据外媒CNET报道，新冠病毒疫情已导致中国、欧洲和美国的多个城市采取“封城”措施。而且，以某些可观察到的方式，所有这些待在家里的人似乎都在集体担负起全球环境的责任。美国宇航局（NASA）和欧洲航天局（ESA）首先通过卫星数据看到了这种影响，该数据表明，自2月份实施“封城”措施以来，中国的二氧化氮排放量急剧下降，其中大部分来自车辆。
干细胞（stemcell）是一类具有自我更新能力的多潜能细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在合适的条件下或给予合适的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，又称其为“万用细胞”。干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织。根据发育阶段，干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。根据干细胞的发育潜能，干细胞可分为三类：全能干细胞（totipotentstemcell，TSC）、多能干细胞（pluripotentstemcell）和单能干细胞（unipotentstemcell）（又称专能干细胞）。
不过人胚胎干细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议，出于社会伦理学方面的原因，有些国家甚至明令禁止进行人类胚胎干细胞研究。诱导性多功能干细胞（inducedpluripotentstemcells,iPS细胞），为利用导入特定基因或是特定基因产物（蛋白质）等方式送入体细胞（如皮肤细胞或是肝细胞）中，使该体细胞变成为具备类似于胚胎干细胞那样的具有分化成各种细胞的多潜能分化能力，并且可以持续增殖分裂。
成体干细胞在成年动物的许多组织和器官（比如表皮和造血系统）修复和再生中起着关键的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。过去认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。最近研究表明，以往认为不能再生的神经组织仍然包含神经干细胞,说明成体干细胞普遍存在，问题是如何寻找和分离各种组织特异性干细胞。成体干细胞经常位于特定的微环境中。微环境中的间质细胞能够产生一系列生长因子或配体，与干细胞相互作用，控制干细胞的更新和分化。成体干细胞有很多类型，最常见的有间充质干细胞、造血干细胞、神经干细胞、角膜缘干细胞和毛囊干细胞等。
根据临床前研究和部分临床研究，干细胞疗法有望一些难治性/退行性疾病，如脊髓损伤、视神经发育不全、多发性硬化病、脑瘫、脑梗塞、脑出血、脑外伤、脊髓损伤、肌萎缩侧索硬化症（ALS）、脊髓性肌萎缩、系统性红斑狼疮、多发性硬化病、老年痴呆症、脑发育不全、脑萎缩、共济失调、自身免疫肝病、小儿缺血缺氧性脑病、智力低下、股骨头坏死和心血管疾病等。未来，随着干细胞技术的不断发展和相关技术的突破，干细胞将惠及更多的患者。
1.利用干细胞有望治疗脊髓损伤
脊髓损伤（spinalcordinjury）是一种较为常见的、但是后果严重的外伤。数据显示，我国每年脊髓损伤的患者人数超过12万人。脊髓损伤通常会造成受伤部位以下部分或全部瘫痪，使患者终身残疾。高位损伤，如颈椎受伤患者生活无法自理，给患者及其家庭带来严重的负担。
年初，MohamadKhazaei等人发现在啮齿动物的脊髓微环境中，脊髓损伤诱导的Notch激活使得移植到它们体内的神经祖细胞（NPC）的命运偏向星形胶质细胞；在筛选潜在的调节Notch信号的临床相关因子的过程中，他们鉴定出神经胶质细胞源性神经营养因子（glialcell–derivedneurotrophicfactor,GDNF）；GDNF通过介导DLK1（delta-like1homolog）表达来减弱Notch信号，这与GDNF对细胞存活的影响无关。当移植到颈脊髓损伤的啮齿动物模型中时，表达GDNF的人诱导多能干细胞衍生性NPC（human-inducedpluripotentstemcell–derivedNPC,hipsC-NPC）与对照细胞相比，更多地分化为神经元。此外，GDNF表达促进了对内源性组织的保护并增强了移植细胞的电整合，从而共同改善了神经行为的恢复。这些研究结果表明调节受损的脊髓微环境可能会改善NPC移植后的功能恢复。
