造血干细胞:帮助抗癌的“细胞小战士”

文章来源:向日葵儿童 作者:高晓晖 时间:2019-11-21


作者 | 高晓晖(耶鲁大学医学院博士后)
排版 | 乔代杰
责编 | 严青 依伊
校对 | 秀秀


  囡囡今天五岁啦!
  五岁生日的这一天,对囡囡和爸爸妈妈都是极为重要的一天,因为就在今天,爸爸要送给囡囡一份珍贵的礼物——一批身材很小却战斗力很强的“小战士”。
  这些“小战士”叫做造血干细胞,它们会在医生叔叔阿姨们的帮助下进入囡囡的身体,为囡囡的健康进行一场伟大的保卫战。


  这场保卫战的打击对象,是囡囡身体里的白血病细胞——囡囡不幸患上了一种叫做急性髓细胞白血病的疾病,白血病细胞在身体里肆意妄为,还会影响正常身体细胞的功能。
  为了让囡囡摆脱这些白血病细胞,需要往囡囡的身体里移植一些从爸爸身体里征集的“细胞小战士”,帮助囡囡战胜病魔。
  这些“小战士”为什么可以帮助抗击白血病细胞呢?它们是从哪里来的? 又是如何工作的呢?我们今天来讲讲这些“细胞小战士”的故事。

图片来自网络

01
“细胞小战士”——造血干细胞


  我们的身体可以看成是一个个小细胞组成的结构复杂的“大社会”,像白血病细胞这样的癌细胞就如同藏在身体里的“反社会分子”。

  一旦时机成熟,它们便会偷偷逃脱身体调控,恶意繁衍,侵用资源,四处搞破坏,从而打破原有“社会平衡”,让我们生病。通常,医生会利用外部的“大规模杀伤性武器”——比如化疗或放疗——来抗击这些“反社会分子”。

  但同时,对于某些种类的癌症,我们也可以通过引入人体的“小战士”——造血干细胞来帮助我们打击“反社会分子”。

  那么,什么是造血干细胞呢?

  这要先说说“干细胞”是啥——简单说,干细胞就是未成熟的“幼年”细胞,它们可以成长为各种成熟身体细胞。

  比如说,胚胎干细胞可以成长为我们身体的各种器官,让我们长大成人。而造血干细胞,也就是我们今天的“主角”,则可以成长为血液里的各种细胞。

  这些年轻的造血“小战士“大部分生活在我们的骨髓中。

  在那里,它们会分裂繁殖,产生新的血细胞,比如帮助身体吸收氧气并排出二氧化碳的红细胞(占血细胞的35%-50%),帮助我们抵抗各种感染、杀灭有害细胞的白细胞, 还有帮助伤口凝固防止血液泄漏的血小板。

  同时,也有少量造血干细胞“小战士”会进到血液里,被称为外周造血干细胞。

  囡囡患上的急性髓细胞白血病是白血病的一种,“反社会分子”白血病细胞不仅在身体里搞破坏,还会压制囡囡自身的造血“小战士”,导致囡囡的造血和免疫功能变差。

  而在治疗白血病的时候用到的化疗药物,不仅会杀灭白血病细胞,也会对正常的造血“小战士”造成伤亡。

  所以,对于比较严重的病情,就要引入外援,让正常的造血“小战士”进入到囡囡身体里,一方面重建受损的造血和免疫功能,另一方面帮助消灭白血病细胞。

  而且,在引入外援的“小战士”之前,医生会用大剂量化疗(有时还会结合放疗)之类的“大规模杀伤性武器”把患者身体里的“反社会分子”尽量消灭干净,同时也会清理掉囡囡身体里已经无力为继的造血干细胞。

  这样,新来的外援造血“小战士”们就有足够的空间生存,能够迅速地在囡囡身体里站稳脚跟,为囡囡制造新的、健康的血细胞,并且杀灭掉白血病细胞中的漏网之鱼,为囡囡的康复保驾护航。

  不只是囡囡得的白血病,在其它癌种,比如神经母细胞瘤和某些淋巴瘤中,移植造血干细胞“小战士”也是非常重要的治疗手段。

  那么,这些外援的造血“小战士”是从哪里征集来的呢?它们又是如何移植到囡囡身体里的呢?


