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干细胞基础知识
核污染水排海后,干细胞治疗可以拯救核辐射阴影下千疮百孔的身体吗?
当地时间2023年8月24日上午东京电力公司宣布,福岛第一核电站核污染水排海在当日下午1点启动。当天的核污染水排放量为200到210吨,之后计划逐渐增加排放量,排海时间至少持续30年。德国海洋科学研究机构指出,福岛沿岸拥有世界上最强的洋流。从排放之日起57天内,放射性物质就会扩散到太平洋的大半区域。3年后美国和加拿大将受到核污染影响。10年后核污染蔓延到全球海域。核污染除了会影响全球人类健康外,还会影响鱼类迁徙、远洋渔业、生态安全等方方面面。核污染水即使是经过处理,依然还有较高浓度的放射性氚是无法消除的。氚这种元素从外部对人体造成辐射的可能性不大,但大量进入人体后,轻则导致疲乏无力、嗜睡、食欲减退等,累积到一定剂量后可能引起慢性放射病,甚至癌症。核辐射会对人体诸多器官造成细胞损伤,常规治疗往往非常困难。而干细胞由于具备损伤修复能力,可谓是重建受损组织的干将,因此它也成为一种重要的治疗手段。具体而言,干细胞在哪些核相关的疾病中有治疗作用呢?
一、皮肤损伤
核事故会造成辐射引起的皮肤损伤,细胞疗法是治疗辐射所致皮肤损伤的有效方法。在这项研究中,他们从辐射引起的皮肤损伤患者中将基质血管成分(SVF)分离出来。基质血管成分是干细胞治疗中的一种新型材料,它是从脂肪组织中采集的干细胞。与对照组大鼠相比,给予基质血管成分可减轻电子束辐射引起的皮肤损伤。
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在临床上,他们招募了5名放射性皮肤损伤患者接受基于基质血管成分的治疗(单独使用或联合皮瓣移植)。首先他们分离了患者自体基质血管成分,并将其置于多针精密电子注射装置中,由该装置自动无菌地将基质血管成分以准确剂量注入到伤口的特定皮层。基质血管成分移植后,伤口愈合明显改善,疼痛明显减轻。患者的皮肤质地和形状也令人满意,且没有进一步的伤口复发。可见基质血管成分移植是对抗严重辐射所致皮肤损伤的有效对策。
二、急性放射病
造血急性放射综合征的细胞疗法属于较前沿的研究领域。干细胞具有极强的再生潜力及抗炎和抗纤维化作用,具有很强的刺激造血细胞增殖和分化的能力。研究表明,给药后干细胞能够在趋化因子的影响下迁移至病变处。除了保留其本身的功能外,还可以分化为受损组织的细胞,加速其恢复。目前,细胞治疗技术与细胞因子的使用是治疗急性放射综合征极具潜力的领域之一。在造血急性放射综合征的治疗中,细胞疗法比细胞因子和生长因子的优势更大。因为细胞疗法不需要干细胞和祖细胞处于基本水平,而干细胞和祖细胞是细胞因子作用的主要靶标。大量研究的数据证明,细胞疗法是治疗高剂量辐射引起的骨髓辐射损伤的一种可靠方法。
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三、癌症
在高剂量下,电离辐射会对人体造成直接损害,甚至引起辐射病和死亡。在较低的剂量下,电离辐射会导致心血管疾病、白内障以及癌症等不良的健康影响。其导致癌症的主要原因是电离辐射会破坏DNA,从而引起致癌基因突变。儿童和青少年因为身体仍在生长发育中,因此比成年人更容易受到电离辐射的致癌影响。间充质干细胞(MSC)是多能基质细胞,可以分化成多种细胞类型,包括成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞,因此在再生医学中表现出巨大的潜力。大量研究表明间充质干细胞在癌症生物学中也发挥着关键作用。肿瘤细胞和间充质干细胞之间的串扰可以调节许多肿瘤行为,例如增殖、转移和上皮间质转化(EMT)。多种证据表明间充质干细胞可以分泌外泌体,调节肿瘤微环境并在肿瘤发展中发挥重要作用。而且,间充质干细胞衍生的外泌体在癌症对化疗药物、靶向治疗药物、放疗和免疫治疗的耐药性中发挥着重要作用。
间充质干细胞来源的外泌体在癌症治疗耐药性中的最新进展和治疗潜力
来源:Lin, Zhengjun et al, 2022
四、心理健康
经历过核灾难会发生创伤后应激障碍、抑郁和焦虑等。核事故清理工作人员、居住在距离反应堆较近的人员以及疏散人员出现心健康问题的几率更高。
虽然用于改善抑郁症的药物治疗已经很多了,但大约三分之一的抑郁症患者仍然对抗抑郁药的常规疗法没有反应。
炎症途径上应激急性和慢性反应的形成
来源:do Prado-Lima et al, 2022
过去几年,科学家对其他潜在的非药物疗法进行了探究,例如使用间充质干细胞疗法来治疗抑郁症。实验数据证实,基于间充质干细胞的抗炎和神经营养特性,干细胞疗法可以成为抑郁症的潜在治疗方法。另外,一些干细胞治疗抑郁症的临床试验也正在进行中。
五、白内障
眼晶状体是人体对辐射最敏感的组织之一,临床上将有明确证据证明因辐射而引起的白内障称为辐射性白内障,晶状体赤道部囊膜下上皮细胞对电离辐射较为敏感。从解剖学上讲,眼睛具有易于接入和操作、免疫隔离和光学透明等天然优势,这使得干细胞治疗、基因增强和基因校正疗法等新技术试验非常适用于眼部疾病。2016年,中山大学眼科医院刘奕志教授领衔的研究团队取得重大突破。他们利用内源性干细胞原位再生技术生成新的晶状体,成功让先天性白内障患儿恢复完整的视力。到2018年,有100多例白内障患儿因此获益,目前正在评估长期疗效。以上疗法的举例只是细胞治疗应用的一部分,干细胞作为人体的修补能手,几乎可以说是覆盖了许多疾病的各个方面。它的潜力还需要科学家们继续挖掘。另外,来自小编的温馨提醒:放射性同位素是挥发性的物质,它不单单污染海洋,而且可以存在于土壤、空气中,所以对农产品、日用品都会产生一定的影响。也就是说,无论食品,还是护肤品、衣物等,长期看来,一定程度上都会受到核污染的影响。不过,如果进行有效的监管,还是可以买到安全的产品的。所以建议大家在正规渠道购买核辐射残留检测合格的产品。
参考资料
[1] Yu, Daojiang, et al. "Transplantation of the stromal vascular fraction (SVF) mitigates severe radiation-induced skin injury." Radiation Research 196.3 (2021): 250-260.
[2] Legeza, Vladimir I., et al. "Prospects of cell therapy for hematopoietic syndrome of acute radiation sickness." Russian Military Medical Academy Reports 41.3 (2022): 335-344.
[3] Accidents at Nuclear Power Plants and Cancer Risk (https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/radiation/nuclear-accidents-fact-sheet)
[4] Lin, Zhengjun, et al. "Mesenchymal stem cell-derived exosomes in cancer therapy resistance: recent advances and therapeutic potential." Molecular Cancer 21.1 (2022): 179.
[5] Longmuir, Caley, and Vincent IO Agyapong. "Social and mental health impact of nuclear disaster in survivors: A narrative review." Behavioral Sciences 11.8 (2021): 113.
[6] do Prado-Lima, Pedro Antônio Schmidt, et al. "Is there a place for cellular therapy in depression?." World Journal of Psychiatry 11.9 (2021): 553.