细胞生长、分裂和分化的过程可能很复杂。当细胞衰老或受损时，它们通常会死亡，新细胞会分裂并取代它们。然而，有时身体无法识别细胞变化，受损细胞会继续复制，DNA也会发生变化。DNA的变化会改变我们细胞的功能，因为它会影响我们体内蛋白质的构建方式。这些变化可能是遗传的，可能随着年龄的增长而发生，也可能是由环境因素引起的。
许多人类疾病都是由细胞功能不正常引起的。例如，在某些类型的癌症中，身体中的特定细胞在漫长的分化过程中被卡在某个地方，导致它们原本想要制造的细胞类型短缺。然后，身体试图通过让这些可能受损的细胞多次分裂来填补这一空白，以弥补这一短缺。这加剧了问题，因为组织中充满了无功能的细胞，这些细胞将接管正常的健康细胞以求生存。
3、细胞疗法的工作原理
细胞疗法是将一种或多种特定细胞类型移植到人体以治疗或预防疾病。许多细胞类型都有可能被改造并用于治疗。用细胞疗法治疗的常见疾病包括血液和骨髓癌、淋巴系统癌、浆细胞疾病以及其他影响人体产生健康细胞能力的疾病。
用于细胞治疗的细胞来源有两个地方：
自体细胞疗法是指从患者自身体内采集细胞：细胞被取出，在体外进行改造，然后将处理过的细胞送回体内。与使用捐赠细胞相比，使用患者自身的细胞不太可能引起免疫反应，但并不总是可行的选择。
同种异体细胞疗法是指所用的细胞来自患者以外的人：例如健康且相容（或匹配）的捐赠者。
在接受细胞疗法之前，患者可能需要进行一项称为“调理”的预处理，以降低免疫系统的活性，从而提高治疗成功率。调理通常是一种化疗，对身体的伤害极大。重要的是，医疗专业人员必须彻底解释治疗过程的所有方面，以确保患者充分理解。
基因修饰细胞疗法（或体外基因疗法）是基因疗法和细胞疗法的结合。它首先从体内移除患者自身的细胞。然后通过添加基因的工作副本或修改/编辑受影响的非功能性基因来治疗某些细胞类型。理想情况下，当将基因修饰回输给患者时，身体将继续产生经过修饰的成熟细胞。CART 细胞疗法只是其中一个例子，但其他获批的治疗方法包括使用慢病毒修饰的细胞，用于治疗诸如重症联合免疫缺陷症 (SCID) 和异染性脑白质营养不良症 (MLD) 等疾病。
4、细胞治疗的细胞类型
用于细胞疗法的细胞类型取决于所治疗的疾病以及对接受治疗的个体的预期效果。以下是几种常用的类型：
造血干细胞（也称为 HSC）：是一种多功能细胞，可以转化为人体所需的任何类型的血细胞，可以从外周血、骨髓或脐带血中提取。使用这些细胞进行治疗的目的是在血细胞或免疫细胞功能不正常的个体中建立健康的血细胞生成。造血干细胞移植 (HSCT)，有时也称为骨髓移植 (BMT)，用于治疗各种血癌和其他血液疾病。HSC 通常来自供体（同种异体），但在某些情况下可能会使用从患者自身（自体）采集的细胞。
免疫系统细胞：之所以被使用，是因为它们能够识别并杀死癌细胞。一种细胞疗法称为 CAR-T 细胞疗法，它通过向患者体内添加受体来修改患者体内的免疫细胞（称为 T 细胞）。当这些经过修改的细胞被送回患者体内时，它们会识别并杀死癌细胞。CAR-T 通常使用患者自身的细胞（自体细胞），但在某些情况下，也可能使用从供体（同种异体）收集的细胞。
同种异体细胞疗法：的一个目标是所谓的“现成”细胞疗法。这些细胞将来自一个或多个捐赠者，并大量制备或制造，理想情况下可以创造出一种可以服务于许多患者的治疗方法。一旦证明同种异体细胞疗法有效，就可以制造并随时提供给患者。
上皮干细胞：形成身体表面和内层的细胞 视网膜祖细胞上皮细胞是视网膜的干细胞。RPE 移植正在接受测试，以治愈致盲性视网膜疾病。 神经祖细胞是产生中枢神经系统各种细胞的细胞，包括大脑和脊髓，它们正在接受测试以修复脊髓或周围神经的创伤。 胰腺胰岛细胞是胰腺内的细胞群，可产生胰岛素，胰岛素是将葡萄糖（糖）转移到细胞中以产生能量所需的激素。功能良好的胰腺中的胰岛细胞含有产生代谢调节所需激素的细胞。胰岛移植是治疗 1 型糖尿病的有效方法，但不幸的是，移植后的效果不是永久的，而且胰岛的供应有限。 骨骼肌干细胞。肌肉干细胞是骨骼肌组织中的成体干细胞，可以自我更新并产生新的骨骼肌细胞。在健康的身体中，这些干细胞在肌肉损伤后被激活，以再生受损的肌肉组织。
二、神经再生医学
