解决造血干细胞来源匮乏移植学难题

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解决造血干细胞来源匮乏移植学难题

叶新新

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2007年9月5日英国人工受与胚胎管理局（HFEA）宣布，人类与动物细胞混合制造胚胎并用于医学研究原则上可以开展，该机构将根据科学家的研究申请，逐个审查。因此，采用子宫内动物胎儿移植方法，把人的造血干细胞植入胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，在成体动物外周血中能够（通过每年实施多次造血干细胞动员）分离得到，可供实施多位具有相同HLA移植配型、或HLA移植配型只有几个位点差异的临床人体造血干细胞移植的，足够多的人的“扩增造血干细胞” ，解决造血干细胞来源匮乏等移植学难题，已经不存在任何生物科学技术与伦理学障碍。

①在上个世纪末：Zanjani等建立人造血干细胞-胎羊动物模型，采用子宫内移植方法把人的造血干细胞植入胎羊，该模型经检测在胎羊骨髓内有人造血干细胞集落形成并维持超过130d，取第一代模型（初级受体）的人造血干细胞进行二次移植，第二代模型（次级受体）骨髓仍有人造血干细胞集落形成……骨髓、脐血、成人外周血及纯化的后的CD34⁺ CD38^-、CD34⁺ Thy-1^-、CD34⁺ HIADR^-干细胞均可移植成功。Shimizu等把人骨髓CD34⁺ /c-kit^low细胞植入胎羊,发现新鲜分离的细胞在出生后的羊体内形成嵌合体，取出生后的羊骨髓进行二次移植胎羊，显示新分离细胞也有形成嵌合体的能力。Yin等给胎羊植入1.5×10⁵个人的CD34⁺ CD133⁺细胞，60d后，大约羊出生25d左右，羊体内出现人的细胞，再将此细胞进行二次移植，60d后，取羊的骨髓发现，人的多向分化祖细胞占骨髓单核细胞的0.1%~2.14%。Zanjani等建立人间充质干细胞-胎羊动物模型，移植2周后的PCR检测分析表明，人源细胞广泛分布在大多数组织，包括肝、脾、骨髓、胸腺、肺、脑、肌肉、心脏和血；13个月后，在肝脏、骨髓、心脏、软骨和血中，通过PCR仍能够检测到人源细胞。2004年，美国明尼苏达州普拉特医生进行了把人类干细胞移植入猪胚胎实验。随后美国内华达大学科学家把人类干细胞移植入绵羊胚胎，培育出人兽细胞混种羊；他们创造出“人兽混种”绵羊体内拥有15%的人类细胞。②体细胞动物克隆：在理论上，体细胞核移植后端粒的长度可以恢复。体细胞克隆牛的胚胎细胞、新生牛的细胞、成体牛的细胞的端粒长度，与年龄相仿的对照组动物细胞的端粒长度没有显著差异。日本科学家实施的体细胞克隆猪的实验，取体细胞克隆猪的体细胞核，实施体细胞克隆动物的再克隆，已经能够依次再克隆出生命状态良好的第5代克隆猪。③2007年9月5日英国人工受与胚胎管理局（HFEA）宣布，人类与动物细胞混合制造胚胎并用于医学研究原则上可以开展，该机构将根据科学家的研究申请，逐个审查。④因此，有被科学界公认的足够充分的生物科学理论、科学结论、生物生命机制、实验-试验科学研究结果相关科学依据，与伦理学依据，能够科学论证——证实：采用子宫内动物胎儿移植方法，把人的造血干细胞植入胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，在成体动物外周血中能够（通过每年实施多次造血干细胞动员）分离得到，可供实施多位具有相同HLA移植配型、或HLA移植配型只有几个位点差异的临床人体造血干细胞移植的，足够多的人的“扩增造血干细胞” ，解决造血干细胞来源匮乏等移植学难题，已经不存在任何生物科学技术与伦理学障碍。⑤实施把猪的造血干细胞植入胎羊，在出生后生长为成体动物的生存期内，在成体羊外周血中能够（通过每年实施多次造血干细胞动员）分离得到，足够多的猪的“扩增造血干细胞”，再实施针对多只猪的造血干细胞移植等的，移植学多个不同相关生物学科-跨生物学科的综合基础科学研究实验：将能够为移植学实验-试验科学研究，从根本上解决或基本解决造血干细胞来源匮乏等移植学难题，提供足够充分的移植学综合基础科学研究实验科学依据。并且通过把人脐血造血干细胞移植给动物胎儿，在出生后生长为成体动物的生存期内，分离生产足够多的人的“扩增造血干细胞”，解决造血干细胞来源匮乏等移植学难题，（在英国）不存在伦理学争议。⑥如果能够得到伦理学委员会的谅解——批准，可以应用终止人妊娠10~26周堕胎胎儿的分离胎肝细胞，实施把人胎肝细胞植入胎羊或胎猪；不仅能够在成体动物外周血中分离得到足够多的人的“扩增造血干细胞”，而且可以获得拥有人肝细胞嵌合体的动物肝脏，将能够被临床应用于实施更好的紧急救治发生致死性的暴发性肝衰竭患者的：应用拥有人肝细胞嵌合体的动物肝脏，实施较长时间体外持续灌流支持治疗（ECLP），而有可能使发生致死性的暴发性肝衰竭患者受到严重损伤的肝脏得到再生-恢复；或应用拥有人肝细胞嵌合体的动物肝脏，实施暂时性的人肝细胞嵌合体的动物肝脏辅助移植、或背驮肝脏移植支持治疗，将可以较长时间维持发生致死性的暴发性肝衰竭患者的生存时间，使其有机会等待到拯救其生命的人的肝脏实施再移植手术。

