当中医遇到干细胞
现代医学研究发现间充质干细胞(mesenchymalstem cells,MSCs)具有独特的支持造血、组织修复和免疫抑制等特性,基础实验和临床试验均证明其对一些难治性疾病如心肌梗塞、急性肾脏损伤、肝衰竭、中风、移植物抗宿主病等具有一定疗效,MSCs 因此成为基础研究和临床应用研究的热点。
中医学是个伟大宝库,不少中医研究者将中医药知识与间充质干细胞相结合,专注于研究不同的中药对间充质干细胞的细胞生物学的影响,尤其是集中在分化潜能方面,以下试探索间充质干细胞的中医理论归属问题。
1 现代医学对MSCs的认识
MSCs 属于成体干细胞的一种,具有分化为骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞的潜能。MSCs 最先在骨髓中发现,但亦存在于其他的组织,如脂肪、脐带血、脐带、羊膜、牙髓、胸腺、外周血等。MSCs 具有独特的支持造血、组织修复和免疫抑制等特性,因此其已成为基础研究和临床应用研究的热点。
在 2006 年, 国际细胞治疗协会(The InternationalSociety for Cellular Therapy,ISCT)提出MSCs的3条基本鉴定标准,即:能贴壁培养;表达特异性细胞表型,阳性表达 CD105、CD73、CD90(≥95%),阴性表达CD45、CD34、CD14(或CD11b)、CD79α(或 CD19)、HLA-DR(≤2%);具有多向分化潜能,在体外能分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞。
1999 年 Pittenger 等首次证明 MSCs 具有多向分化潜能的研究成果,使得骨髓干细胞研究明确细分为造血干细胞和间充质干细胞两个大方向,具有开创性意义,并引导了随后几年里集中对 MSCs 的分化潜能及其分化后的细胞生物学功能研究。在体外特定的诱导条件下,MSCs可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞,适用于组织工程。
动物实验证明,MSCs 在治疗一些疾病如肺损伤、心肌梗塞、急性肾脏损伤、肝硬化、肝衰竭、中风、放射性肠损伤、帕金森病等具有一定的有效性。其疗效机制缘于MSCs不仅能迁移到损伤的部位,修复损伤的组织,使损伤的组织恢复一定的功能,而且能减少细胞的死亡,促进内源性再生。MSCs 修复组织的可能机制在于分泌可溶性细胞因子,这些细胞因子能抑制炎症和免疫反应,也能刺激内源性干细胞的增殖和分化,从而起到组织修复作用。临床试验亦证明 MSCs 能减少移植物抗宿主病(graft-versus-host disease,GVHD)的发生、有效治疗肝硬化、促进软骨发育、治疗自身免疫性疾病等。到目前为止,已经批准 MSCs 作为药品上市的适应症有移植物抗宿主病(GVHD)和克罗恩病等。
2 中医学对MSCs的认识
中医理论的基础为阴阳五行学说和精气学说,其发展过程是在临床实践中归纳总结规律性知识,上升为理论,进而反馈性指导临床,以进行辨证论治。中医理论的每一次突破性发展都离不开大量的临床实践和经验积累。
《内经》奠定了中医基础理论框架。东汉末年疫疠流行,医圣张仲景结合当时的临床实践经验,以六经论伤寒,以脏腑论杂病,创立了理、法、方、药为一体的理论体系和辨证论治方法。到了明清时期,瘟疫流行又促进了温病学说的发展,叶天士在继承前人学术成就及临床实践的基础上,创立了“卫气营血辨证”理论,该理论被后世医家吴塘发展为以三焦为纲、病名为目的“三焦辨证”。卫气营血辨证和三焦辨证的结合,形成了一套完整的温病辨证论治体系。这些医学理论观点的提出皆离不开当时大样本的临床治疗观察与总结归纳。因此,在干细胞研究成果较为丰富的今天,适时地应用中医理论来认识和研究在人体中广泛存在的并具有重要地位的干细胞,对中医基础理论的发展具有重要的意义。
2. 1正常MSCs治疗疾病的中医理论基础
《易传·系辞下》说:“男女构精,万物化生”;《灵枢·决气》曰:“两精相搏,合而成形,常先身生,是谓精”,《灵枢·本神》也说:“生之来,谓之精”;刘完素在《素问·玄机原病式》中说:“精中生气,气中生神,神能御其形”。以上论述提示男女(阴阳)两精相结合,便产生了新的个体,开始新的生命活动,精也就伴随而生。因此,精是生命的本源,精产生了生命,生命过程中又依赖精而有了各种生理活动,故精为人体正气之本。干细胞生物学的发展揭示了细胞增殖、分化、生物发育机制等基本的生命规律。从中医理论精的先天与后天两大来源,以及精的繁衍生殖、生长发育、生髓化血、濡养脏腑四大功能角度来看,MSCs 具备的这些特性与“精”有诸多相似相通之处。尤其是先天之精,与 MSCs 直接相关。