導語：干細胞療法是一種利用干細胞的自我更新和分化能力來治療或預防疾病和損傷的前沿醫學技術。干細胞是一類具有自我復制能力的多潛能細胞，在一定條件下可以分化成多種功能性的細胞，因此被稱為“萬用細胞”。干細胞療法可能會出現免疫排斥現象，這是其臨床應用中的一個主要挑戰。本文將為您解答干細胞療法會不會出現排斥現象，以及如何解決。

什么是干細胞療法

干細胞療法是一種利用干細胞的再生和分化能力來治療或預防疾病的醫學領域。以下是干細胞療法的一些基本原理和應用：

1. 干細胞的定義和重要性：
   • 干細胞療法是一種再生醫學，旨在通過減少炎癥和調節免疫系統來修復體內受損的細胞。
   • 干細胞具有自我更新和分化成多種細胞類型的潛力，這使得它們在治療多種疾病方面具有巨大的潛力。
2. 干細胞療法的工作原理：
   • 體內分化，體內治療：干細胞可以在體外分離后，直接移植入體內修復損傷部位，如造血干細胞治療。
   • 體外分化，替代治療：干細胞在體外特定條件下被大量擴增并誘導分化成功能細胞，再移植入體內修復損傷部位，治療特定疾病，如多能干細胞治療。
   • 分泌效應，信號引導：大部分干細胞進入體內并不會分化成損傷部位的細胞，而是通過分泌活性因子（包括細胞因子、外囊泡等信號分子），調節免疫或促進組織修復，如間充質干細胞治療。

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干細胞療法會不會出現排斥現象？如何解決

干細胞療法可能會出現免疫排斥現象，尤其是在使用異體干細胞時。這是因為患者的免疫系統可能將移植的干細胞識別為外來物質，從而引發免疫反應，導致治療失敗或產生并發癥。

什么是排斥現象

干細胞治療排斥現象是指在干細胞移植過程中，宿主免疫系統對移植的干細胞產生識別和攻擊反應，導致移植細胞被排斥或移植物功能受損的現象。這種排斥反應可能由多種因素引起，包括HLA（人類白細胞抗原）不匹配、免疫細胞介導的反應以及先天免疫系統的激活等。

免疫排斥是指受體的免疫系統對移植的干細胞產生反應，試圖將其排斥或清除。這種排斥反應可能會影響干細胞的存活和功能，從而降低治療效果。

這種排斥反應可以分為急性和慢性兩種類型：

• 急性排斥反應：通常發生在干細胞回輸后的幾天到幾周內，由免疫系統的T細胞對外來細胞的快速反應引起。這種反應表現為炎癥、組織損傷或功能障礙。
• 慢性排斥反應：是一個長期過程，可能在數月或數年后出現。其特點是持續的免疫攻擊和逐漸的組織損傷，可能導致治療效果的逐步喪失。

干細胞療法出現排斥的原因

干細胞治療中出現排斥現象的原因主要包括以下幾點：

免疫不相容性：供體干細胞與宿主之間的免疫不相容性是導致免疫排斥的主要原因。宿主的免疫系統能夠識別并攻擊外來的干細胞，視其為外來物質，從而引發免疫反應，可能導致移植失敗或產生嚴重副作用。

HLA配型不匹配：人類白細胞抗原（HLA）系統在免疫排斥中扮演重要角色。如果供體和受體之間的HLA配型不匹配，宿主的免疫系統更有可能識別并排斥移植的干細胞。

線粒體DNA突變：干細胞在體外培養和分化過程中，線粒體DNA可能會發生突變，這些突變可以觸發免疫反應，導致宿主排斥誘導多能干細胞（iPSCs）及其他類型的干細胞移植。

免疫原性：即使是自體干細胞，由于線粒體DNA中的微小基因突變，也可能引發免疫反應。這些突變的蛋白質，被稱為“新抗原”，將細胞重新標記為“外來的”，提醒免疫系統并瞄準干細胞進行破壞。