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02 
 如何招募一支优秀的“小战士”部队? 
——移植用的造血干细胞从哪儿来


  为了给囡囡有力的“外援”,医生需要筛选出合适的造血“小战士”。

  用来给癌症小患者做“外援”的“小战士”们可以来自小患者自身,也可以来自于其他人。

  具体从谁身上“征兵”,要根据具体的癌种和病情来判断。

  如果用来移植的造血干细胞来源于患者自身,那么就称为自体造血干细胞移植

  这是在自身的“小战士”们被放化疗等“大规模杀伤性武器”彻底摧毁之前,取出部分造血干细胞“保存兵力”。

  等到“反社会分子”癌细胞被清除得差不多之后,再派遣之前保存的“小战士”们回到患者体内重建家园。

  这种移植主要用于治疗某些类型的白血病、淋巴瘤和神经母细胞瘤等。

  如果移植所用的造血干细胞来自其他人,就称为同种异体造血干细胞移植。囡囡所患的急性髓细胞白血病就需要用到这种“征兵”途径。

  为了防止外来的“小战士”们“水土不服”,在移植之前需要让造血干细胞的提供者(一般叫“供者”)和患者进行配型,确保供者的组织类型和患者比较匹配,以便外援“小战士”们可以比较容易地和新环境磨合。

  通常,大家会首先在兄弟姐妹中寻找合适的供者。

  如果家人中没有合适的供者,就需要通过骨髓库来寻找匹配的供者。

  这种“征兵”途径通常用于治疗某些类型的白血病、淋巴瘤,还有一些不属于癌症的血液病,比如再生障碍性贫血。


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  那么,该怎样从人体中招募这些外援“小战士”呢?

  这些“小战士”可以从我们身体的三个地方招募:骨髓、外周血和脐带血

  咱们前面提过,骨髓是大多数造血干细胞的大本营。尤其是骨盆(臀部)的骨骼,骨髓最多,其中就有大量的造血干细胞。

  因此,骨盆的造血干细胞经常被“征兵”,用于造血干细胞移植。医生会用一根大针把骨髓抽出,然后将骨髓过滤,并冻在特殊的溶液里,让骨髓里的造血“小战士”能够保持活力。

  移植的时候,医生会让骨髓解冻,然后通过静脉注射到患者的血液中。这些外援“小战士”们会到患者的骨髓中安营扎寨,然后开始制造新的、健康的血细胞。

  大约2到4星期后,就可以通过验血检测出新的血细胞的迹象了——这说明这些外援“小战士”已经可以正常工作了。

  外周血也是目前常用的“征兵”场所。囡囡爸爸送给囡囡的“小战士”们,正是来自于这里。

  我们前面提过,有少数造血“小战士”会“溜出”骨髓,在外周血液里生活。

  由于它们数量不多,因此在“征兵”的前几天,医生给囡囡爸爸注射了一种叫做生长因子的东西,它会让造血“小战士”们长得更快,这样就会有更多“小战士”进入到血液里,方便“征兵”。

  “征兵”的时候,医生会用一种特殊的机器,把爸爸外周血里面的造血干细胞单独收集起来保存,然后在移植的时候输送到囡囡的静脉中。

  和来自骨髓的“小战士”比起来,来自外周血的“小战士”适应能力更强,一般10-20天后就可以在骨髓中进行正常的造血工作了。

  另外,新生宝宝的血液中通常也有大量的造血“小战士”。

  因此,小宝宝出生后,如果能将宝宝胎盘和脐带中残留的血液(称为脐带血)储存起来,就可以用于造血干细胞移植了。

  脐带血里的“小战士”一般造血功能更强,但缺点是量比较小,因此“小战士”的总数比较少。

  为了克服这个问题,现在也有一些新的方法,比如将两名新生儿的脐带血一起用于一次移植(行话叫“双脐血移植”)。

  不过目前在大多数情况下,只有在患者体重较轻(小于90斤)的时候才能用。

  如今,在不少疾病的治疗中,这些移植过来做“增援”的造血“小战士”都起着重要的作用,为患者的康复进行着一场又一场的“健康保卫战”。


  招募这些“小战士”,说起来似乎并不复杂,但做起来可不简单。
  在明天的科普文章里,我们会继续聊聊,造血干细胞移植的“征兵计划”,究竟是如何进行的。


参考文献:
美国癌症协会
https://www.cancer.org/treatment/treatments-and-side-effects/treatment-types/stem-cell-transplant/why-stem-cell-transplants-are-used.html
美国国立卫生研究院
https://stemcells.nih.gov/info/basics/1.htm

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