解决造血干细胞来源匮乏等移植学难题综合科学研究实验——指导临床人体试验设计、实施方案；概述：

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1. ①分离人的造血干细胞、或脐血造血干细胞，检测分离得到的人的造血干细胞的端粒长度；把分离得到的人的造血干细胞植入胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，每年实施几次造血干细胞动员，采用循环采血-回输血法，应用磁珠分离造血干细胞技术在成体动物外周血中分离人的“扩增造血干细胞”，应用抗宿主细胞的单克隆抗体加补体清除宿主细胞。②观察是否每次都能够在成体动物外周血中分离得到，足够多的人的“扩增造血干细胞”。③检测分离得到的人的“扩增造血干细胞”的端粒长度，是否与植入胎羊或胎猪的人的造血干细胞、或脐血造血干细胞的端粒长度相似。

2. ①分离终止人妊娠10~26周堕胎胎儿的人胎肝细胞，检测分离得到的人的胎肝细胞的端粒长度；把分离得到的人的胎肝细胞植入胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，每年实施几次造血干细胞动员，采用循环采血-回输血法，应用磁珠分离造血干细胞技术在成体动物外周血中分离人的“扩增造血干细胞”，应用抗宿主细胞的单克隆抗体加补体清除宿主细胞。②观察是否每次都能够在成体动物外周血中分离得到，足够多的人的“扩增造血干细胞”。③检测分离得到的人的“扩增造血干细胞”的端粒长度，是否与植入胎羊或胎猪的人的胎肝细胞的端粒长度相似。④获取成体动物拥有人肝细胞嵌合体的动物肝脏，检测嵌合体的肝脏中拥有人肝细胞的百分率。

3. ①分离同胞猪的造血干细胞、或脐血造血干细胞，检测分离得到的猪的造血干细胞的端粒长度；把分离得到的猪的造血干细胞植入胎羊，在出生后生长为成体动物的生存期内，每年实施几次造血干细胞动员，采用循环采血-回输血法，应用磁珠分离造血干细胞技术在成体羊外周血中分离猪的“扩增造血干细胞”，应用抗宿主细胞的单克隆抗体加补体清除宿主细胞。②观察是否每次都能够在成体羊外周血中分离得到，足够多的猪的“扩增造血干细胞”。③检测分离得到的猪的“扩增造血干细胞”的端粒长度，是否与植入胎羊的猪的造血干细胞、或脐血造血干细胞的端粒长度相似。

4. ①分离终止猪妊娠6~13胎儿的胎肝细胞，检测分离得到的猪的胎肝细胞的端粒长度；把分离得到的猪的胎肝细胞植入胎羊，在出生后生长为成体动物的生存期内，每年实施几次造血干细胞动员，采用循环采血-回输血法，应用磁珠分离造血干细胞技术在成体羊外周血中分离猪的“扩增造血干细胞”，应用抗宿主细胞的单克隆抗体加补体清除宿主细胞。②观察是否每次都能够在成体羊外周血中分离得到，足够多的猪的“扩增造血干细胞”。③检测分离得到的猪的“扩增造血干细胞”的端粒长度，是否与植入胎羊的猪的胎肝细胞的端粒长度相似。④获取成体羊拥有猪肝细胞嵌合体的肝脏，检测嵌合体的肝脏中拥有猪肝细胞的百分率。