直接識別機制：受者的T細胞受體（TCR）可以直接結合供體MHC分子，這種直接識別不需要抗原肽的參與，可以導致T細胞對供體細胞的攻擊。

炎癥環境：特定的炎性環境可能會增加干細胞的免疫原性，使得移植細胞更容易受到宿主的免疫排斥。

如何解決干細胞療法中的排斥現象

使用自體干細胞：自體干細胞移植可以有效避免免疫排斥問題，因為這些細胞來自患者自身，不會被免疫系統識別為外來物質。

基因編輯技術：利用CRISPR-Cas9等基因編輯技術，敲除或替換干細胞表面的MHC基因，使其表面不被免疫系統識別為外來物質，從而減少免疫排斥。此外，還可以通過敲低HLA I類和II類分子來誘導細胞對T細胞的免疫忽視。

免疫調節細胞：使用誘導多能干細胞（iPSCs）來源的免疫調節細胞，延長同種異體移植物的存活時間。例如，間充質干細胞（MSCs）具有免疫調節功能，可以通過抑制T細胞增殖和影響B細胞分化來減少排斥反應。

緩慢注射和生物材料：通過緩慢注射干細胞，并將其添加到生物材料中，使免疫系統逐漸適應新的物質，從而減少免疫反應。

HLA匹配：盡管HLA匹配不能完全預防慢性排斥，但仍是減少移植排斥風險的重要手段。對于罕見的HLA類型，HLA匹配可能具有挑戰性。

免疫抑制劑和干細胞結合：在器官移植后，使用干細胞替代激素進行抗排斥治療，以減少化學抗排斥藥的使用劑量和毒性。

納米粒子和水凝膠支架：利用納米粒子錨定水凝膠支架持續釋放免疫抑制劑，以降低免疫排斥反應。

免疫耐受誘導：通過調節T細胞的共刺激和抑制通路，以及使用靜止的供體樹突細胞誘導調節T細胞，實現移植的耐受性。

個體化治療：根據患者的免疫狀態、干細胞類型以及疾病特征，制定個性化的免疫控制治療方案，以提供較適合的治療方案

這些方法各有優缺點，需要根據具體情況綜合考慮使用。未來的研究將進一步優化這些策略，以提高干細胞治療的安全性和有效性。

打破免疫障礙，干細胞療法的未來是充滿希望的

“保鏢”T細胞的開發：加州大學舊金山分校細胞設計研究所的科學家們設計出了能夠保護移植干細胞不受機體排斥的免疫細胞，稱為“保鏢”T細胞。

2024年12月6日，加州大學舊金山分校 UCSF 細胞設計研究所在國際期刊《Science》上發布了一篇《設計合成的抑制性 T 細胞來執行局部靶向免疫保護程序》的研究結果。

研究結果表示：設計定制的合成抑制性 T 細胞以產生局部靶向免疫抑制（例如局部阻斷CAR-T細胞攻擊）是可行的。

這些工程化的抑制性 T 細胞可以定制以在各種疾病背景下產生靶向免疫抑制，包括癌癥 NOT 門（保護交叉反應正常組織）、移植排斥和自身免疫性疾病。復雜免疫信號的合成重建使我們能夠剖析免疫抑制的分子要求并設計有效的治療細胞程序。

科學家首次設計出能保護移植干細胞不受機體排斥的免疫細胞，并在小鼠身上完成概念驗證，如果未來證明這些細胞對人體安全有效，接受移植的患者就可擺脫對免疫抑制藥物的需求，1型糖尿病等疾病也有望被攻克。

間充質干細胞的潛力：間充質干細胞因其低免疫原性和免疫調節作用，已成熟運用于器官移植術后免疫排斥的治療。越來越多的證據表明，間充質干細胞有潛力解決器官移植的免疫排斥問題。

自體干細胞的應用：自體干細胞，即從患者自身細胞中產生的干細胞，被認為是規避免疫排斥的最有希望的策略。由于細胞攜帶與患者相同的組織抗原，它們被標記為“自身”，從而減少免疫排斥的風險。

總結

綜上所述，未來的干細胞治療有望通過基因編輯技術、開發新型免疫細胞、利用自體干細胞、間充質干細胞的應用以及探索免疫逃逸策略等方法，有效減少或避免免疫排斥現象，為患者提供更安全有效的治療方案。

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參考資料：Nishith R. Reddy et al., Engineering synthetic suppressor T cells to execute local targeted immune protection programs. Science 386, eadl4793 (2024). DOI: 10.1126/science.adl4793

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