作者簡介：
卓光生 教授，主任醫師，碩士生導師，漢氏聯合幹細胞研究中心醫學總監。
2007年，英國科學家Anastasia 在Nature雜誌上撰文指出：成體幹細胞對人體自我修復和組織再生至關重要，成體幹細胞的減少是人體衰老的主要原因。這一發現對於人類理解衰老過程以及幹細胞移植具有重要的意義，這也是近年幹細胞和再生醫學研究蓬勃發展的原因。目前，科學家致力於發現和製造一種無倫理學限制、無免疫排斥、對供受者無損害、取材方便、純度高而又保持生物特性的幹細胞，以滿足基礎研究和臨床應用的需要。間充質幹細胞就是備受關注的一個成體幹細胞群體。
1976年，Freidenstein首次發現在骨髓裡存在一群不純一的細胞群體，這種細胞在體外培養時貼壁生長，形態和成纖維細胞相似，呈克隆性增殖，並提出「骨髓間充質幹細胞」的概念。經過近幾年深入和廣泛的研究，人類對間充質幹細胞的生物學特性、來源、誘導分化、前期臨床應用等取得了長足的進展。
間充質幹細胞是幹細胞家族的又一重要成員，源於發育早期的中胚層和外胚層。間充質幹細胞是一種具有自我複製能力和多向分化潛能的成體幹細胞，屬於非終末分化細胞，它既有間質細胞，又有內皮細胞及上皮細胞的特徵。間充質幹細胞在體外特定的誘導條件下，可分化為脂肪、軟骨、骨、肌肉、肌腱、神經、肝、心肌、胰島β細胞和內皮等多種組織細胞，連續傳代培養和冷凍保存後仍具有多向分化潛能。不論是自體還是同種異源的間充質幹細胞，一般都不會引起宿主的免疫反應。
典型的人間充質幹細胞一般具有如下生物學特性：細胞為成纖維細胞樣，呈漩渦狀貼壁生長，體外擴增至12代，細胞形態不發生明顯改變，高表達間質細胞標記CD73（SH3，4）、CD105（SH2）、CD166，不表達造血細胞標記CD34、CD45。在適宜的誘導條件下，間充質幹細胞能夠較為容易地分化為軟骨、成骨和脂肪細胞。目前，根據間充質幹細胞的生物學特性，已建立骨髓、脂肪、臍血、臍帶等多種組織來源間充質幹細胞的分離、培養、擴增和鑑定的實驗方法。
間充質幹細胞最早在骨髓中發現，隨後還發現存在於人體發生、發育過程的許多種組織中。目前, 我們能夠從骨髓、脂肪、滑膜、骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等組織以及羊水、臍帶血中分離和製備間充質幹細胞，用得最多的是骨髓來源的間充質幹細胞。但骨髓來源的間充質幹細胞存在以下問題：隨著年齡的老化，幹細胞數目顯著降低、增殖分化能力大幅度衰退；製備過程不容易質控；移植給異體可能引起免疫反應；取材時對患者有損傷，患者有骨髓疾病時不能採集，即使是健康供者，亦不能抽取太多的骨髓。這都限制了骨髓間充質幹細胞臨床應用，使得尋找骨髓以外其他可替代的間充質幹細胞來源成為一個重要的問題。
2006年，我國科學家韓忠朝教授課題組在胎盤和臍帶組織中分離出間充質幹細胞，這種組織來源的間充質幹細胞不僅保持了間充質幹細胞的生物學特性，而且還具備如下優點：①胎盤和臍帶中的幹/祖細胞更原始，有更強的增殖分化能力。②免疫細胞較為幼稚，功能活性低，不會觸發免疫反應及引起移植物抗宿主病。③幹細胞易於分離，純度高，無腫瘤細胞汙染。④擴增時培養體系能統一，便於質控。⑤可製成種子細胞冷凍，多次使用，冷凍後細胞損失小。⑥潛伏性病毒和病原微生物的感染及傳播機率比較低。⑦採集時對產婦及新生兒無任何危害及損傷。⑧採集方便，易於保存和運輸，倫理學爭議少。這種胎盤和臍帶來源的間充質幹細胞有可能成為骨髓間充質幹細胞的理想替代物，並具有更大的應用潛能。2007年，韓忠朝教授課題組在天津建立世界上第一個胎盤和臍帶間充質幹細胞庫，2008年，歐洲Cryo-save公司也宣布建庫並開始存儲，這些進展使得間充質幹細胞的產業化製作和儲存向前邁進了一大步，能為今後基礎研究和臨床應用提供更多、更有質量保證的間充質幹細胞。
鑑於間充質幹細胞具有多向分化潛能、能支持造血和促進造血幹細胞植入、調節免疫以及分離培養操作簡便等特點，正日益受到人們的關注。隨著間充質幹細胞及其相關技術的日益成熟，臨床研究已經在許多國家開展。作為種子細胞, 臨床上主要用於治療機體無法自然修復的組織細胞和器官損傷的多種難治性疾病；作為免疫調節細胞，治療免疫排斥和自身免疫性疾病。
最初的臨床研究是1995年由Lazarus等人進行的，他們收集緩解期血液腫瘤患者的自體MSC，在體外擴增培養4~7周，然後再靜脈注射入患者體內，患者被分為3組，分別給予不同劑量的MSC，注射後沒有觀察到毒副作用，提示MSC用於移植治療安全可靠。隨後自體MSC的臨床報導逐漸增多，病種涉及放療及化療後造血重建、移植物抗宿主病（GVHD）、心臟系統疾病等，在這些報導中均證明臨床經靜脈輸注安全可靠。
然而自體間充質幹細胞的應用過程中逐漸暴露了不便之處：例如擴增能力個體差異很大；潛在的腫瘤細胞汙染風險；培養需要一定的時間，不能及時適應病情的需要等。這些制約了自體間充質幹細胞的使用。2004年，Le Blanc等報導了首例半相合異基因間充質幹細胞移植治療GVHD獲得成功，其後又報導了異基因配型不合的間充質幹細胞移植治療GVHD的有效性，並且認為在應用間充質幹細胞治療GVHD不需要嚴格的配型，其後又有多篇異基因未經配型的MSC治療GVHD、促進造血重建的報導，其MSC來源涉及骨髓、脂肪、牙周等。美國FDA已批准了近60項臨床試驗，主要包括以下幾個方面。
1.造血幹細胞移植：增強造血功能；促使造血幹細胞移植物的植入；治療移植物抗宿主病。
2.組織損傷的修復：骨、軟骨、關節損傷、心臟損傷；肝臟損傷；脊髓損傷和神經系統疾病。
3.自身免疫性疾病：系統性紅斑狼瘡、硬皮病、炎性腸炎等。
4.作為基因治療的載體。
其中移植物抗宿主病、克隆氏病的治療在美國已經進入到三期臨床階段。我國已開始用間充質幹細胞治療臨床上一些難治性疾病，如脊髓損傷、腦癱、肌萎縮側索硬化症、系統性紅斑狼瘡、系統性硬化症、克隆氏病、中風、糖尿病、糖尿病足、肝硬化等，根據初步的臨床報告，間充質幹細胞對這些疾病的治療都取得明顯的療效。
間充質幹細胞給未來的再生醫學帶來了新希望, 對間充質幹細胞更深入的研究和臨床應用必將在不遠的將來造福人類。其中，胎盤和臍帶來源的間充質幹細胞具有分化潛力大、增殖能力強、免疫原性低、取材方便、無道德倫理問題的限制、易於工業化製備等特徵，有可能成為最具臨床應用前景的多能幹細胞。
《科學時報》 (2008-12-31 B3 專題)