年12月，YasuhiroShiga等人在实验室中，将一种改良形式的组织型纤溶酶原激活剂（tPA）添加到神经祖细胞中，15分钟后，将tPA处理或未处理的神经祖细胞注入严重脊髓损伤大鼠模型。治疗两个月后，他们发现，tPA处理的神经祖细胞比未经过tPA处理的神经祖细胞多2.5倍。而且，tPA处理过的神经祖细胞已经开始分化为成熟的神经元。更令人吃惊的是，事实证明，接受治疗四个月后大鼠的运动能力增加了三倍。
年初，日本有条件地批准上市了一款治疗脊髓损伤的间充质干细胞疗法。这款干细胞疗法名称为Stemirac——首先要抽取患者的约50毫升骨髓液和血液，并提取其中的间充质干细胞，再在将这些干细胞扩增至5千万到2亿个细胞数量，然后在损伤发生后的3-8周内将扩增后的干细胞静脉注射到患者体内。在临床试验中，13名患者接受了试验性治疗，其中12人病情有所改善。具体而言，就是12名患者的评估指标——美国脊髓损伤协会的“损伤程度”至少提高了一个等级。更令人兴奋的是，有1名完全瘫痪的病人经过治疗后恢复了脚的移动能力。所谓的有条件批准进入市场，就是这个团队可以出售这种疗法，并且有7年的时间来证明它的有效性。也就是说在未来7年里，这个团队需要收集参与者的数据，并证明这种疗法的有效性。不过，对于本次的有条件批准，国际上有专家在《自然》新闻上发表了不同的看法，他们认为这款疗法尚缺乏大规模的、双盲研究验证。根据目前的数据，显示疗效的临床试验仅基于13名参与者，并且没有对照组，就这样有条件审批过于草率。
图片来自MarkEllismanandThomasDeerinck,NationalCenterforMicroscopyandImagingResearch,UCSanDiego。
年8月，来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报道，他们利用人多能性干细胞（hPSC）成功地产生脊髓神经干细胞（NSC）。这些脊髓神经干细胞分化为不同的能够在整个脊髓中扩散的细胞群体，而且能够在很长的一段时间内加以维持。在将体外培养的源自hPSC的脊髓神经干细胞移植到受损的大鼠脊髓中之后，这些研究人员注意到这些移植物富含兴奋性神经元，让大量的轴突长距离延伸，让它们形成的靶结构接受神经支配，并且能够实现强健的皮质脊髓再生。
2.造血干细胞有望治疗多种难治性疾病
造血干细胞的来源主要包括骨髓、外周血和脐带血。造血干细胞移植可用于治疗急、慢性白血病和某些恶性肿瘤等多种重大疾病。
年，来自艾默里大学和加利福尼亚大学的研究人员首次开展人体临床试验来评估异体造血干细胞治疗因阿尔兹海默氏症导致的轻度至中度痴呆症的安全性、耐受性及初期效果，目前这项随机单盲安慰剂对照研究是科学家们首次利用基于造血干细胞的疗法开展人体临床试验。研究者计划招募大约40名研究对象，根据美国神经系统交流障碍及中风研究所、阿尔兹海默氏症及相关阿尔茨海默氏症协会的标准，这些研究对象在被招募前至少三个月被诊断为因阿尔兹海默氏症引发的轻度至中度痴呆症。
年1月，DonaldB.Kohn等人报道使用干细胞基因疗法治疗9名X连锁慢性肉芽肿病（X-linkedchronicgranulomatousdisease,X-CGD）患者，其中的2名患者在接受治疗后的三个月内死亡，原因是他们在基因治疗之前就已遭受严重感染。在接受干细胞基因治疗后，对7名幸存的患者进行了12至36个月的随访。所有人都没有新的慢性肉芽肿病（CGD）相关感染，并且其中的6人已经能够停止使用他们通常使用的预防性抗生素。