如 MSCs 输入治疗可改善先天性成骨发育不全症(osteogenesis imperfecta),增加骨密度和促进骨的增长,这提示了MSCs 具有类似滋补肾精的功效。虽然在人体的许多组织器官都存在 MSCs,但骨髓是 MSCs 存在数量最多和功能最好的组织器官,此亦与“肾主骨”相符,肾藏精,精能生髓,髓能充骨,肾精促进骨骼的生长发育。同时,肾“受五脏六腑之精而藏之,故五脏盛,乃能泻”。先天之精与后天之精共同转化成五脏六腑之精,各脏腑之精在维持脏腑各自活动的前提下,富余之精由经脉转运而藏之于肾。越来越多的证据亦表明在人体各部分都存在着相对静息状态的干细胞,根据精气学说、干细胞以及先天之精等相关理论,干细胞可能为脏腑之精必不可少的组成部分。肾精和五脏六腑之精在相互调节方面是动态的和多向性的。张进等的研究认为正常脏腑之精的功能体现在通过干细胞不同发育阶段的后代参与自身的更新以维持稳定的状态;损伤情况下,作为脏腑之精的干细胞对自身有修复作用,并可在各脏腑之间相互传输中起全身性修复作用。
综上,MSCs 与中医理论中的先天与后天之精有诸多相似相通之处。尤其是先天之精与 MSCs 直接相关。
2. 2正常MSCs治疗疾病的中医功效分析
MSCs 具有强大的免疫调节能力,不仅能抑制CD4+ T 淋巴细胞介导的免疫反应,还能促进调节性 T 淋巴细胞的增殖。因此,MSCs 最先被应用于免疫性疾病的疗效和机制研究,且首个 MSCs 临床适应症就是急性 GVHD。急性 GVHD 虽然有本虚(患者放疗或药物进行清髓处理)在先,但在急性发作期仍表现为邪实,以热毒炽盛、疫毒蕴肠和湿浊内盛较为常见。
早期的动物实验发现 MSCs能有效地治疗和预防小鼠 GVHD,临床试验亦证实了 MSCs 对急性 GVHD 的有效性。这些疗效提示MSCs 可能具有清热解毒、祛湿除浊的功效。急性心肌梗塞多属本虚标实证,因寒凝或湿浊或瘀血致心脉痹阻、心气微弱而发病,在发作期常表现为元气虚脱。临床上在进行西医溶栓治疗抢救时服用人参汤,常有助于减少心肌梗塞的坏死面积。而动物实验也表明 MSCs 能有效治疗急性心肌梗塞,能减少心肌坏死面积,而且可促进心肌血管的重建和再生。提示 MSCs 可能具有补气固本、活血化瘀的功效。
中医理论认为失代偿期肝硬化患者可归属本虚标实证,邪实聚于肝脏,精血虚于全身,与肝脾肾三脏密切相关。肝肾同源,病久入络入肾,常导致肝肾阴虚,肌肤失荣;肝木克脾土,脾失健运,而致水湿内停,脾失运化,进而肝脾血虚;久则脾病及肾,肾阳气不足而无以化水,水湿内停更甚,终致水臌。阴虚火旺,灼伤血络或血热妄行,而脾虚失于统摄,均可导致各种出血。动物实验和临床试验均证明 MSCs 能促进失代偿期肝硬化患者肝胶原纤维的消退,改善患者的临床症状如消除腹水、增加食欲,还能明显改善肝功能,如降低转氨酶、降低胆红素、升高白蛋白等。这些数据和疗效提示 MSCs 可能既具有清热解毒,又具有补气固本、滋补肝肾的功效。
综上,正常 MSCs 具有较强的免疫调节能力,其作用类似中医的固本祛邪功效,可用于本虚标实证。
2. 3患者MSCs的功能缺陷与正气虚弱相关
尽管正常 MSCs 对多种疾病均有良好疗效,但是不少研究者发现患者体内的 MSCs 带有某种功能的缺陷。如从系统性红斑狼疮患者和类风湿性关节炎患者的骨髓中分离出来的 MSCs,其增殖活性降低,且形态异常;从再生障碍性贫血患者、系统性红斑狼疮患者、免疫性血小板减少性紫癜患者及多发性骨髓瘤患者的骨髓中分离出来的MSCs,其免疫调节能力有一定程度的降低;两例行自体骨髓 MSCs 移植的系统性红斑狼疮患者病情无明显改善作用。中医认为这些疾病的罹患者均存在明显正气虚弱的表现,提示“MSCs 的功能缺陷”和中医的“正气虚弱”两者之间可能存在某种相关性,带有某种功能缺陷的 MSCs 患者缺乏抵抗病邪的能力。
2. 4患者MSCs的功能缺陷源于正气虚弱及邪之所聚
那么,究竟是什么原因引起了 MSCs 的功能缺陷?研究发现接受高剂量化疗的患者的骨髓 MSCs增殖活性明显低下;亦有研究表明高浓度(8~10mol/L)地塞米松可明显损伤 MSCs 的免疫调节能力,且减少营养性因子的分泌量,而干扰素-γ能部分逆转地塞米松对 MSCs 的损伤。临床上长期使用激素治疗的患者,由于激素对体内 MSCs 产生直接损伤作用,导致患者常出现正气虚弱,甚至阴虚阳亢的症状。可见,患者 MSCs 功能缺陷的出现既有内因,也有外因。诚如《内经》所云:“正气存内,邪不可干”,“邪之所凑,其气必虚”。
综上所述,近十几年来,干细胞的研究成为了热点。但目前尚未见到 MSCs 治疗慢性 GVHD 的临床报道及急性心肌梗塞后期的疗效评价数据。而中医在以上方面的涉猎更是一片空白,干细胞的研究明显落后于西医。如何深入从中医角度来认识、研究干细胞,是现代中医人的历史使命。