5. ①把每次从成体羊外周血中分离获得的足够多的猪的“扩增造血干细胞”，分别实施针对同胞猪“扩增造血干细胞”移植：供者、受者MHC遗传基因型2个单倍体相同的“扩增造血干细胞”移植动物模型实验，供者、受者MHC遗传基因型1个单倍体相同的“扩增造血干细胞”移植动物模型实验，供者、受者MHC遗传基因型不相同的“扩增造血干细胞”移植动物模型实验。②观察实施“扩增造血干细胞”移植：供者、受者MHC遗传基因型2个单倍体相同的“扩增造血干细胞”移植的移植成功率、生存时间，供者、受者MHC遗传基因型1个单倍体相同的“扩增造血干细胞”移植的移植成功率、生存时间，供者、受者MHC遗传基因型不相同的“扩增造血干细胞”移植的移植成功率、生存时间。③为应用人的造血干细胞植入胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，在成体动物外周血中将能够（通过每年实施多次造血干细胞动员）分离得到，可供实施多位具有相同HLA移植配型、或HLA移植配型只有几个位点差异的临床人体造血干细胞移植的，足够多的人的“扩增造血干细胞”；可以实施临床人体“扩增造血干细胞”移植治疗试验——常规治疗，提供相关动物模型实验科学依据。

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6. ①把获取成体羊拥有猪肝细胞嵌合体的异种肝脏，实施针对猪致死性的急性肝衰竭动物模型的，暂时性的猪肝细胞嵌合体的动物肝脏辅助移植、或背驮肝脏移植支持治疗实验。②观察应用拥有猪肝细胞嵌合体的异种动物肝脏移植，将可以维持猪致死性的急性肝衰竭动物模型的最长生存时间。③在可以维持猪致死性的急性肝衰竭动物模型的生存时间内，再应用猪的肝脏实施二次移植手术。④为应用拥有人肝细胞嵌合体的异种动物肝脏，将能够被临床应用于实施更好的紧急救治发生致死性的暴发性肝衰竭患者的：应用拥有人肝细胞嵌合体的异种动物肝脏，实施较长时间体外持续灌流支持治疗（ECLP），而有可能使发生致死性的暴发性肝衰竭患者受到严重损伤的肝脏得到再生-恢复；或应用拥有人肝细胞嵌合体的异种动物肝脏，实施暂时性的人肝细胞嵌合体的异种动物肝脏辅助移植、或背驮肝脏移植支持治疗，将可以较长时间维持发生致死性的暴发性肝衰竭患者的生存时间，使其有机会等待到拯救其生命的人的肝脏实施再移植手术；提供相关动物模型实验科学依据。

7. ①把每次从成体羊外周血中分离获得的猪的“扩增造血干细胞”，实施针对同胞猪供者、受者MHC遗传基因型不相同的“扩增造血干细胞”移植；6~12个月后，再实施供者、受者MHC遗传基因型2个单倍体相同的“扩增造血干细胞”二次移植动物模型实验。②观察模型动物的长期生存时间。③为应用人的造血干细胞植入胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，在成体动物外周血中将能够（通过每年实施多次造血干细胞动员）分离得到，可供实施多位具有相同HLA移植配型、或HLA移植配型只有几个位点差异的临床人体造血干细胞移植的，足够多的人的“扩增造血干细胞”；可以首先针对血液肿瘤患者、或某些种实体恶性肿瘤患者实施，HLA移植配型拥有多个点差异临床人体“扩增造血干细胞”移植治疗试验——常规治疗，6~12个月后，再实施HLA移植配型相同的临床人体“扩增造血干细胞”二移植治疗试验——常规治疗，将可以依靠GVDH和GVL的作用，更有效杀灭患者体内可能残存的血液肿瘤干细胞、或残存肿瘤细胞，而能够很有效的减少血液肿瘤患者、某些种实体恶性肿瘤患者的肿瘤复发率，提高患者的存活时间、远期存活率，提供相关动物模型实验科学依据。

8.①分离灵长目动物恒河猴或狒狒的脐血造血干细胞，检测分离得到的恒河猴或狒狒的造血干细胞的端粒长度；把分离得到的恒河猴或狒狒的造血干细胞植入胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，每年实施多次造血干细胞动员，采用循环采血-回输血法，应用磁珠分离造血干细胞技术在成体动物外周血中分离恒河猴或狒狒的“扩增造血干细胞”，应用抗宿主细胞的单克隆抗体加补体清除宿主细胞。②观察是否每次都能够在成体动物外周血中分离得到，足够多的恒河猴或狒狒的“扩增造血干细胞”。③检测分离得到的恒河猴或狒狒的“扩增造血干细胞”的端粒长度，是否与植入胎羊或胎猪的恒河猴或狒狒的脐血造血干细胞的端粒长度相似。