年10月，来自美国西北大学费恩柏格医学院和梅奥诊所的研究人员报道造血干细胞移植可逆转一种使人衰弱的神经系统疾病，这种称为视神经脊髓炎（neuromyelitisoptica）的疾病导致一半的患者在确诊后5年内失明和失去行走的能力。大多数患者在接受造血干细胞移植5年后保持良好，并且能够避免每年花费高达50万美元的药物治疗。
图片来自CC0PublicDomain。
年1月，RichardBurt等人在JAMA上发表了一项随机临床研究，它表明在复发缓解型多发性硬化症（relapsing-remittingmultiplesclerosis）患者中，造血干细胞移植可逆转神经功能障碍，在5年多的时间里，大多数患者延缓或阻止了进一步的进行性功能障碍，或者出现新的疾病活动的迹象。
年8月，来自艾默里大学和加利福尼亚大学的研究人员通过进行研究评估了异体造血干细胞治疗因阿尔茨海默病导致的轻度至中度痴呆症的安全性、耐受性及初期效果，目前这项研究是科学家们首次利用基于干细胞的疗法来进行的临床试验。随机单盲安慰剂对照研究利用了Stemedica细胞技术公司（StemedicaCellTechnologies）及其子公司StemedicaInternational开发的一种疗法，其中包括将来自健康人群机体的干细胞移植到研究对象机体中。这项临床研究中，研究者计划招募大约40名研究对象，根据美国神经系统交流障碍及中风研究所、阿尔茨海默病及相关阿尔茨海默病协会的标准，这些研究对象在被招募前至少三个月被诊断为因阿尔茨海默病引发的轻度至中度痴呆症。
3.利用干细胞有望治疗肌萎缩侧索硬化症
肌萎缩侧索硬化症（amyotrophiclateralsclerosis，ALS），俗称渐冻症，是一种累及脊髓前角细胞、脑干运动神经核及锥体束，具有上下运动神经元损害并存的慢性进行性神经系统变性疾病，主要特征为选择性侵犯上下运动神经元（motorneuron，MN），出现进行性加重的肌肉萎缩、肌无力及锥体束征。ALS是致命的，80％～90％的患者于发病后3～5年死于延髓麻痹、呼吸肌麻痹或肺部感染。
年7月，BrainStorm细胞疗法公司开展的一项随机、双盲、安慰剂对照的II期临床试验的初期结果显示，对于ALS患者，成人干细胞治疗（NurOwn）移植是安全的且耐受性良好，可能产生有临床意义的获益。在治疗期间，治疗组患者的某些炎症标志物（单核细胞趋化因子1和基质细胞衍生因子-1）在统计学上显著减少，而安慰剂组中则没有。
年6月，JonathanD.Glass等人在一项针对ALS患者的II期临床试验中将15名ALS患者分为五个治疗组，分别接受不同剂量的干细胞注射。该研究为开放试验，也就意味着病人都知道他们将接受干细胞治疗。
所有参与者都接受了C3和C5区域之间颈部脊髓双侧干细胞注射，剂量最高的治疗组不仅在颈部脊髓部位进行了注射，还在腰椎部位进行了双侧注射，不同剂量治疗组注射的干细胞数量在万到万之间。随后研究人员对病人进行了9个月跟踪观察，搜集了有关副作用的信息，还利用ALS功能评定量表评估了疾病进展情况。这些研究人员将接受治疗的病人的功能与对照病人进行了对比，发现两组病人在疾病进展速度上没有出现差异，但是研究人员提醒道目前还不应根据这样一个小样本研究对干细胞疗法的有效性作出定论，但是认为将人类干细胞移植到病人的脊髓中已经具备安全性，有望扩大临床试验样本量进一步验证干细胞疗法治疗ALS的效果。
4.利用干细胞有望治疗帕金森病
帕金森病（PD）是一种常见的神经系统变性疾病，老年人多见，平均发病年龄为60岁左右，40岁以下起病的青年帕金森病较少见。我国65岁以上人群PD的患病率大约是1.7%。大部分帕金森病患者为散发病例，仅有不到10%的患者有家族史。帕金森病最主要的病理改变是中脑黑质多巴胺能神经元的变性死亡，由此而引起纹状体多巴胺含量显著性减少而致病。导致这一病理改变的确切病因目前仍不清楚，遗传因素、环境因素、年龄老化、氧化应激等均可能参与PD多巴胺能神经元的变性死亡过程。
年12月，ClaireHenchcliffe等人分析了新开发的干细胞技术如何用于治疗PD，以及临床研究人员如何迅速将这项技术转化为早期临床试验。在过去，PD中的大多数移植研究使用来自流产胚胎的人类细胞。虽然这种方式植入的细胞可以存活并保持活性长达多年，但存在科学和伦理问题：胎儿细胞供应有限、个体差异很大，难以控制质量。只有一些患者受益，一些患者则会出现副作用。
