质干细胞——最安全的临床用干细胞来源
间充质干细胞安全性最直接的证据来源于广泛的临床研究。多个随机对照临床试验证明MSC在临床应用的安全性（无致瘤性），多个国家已经批准MSC上市。
在clinicaltrials网站登记注册的MSC临床试验（I-III期）的等级项数逐年增多，病种或适应症有数十种，其中不少已经发表了临床研究的结果。英国和欧盟的治疗指南推荐MSC作为治疗2-4级急性GVHD的三线治疗药物。
国内外诸多学者也对间充质干细胞的致瘤性风险进行了深入研究，结果显示：间充质干细胞在体内外无短期内致瘤性风险。由于文献太多，我这里选取几篇代表性文章来阐述。
中国军事医学科学院附属医院造血干细胞移植科苏仲奕、陈虎等2014年在《中国组织工程研究》刊发文章《人脐带间充质干细胞修复大鼠放射复合皮肤损伤及其体外致瘤性》，在损伤模型中，人脐带间充质干细胞可以通过局部迁移机制促进放射复合皮肤损伤的修复，体外软琼脂克隆形成实验证明，其短期内不具有致瘤性。
贵阳医学院许键炜等2015年通过观察人脐带间充质干细胞对裸鼠的致瘤性，在观察期内裸鼠体内未见肿瘤生长，病例组织学检测未见异常。试验显示，人脐带间充质干细胞导致肿瘤发生的可能性极低。
韩国的干细胞研究走在世界前列。2010年韩国Departments of Neurology and Neurosurgery/Ajou University School of Medicine的Jin Soo Lee等发表间充质干细胞移植治疗缺血性中风患者的长期观察和研究报告。结果显示，实验组患者相比对照组接受间充质干细胞治疗在生存时间、mRS评分等方面明显获益，研究未发现有致瘤性风险。
通过以上文献资料和实验数据的证明，对间充质干细胞临床应用无致瘤性风险持有怀疑态度的人可以放下心了。
当然，除了致瘤性，间充质干细胞在培养过程中可能还存在其他一些安全风险，下期文章我们再做探讨。
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