9. ①把从成体羊或猪外周血中分离获得的，足够多的恒河猴或狒狒的“扩增造血干细胞”，分别实施针对采脐血的恒河猴或狒狒自身、同胞恒河猴或狒狒、父本/母本恒河猴或狒狒的“扩增造血干细胞”移植：供者、受者MHC遗传基因型2个单倍体相同的“扩增造血干细胞”移植动物模型实验，供者、受者MHC遗传基因型1个单倍体相同的“扩增造血干细胞”移植动物模型实验，供者、受者MHC遗传基因型不相同的“扩增造血干细胞”移植动物模型实验。②观察实施“扩增造血干细胞”移植：供者、受者MHC遗传基因型2个单倍体相同的“扩增造血干细胞”移植的移植成功率、生存时间，供者、受者MHC遗传基因型1个单倍体相同的“扩增造血干细胞”移植的移植成功率、生存时间，供者、受者MHC遗传基因型不相同的“扩增造血干细胞”移植的移植成功率、生存时间。③为应用人的造血干细胞植入胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，在成体动物外周血中将能够（通过每年实施多次造血干细胞动员）分离得到，可供实施多位具有相同HLA移植配型、或HLA移植配型只有几个位点差异的临床人体造血干细胞移植的，足够多的人的“扩增造血干细胞”；可以实施临床人体“扩增造血干细胞”移植治疗试验——常规治疗，提供与人类生命机制接近灵长目动物模型相关实验科学依据。

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10. ①把实施上述动物模型实验取得的综合科学研究成果，应用于指导临床人体造血干细胞移植治疗试验——常规治疗。②在美国、欧盟、日本等世界经济发达国家向社会号召捐献脐血-胎盘血，建立几个世界级的超大型百万人份的脐血-胎盘血造血干细胞库。③回顾近四十年来曾经实施过、或需要实施骨髓-造血干细胞移植患者的HLA位点检测配型，需求率高的10万种HLA位点检测配型；对具有需求率高的10万种HLA位点检测配型的脐血-胎盘血造血干细胞，实施植入没有异源病原体感染的胎羊或胎猪，在出生后生长为成体动物的生存期内，每年实施几次造血干细胞动员，采用循环采血-回输血法，应用磁珠分离造血干细胞技术在成体动物外周血中分离人的“扩增造血干细胞”，生产能够供给80kg体重、20人份成功实施移植的“扩增造血干细胞”；首先建立需求率高的10万种HLA位点检测配型的、“扩增造血干细胞”储备库，逐渐扩大到具有100万种HLA位点检测配型的、“扩增造血干细胞”储备库。能够从根本上解决或基本解决造血干细胞来源匮乏等移植学难题。

讨论

造血干细胞来源匮乏，是移植学实验-试验科学研究，依赖实验生物学（还原论）简单科学认识（逻辑判断）思维、方法论、方法，所不能解决的现代生物学难题。

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开拓移植学的现代理论生物学(整体观)综合科学研究认识思维、方法论、方法，综合与移植学相关的各个不同生物科学研究领域——各个不同相关生物学科基础免疫学、分子生物遗传学、现代医学等的现代生物科学认识思维、方法论、方法；已经被科学界公认的生物科学理论，科学结论，细胞生物机制、免疫学机制，分子生物机制、免疫学机制，生物遗传进化、免疫系统遗传进化；移植学与相关生物学科在基础科学研究、实验-试验科学研究、临床科学研究等，各个不同方面已经取得的既有科学研究结果，为科学依据：总体全面缜密综合科学分析、论证，解决造血干细胞来源匮乏等移植学难题的生物机制；按照被科学界公认的循证医学科学研究实验方法，设计、实施：解决移植学难题的多个不同相关生物学科-跨生物学科的综合基础科学研究实验——指导临床人体试验方案。能够从根本上解决或基本解决造血干细胞来源匮乏等移植学难题。将是现代生物学科学研究，能够应用现代理论生物学(整体观)综合科学研究认识思维、方法论、方法，从根本上解决或基本解决一个，一直不能被现代生物学综合科学研究解决的重大难题——移植学难题，前所未有的重大科学研究突破！能够为现代生物学科学研究，解决某些一直不能被现代生物学综合科学研究解决的重大难题——肿瘤、糖尿病等，提供应用现代理论生物学(整体观)综合科学研究认识思维、方法论、方法的范例。

拥有极其巨大的现代医药生物工程科学研究实验-试验商业开发价值。

作者告知：有关于实施解决造血干细胞来源匮乏移植学难题的，人、猪、羊、狗、大鼠、豚鼠、兔、猫的动物模型实验方法，作者已经申请发明专利，发明专利申请号：200710163987.9/200710163988.3；请欲利用作者的解决移植学难题的科学原创思维，实施相关科学研究、及发表科学研究文章的学者-科学研究单位，能够事先与作者建立联系、取得作者的同意，以避免无意或有意发生的科学剽窃事件。