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Nature: 学术术语被滥用,是时候为间充质干细胞正名了!

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自从干细胞凭借着神奇的自我更新、多向分化、组织修复等能力成为细胞治疗的中坚力量后,一直都备受科研者的重视和青睐。近年来,干细胞家族的间充质干细胞(MSCs)更是红得发紫,俨然一幅大腕明星的派头。

但人红是非多,正因此,MSCs这个名称的滥用也越发普遍,其概念含义却越发的混乱不堪,而这也使得一些未经证明及批准的干细胞疗法更易于推销给患者。近日,Nature所发表的一篇评论文章,指出间充质干细胞(MSCs)正在遭遇身份危机:是否应该被称作“干细胞”有待商榷。

其实,自21世纪初以来,有关MSCs的研究就充斥着诸多矛盾,包括它们的来源、分化潜能、生物功能和可能具有的治疗用途。这一现象已经促使生物学家、临床医生和科学协会建议修改或放弃使用这一命名,就连首次使用术语间充质干细胞(MSCs)的论文作者也于2017年呼吁要对其改名。

MSCs这个术语最初是用来描述来自于骨髓的细胞,但其使用范围已经扩展到来自不同组织的多种类型的具有不同多能性水平的细胞。在距离间充质干细胞概念的首次提出已有快二十年了,尽管有关其有效性的质疑声音一直不断,但这一命名却仍被沿用至今。

文献检索表明,过去5年中每年都有超过3000篇关于MSCs的研究论文被发表,而一些国家监管机构也批准了基于MSC的药品,尽管其相关研究的证据多有不足。其实,就目前而言,基于骨髓MSCs的临床试验的结果和质量就挺令人失望的。

2014年的一项对49项使用“骨髓干细胞”(多数情况为骨髓间充质干细胞)治疗心血管疾病的临床试验所进行的Meta分析发现,在严谨度方面得分较高的研究报告显示,与那些被认为不那么严谨的研究相比,MSC治疗的效果更差。

但间充质干细胞已然给大众造成了一种近乎神奇、人人适用的印象,这就使其非常容易成为无良公司向公众兜售未获批准治疗方式的首选细胞类型。

对此,文章作者认为,造成此问题的主要原因在于MSC的定义不能被明确界定,其概念的混淆既导致了科学界的混乱,也为未获批准的干细胞治疗营销推波助澜,所以这种混淆必须被厘清。

而这就需要全球的科研者共同努力,以提高公众对MSCs的细胞生物学的理解;研究者、期刊编辑和其他人也应承诺使用更为精确的细胞命名方式。同时研究者必须开发基因表达的标准化分析,包括在单细胞水平上以严谨的实验分析来确定各种组织中细胞分化的精确产物,如此方可以一劳永逸地解决有关MSC身份和功能的相关疑问。

MSCs争议的缘由始末

1991年,美国生物学家Arnold Caplan首次使用MSC描述从骨髓中分离出的干细胞,这些细胞能分化成软骨、骨骼和脂肪,并为造血干细胞(所有血细胞的未成熟前体)提供产生血细胞类型所需的一些信号。

随后的10年中,有关不同组织类型MSCs及其分化细胞类型的研究数量在快速激增,且不同的实验室也会使用不同的细胞表面标记来表征MSC。2006年,国际细胞治疗协会(ISCT)的一个工作组承认,MSCs概念模糊有歧义,并建议科学界使用多能性间充质干细胞来作为新命名。

不过,此建议并未奏效。这不仅仅是因为通常用来评估细胞“干性”的方法容易被误解,也是因为许多研究这没有考虑到干细胞的严格定义。此外,MSC术语的通用性更加孔固了它的可接受性。

但过去几年中,围绕MSCs的问题越来越多。2014年,美国FDA的一项研究发现,它所接受的研究性新药临床试验申请中,MSCs的分子特征几乎没有一致性;2016年的一项研究同样发现,来自不同组织的不同细胞群(均被归类为MSCs)实际上在基因表达和分化能力上是存在显著差异的。

对此,Caplan恳请科学界采用另一个命名:药用信号细胞。他认为药物信号细胞,可基于细胞表面蛋白质及其在体外转化为其他细胞类型的能力,在损伤部位归巢,同时可分泌调节免疫反应、减少炎症、促进伤口愈合和抑制细胞死亡的蛋白质混合物。