干细胞技术的最新进展意味着可以确保质量，一致性，活性和安全性，并且可以在实验室中生长基本上无限量的产生多巴胺的神经细胞用于移植。这种方法现在正迅速进入临床试验的初步测试。随着多种人胚胎干细胞系的可用性，以及从患者自身血液或皮肤细胞产生诱导多能细胞或神经元细胞的可能性，起始材料的选择也得到了扩展。最初使用多能干细胞作为供体组织的系统临床移植试验于年在日本启动。
年11月，YixiChen等人构建出对帕金森病有抵抗力的人胚胎干细胞（hESC）。具体而言，他们利用一种称为CRISPR/Cas9n的先进技术切除hESC中的DNA片段。在这样做的过程中，他们剔除了与有毒性的团块（称为路易小体）形成相关的基因SNCA，其中这种毒性团块形成是帕金森患者中的脑细胞的一种典型特征。在实验室测试中，这些干细胞在培养皿中可被转化为产生多巴胺的神经元。它们随后在接受一种化学试剂处理后就可导致路易小体形成。他们员发现相比于未经过基因编辑的神经元，经过基因编辑的神经元并没有形成有毒性团块。不过，这一进展可能对患有帕金森病的年轻患者和患有侵袭性帕金森病的患者是最有益的，但是它还需在人体试验中进行测试。
年10月，日本京医院神经外科医生TakayukiKikuchi及其团队利用一种技术将ips细胞转化为产生神经递质多巴胺的神经元的前体细胞，即多巴胺前体细胞（dopamineprecursorcell）。他们随后将万个多巴胺前体细胞植入到一名50多岁的患者的大脑中。在3小时的治疗过程中，Kikuchi团队让这些多巴胺前体细胞聚集到12个称为多巴胺活性中心（dopamineactivitycentre）的位点中。这名患者表现良好，到目前为止没有出现重大不良反应。该团队将观察他六个月，如果没有出现并发症，将在他的大脑中植入另外万个多巴胺前体细胞。该团队计划在年底之前再治疗6名帕金森病患者，以便测试这种技术的安全性和有效性。
源自干细胞的神经元，图片来自SilviaRiccardi/SPL。
年8月，日本京都大学干细胞科学家JunTakahashi及其团队通过将源自人诱导性多能干细胞（iPSC）的产生多巴胺的神经元移植到帕金森病模式猴子的大脑中，改善了它们的症状。相比于溶剂注射对照组食蟹猴（vehicle-injectedcontrol），7只接受源自帕金森病患者或健康人的多巴胺能神经元前体细胞移植的食蟹猴在至少一年内表现出40%～50%的症状改善。这些作者们证实源自帕金森病患者或健康人的多巴胺能神经元前体细胞在体内产生多巴胺，而且产生的多巴胺水平大约是正常食蟹猴中的一半。这些移植细胞也产生神经纤维，在实验中存活24个月，而且不会形成畸胎瘤。
结语
以上只是列举了近期利用干细胞治疗一些难治性/退行性疾病。干细胞对于再生医学、精准医疗的意义毋庸置疑，它为生命医学的发展提供了莫大的源泉和支撑。目前，全球有超家公司正在开展干细胞及转化医学相关研究，国际上也已有8种干细胞药物或技术获批上市并应用于临床。干细胞在疾病治疗、再生修复等方面都展现了无可估量的价值和潜能。
不过迄今为止，科学家们利用干细胞治疗一些难治性/退行性疾病的研究大多数仅局限在细胞模型和动物模型上，或者虽然已开展人体临床试验，但是仍然停留在I期期临床试验阶段，参与临床试验的患者人数仍然偏少，仍需通过招募更多的患者人数来开展II期和III期临床试验，因此，最终能否得到各国监管机构的批准，仍是未知数。不过，在未来，随着科学家们不断取得新的突破，利用干细胞治疗一些难治性/退行性疾病有望为更多患者带来福音。
但是，考虑到它涉及到人类胚胎、物种安全，且面临着机理不清晰、未经审批便过早投入临床等诸多问题，干细胞研究及转化一直面临着伦理挑战和政策限制。现在，随着基因编辑、线粒体移植、人兽嵌合体等开创性技术的发展，围绕干细胞的基础研究和临床转化更加需要严格、准确的指导方针为其真正造福人类健康保驾护航。
最后，（第十一届）细胞治疗国际研讨会将于年6月19日到20日在上海召开，感兴趣的老师们可以点击下方阅读原文进入