解锁干细胞移植的奥秘：一项开创性的血液研究

这些发现可能会导向选择捐赠者和改善移植结果的新方法，使程序更安全、更有效。

来自威尔康桑格研究所的一个团队与苏黎世大学合作，成功绘制了移植后长达30年的接受者干细胞行为图谱，为它们的长期动态提供了前所未有的见解。

这项研究于10月30日在自然杂志上发表，部分由英国癌症研究所支持，研究表明，从老年捐赠者移植的干细胞，通常结果较差，移植后存活的关键干细胞数量减少了十倍。此外，许多存活的细胞可能失去产生健康免疫系统所需的全系列血细胞的能力。

每年全球有超过一百万患者被诊断为血液癌症，包括白血病和淋巴瘤，这些疾病可能会破坏免疫系统的功能。干细胞移植，也称为骨髓移植，通常是唯一的治愈性治疗，通过用来自捐赠者的健康干细胞替代患者受损的血细胞，以再生整个血液和免疫系统。在英国，每年有超过2000个患者接受该程序。

尽管干细胞移植有着悠久的历史，但围绕移植机制的许多重要问题仍未得到解决。虽然它们可以挽救生命，但结果差异显著，许多患者在数年后会遭遇并发症。捐赠者的年龄已知会影响成功率，但移植后发生的细胞过程在此之前基本上是未知的。

在这项研究中，研究人员利用先进的基因组测序方法，检查了十对捐赠者-接受者兄弟姐妹在移植后的最多31年内的血液样本。

通过分析捐赠者和接受者干细胞在一生中积累的突变，他们能够确定在移植后存活了多少干细胞并继续在患者体内产生新的血细胞，这是一种以前无法实现的方法。

研究结果显示，约有30000个来自20岁和30岁的年轻捐赠者的干细胞能够长期存活，而来自老年捐赠者的存活数量仅为1000到3000。这个显著的下降可能导致免疫力下降和复发风险增加，这可以解释与年轻捐赠者相关的改善结果。

研究还表明，与匹配的捐赠者相比，移植程序会使接受者的血液系统老化约10到15年，这在很大程度上是由于干细胞多样性减少所致。

与之前认为高突变率是在移植过程中发生的观点相反，研究发现，干细胞在快速分裂以恢复患者血液时获得的新遗传突变很少，这让人感到惊讶。

此外，研究还发现其他遗传因素帮助某些干细胞在移植后茁壮成长，与捐赠者的年龄无关。这些遗传优势可能有助于开发更高级的治疗，从而提高移植对于更广泛患者的安全性和疗效。

来自威尔康桑格研究所的首席作者迈克尔·斯宾塞·查普曼博士表示：“接受移植就像给你的血液系统一个新的开始，但这些干细胞的真实情况是什么呢？以前，我们只能引入细胞并观察血液计数以寻找恢复的迹象。在这项研究中，我们追踪了一份样本数十年的演变，发现一些细胞群体消失，而其他细胞群体则存活下来，随着时间的推移影响了患者的血液组成。这一过程的深入揭示令人兴奋。”

来自苏黎世大学的高级作者马库斯·曼兹博士补充道：“这些发现强调年龄不仅仅是一个数字——它在移植成功中扮演着关键角色。尽管血液干细胞系统在时间上保持相当稳定，但年轻捐赠者通常提供更广泛和更多样化的干细胞，这对于患者的长期恢复可能至关重要。我们打算继续研究影响延长造血干细胞行为的其他因素，以优化捐赠者选择，并增强接受者骨髓环境，以实现干细胞功能的最佳状态。”

来自威尔康桑格研究所的另一位高级作者彼得·坎贝尔博士表示：“移植过程迫使血液和免疫细胞经历一种遗传‘瓶颈’。我们的创新方法使我们能够更细致地检查这一瓶颈现象。我们发现这个瓶颈为某些干细胞在接受者的新环境中茁壮成长提供了各种机会。我们相信有可能识别出使某些干细胞比其他细胞更有效地生存的基因——这些基因可能会被用来推动移植成功。”

1. https://www.worldwidecancerresearch.org/information-and-impact/cancer-myths-and-questions/what-is-blood-cancer-and-why-do-we-need-more-research/#:~:text=Blood%20cancers%20are%20the%20fifth,were%20diagnosed%20worldwide%20in%202020
2. https://www.blood.co.uk/news-and-campaigns/news-and-statements/nhsbt-celebrates-stem-cell-donors-and-transplants/
3. https://www.anthonynolan.org/blog/2018/02/23/research-shows-donor-age-most-important-in-stem-cell-transplant-survival
4. 在这项研究中，捐赠者作为“对照”。通过比较来自捐赠者和接受者的血液样本中的基因变化，利用全基因组测序，研究团队重建了它们的演化历史，以理解这些细胞自移植以来如何适应和转变。这些样本是在移植后9至31年之间收集的。
5. 一些干细胞在移植前就具备了先天优势，使它们能够更好地适应接受者体内的新环境。这些优势包括在采集或准备阶段的存活率较高，而其他益处则是由于遗传突变，使某些细胞在接受者的骨髓中成功。理解这些趋势将有助于医生改善移植程序，并选择哪些干细胞更可能茁壮成长，无论捐赠者的年龄。