自1991年以来,已有超过3.2万篇关于“间充质干细胞”的医学索引文章发表,然而就文章作者所阅读的过去10年内数百篇论文的状况来说,该领域仍是一片混乱,可以说是众说纷纭。

据文献报道,MSCs通常是从骨髓和脂肪组织中分离出来的。但围产期组织,如脐带、Wharton’s jelly (脐带中的凝胶状物质)、羊膜和胎盘,以及其他来源(如乳牙和经血)中也含有MSCs。

曾有一些研究小组认为,MSCs在脂肪中最常见;也有研究者表示,它们与全身结缔组织的血管有关。一些人指出MSCs极为罕见,但也有人说它们的含量很丰富。

通常MSCs(包括非骨骼来源的MSCs)会分化为软骨、骨骼和脂肪,但也有报道称它们也能分化为肌肉、内皮细胞和心脏、肝脏和肾脏的各种细胞,以及神经和生殖系统。一些研究人员和临床医生甚至将MSCs描述的近乎全能,即可分化为成人体内的几乎所有细胞类型。此外,关于这些细胞在关节炎、糖尿病、帕金森病和自闭症等多种不相关疾病中的治疗作用,也还有无数的说法。

干细胞疗法的营销陷阱

MSC定义的分歧与混乱也使得直面消费者但未获批准的基于MSC干细胞治疗的营销呈爆发增长趋势。过去5年里,此种现象在美国、澳大利亚和日本体现的尤为明显。2016年的一份报告记录了351家美国公司直接向消费者提供所谓的干细胞治疗方法,且有近一半的公司在营销材料中提到了MSCs。

让这个行业取得如此成功并且让它的论点对患者如此吸引人的一个原因是这些公司非常擅长用这种科学语言进行市场营销,如有选择性的强调那些表明MSCs易于收获并且可以产生其他细胞类型,或那些表明细胞分泌各种愈合因子的细胞的文章,以说服那些不熟悉该领域的人。

有趣的是,一些上市公司越来越不愿意将其产品定义为间充质干细胞。研发收集和处理患者细胞设备的Cytori Therapeutics公司已开始将其靶细胞群描述为“脂肪来源的再生细胞”,而不是称其为MSCs。

打破MSC“神话”的科学之道

作者认为将MSCs重新定义为“基质”或“信号传导”细胞其实是无济于事的,而处理过这些细胞类型的大多数科学家也都意识到了这些方法的局限性,应该通过更为科学的途径来解决目前的误导。

针对组织特异性细胞(干细胞或其他细胞),其可靠鉴定应采用组学方法,如哪些旨在分析细胞基因表达模式或其蛋白质含量的方法,以及确定特定细胞在体内或体外可分化为何种细胞的分析方法。以往研究显示,表面标记和染色的不一致,或使用不可靠的形态特征,均会导致在识别细胞类型时出现频繁的错误。

人体细胞图谱是一项研究人体所有细胞特性的研究工作,目前正在进行之中。如果要解决MSC身份危机,干细胞生物学家可能需要集中精力进行攻克,类似于国际干细胞论坛在2000年代所展开的一系列有关表征多能干细胞的科研项目。

作者们强烈呼吁,整个科学界也必须停止用一种笼统概念对多种细胞类型进行概括的做法。其中,干细胞研究科学期刊的监管机构和编辑委员会理应制定鉴定干细胞的标准化方法,并严格审核发表MSC相关的论文,以便更好地推动干细胞研究领域的发展。资助机构也必须考虑使用MSCs的研究是否有资格获得专门用于干细胞研究的资金。

科学协会,如国际干细胞研究学会(ISSCR)和国家干细胞组织,应考虑是否应在干细胞会议上展示MSC研究。临床试验注册登记,如clinicaltrials.gov,也应该对MSCs药物研究进行更严格的审查(目前数百项此类研究已列入国际临床研究数据库)。

同时作者也鼓励组织特异性干细胞的研究者慎重考虑他们对名称术语的选择。例如,骨髓和脂肪都含有干细胞群,则可将这些干细胞命名为骨骼或脂肪干细胞。新闻媒体在报道相关干细胞疗法时,应该告知读者,科研者对这些细胞是否属于干细胞仍有争议,以及在大多数情况下,这些细胞的严格临床前研究是有限的或根本不存在的。

参考文献:

https://www.nature.com/articles/d41586-018-06756-9

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