遗传代谢障碍疾病（IEMS）引起的脑损伤是影响患者健康与生活质量的重大障碍之一，以往研究表明，脑损伤修复再生是一个复杂过程，具有较高的难度，原因如下：（1）神经细胞，包括神经元，是高度分化的终末细胞，再生能力很低；（2）神经营养因子分泌不足，不能维持局部环境的稳态，导致受损神经系统无法修复；（3）损伤后，炎症因子和各种细胞因子分泌上调，抑制突触再生，加重缺氧缺血。神经再生障碍的主要原因是损伤处瘢痕形成，瘢痕可能作为物理和化学屏障，抑制神经再生，使突触的延伸和生长失调。因此，中枢神经系统损伤后的修复再生涉及神经营养因子的供应、轴突的再生、突触的可塑性、微环境等多种生理过程，其内在机制非常复杂。
神经再生涉及神经组织、细胞或细胞产物的再生或修复。神经再生机制可能包括新神经元、神经胶质细胞、轴突、髓鞘或突触的产生。周围神经系统(PNS) 和中枢神经系统(CNS) 的神经再生在所涉及的功能机制方面有所不同，特别是修复的程度和速度。当轴突受损时，远端节段会发生沃勒变性，失去髓鞘。近端节段可以通过细胞凋亡死亡或发生色素溶解反应，这是一种修复的尝试。在中枢神经系统中，当神经胶质足突侵入死亡的突触时，就会发生突触剥离。
神经病学家将神经系统分为两部分：中枢神经系统（由大脑和脊髓组成）和周围神经系统（由脑神经和脊神经及其相关神经节组成）。虽然周围神经系统具有内在的修复和再生能力，但中枢神经系统在大多数情况下无法自我修复和再生。目前尚无治疗方法可以恢复中枢神经系统损伤后的人类神经功能。目前人类对中枢神经系统再生的了解根本不够。此外，虽然周围神经系统具有再生能力，但仍需要进行大量研究以优化环境以最大程度地发挥再生潜力。神经再生具有重要的临床意义，因为它是许多疾病的发病机制的一部分。
1、神经祖细胞NPC
多年前，医学界们普遍认为中枢神经系统的损伤是无法修复的，神经元的丢失在很大程度上被视为一个不可逆转的过程。然而，神经祖细胞研究的重大进展已经改变了这些看法，现在看来，使用移植的祖细胞修复受损神经系统的合理方法已可行。
“干细胞”能够进行自我更新分裂，产生具有相同特性和潜力的其他干细胞，并分裂产生可分化为多种细胞类型的子细胞。干细胞可以是“多能前体细胞”，可产生生物体内的所有细胞类型，也可以是“多能前体细胞”，能够分化为一组细胞类型。胚泡内细胞团中的胚胎干细胞就是多能干细胞的一个例子。存在多种类型的多能干细胞，也可以称为“祖细胞”。胚胎层和每种特定组织（例如中枢神经系统 (CNS) 组织）都是由祖细胞的细胞分裂发育而来的。
“神经祖细胞 (NPC)” 是 CNS 的祖细胞，可产生许多（如果不是全部）构成 CNS 的神经胶质细胞和神经元细胞类型。NPC 不会产生 CNS 中也存在的非神经细胞，例如免疫系统细胞。NPC 存在于发育胚胎的 CNS 中，但也存在于新生儿和成熟成人大脑中，因此严格来说不是胚胎干细胞。“胚胎 NPC”可能最终产生“成人 NPC”，如大脑皮层。NPC的特征基于其在大脑中的位置、形态、基因表达谱、时间分布和功能。一般而言，胚胎NPC比成人大脑中的NPC更具潜力。NPC 可通过分化胚胎干细胞或“诱导性多能干细胞 (iPSC)”在体外产生。iPSC 来源于成体细胞，最常见的是成纤维细胞或血细胞，并被编程为类似胚胎的多能状态。
神经祖细胞在遗传性视网膜疾病的运用可以参考下列文章：
遗传性视网膜疾病IRD的未来疗法：基因治疗、基因编辑、无义抑制疗法、RNA疗法、神经保护剂、光遗传学、干细胞疗法
2、神经干细胞（NSC）
神经干细胞（NSC）是一类仅存在于中枢神经系统的多能干细胞，具有良好的自我更新潜能，能分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞，改善细胞微环境。利用NSC的再生潜能，已开发出多种治疗神经退行性疾病的方法。
细胞治疗是利用神经源性或非神经源性细胞来替代、修复或改善受损神经系统的功能，主要通过向系统内移植细胞来实现。干细胞移植疗法因其在神经修复和组织损伤中的再生能力，在治疗中枢神经系统疾病方面得到了广泛的应用。干细胞移植治疗脑部疾病的机制相似：改善局部微环境、促进血管发育、支持神经元再生、减轻炎症反应。其中 NSC 已被广泛应用并在脑部疾病治疗中具有独特的优势。
利用神经干细胞治疗脑部疾病的临床前研究已取得良好结果，而临床研究仍在进行中。但无论是动物模型实验还是体外研究均表明，神经干细胞可以被诱导和激活分化为神经元，从而替代丢失的神经元，改善局部微环境，促进血管发育，调节炎症反应，恢复脑内稳态。
3、干细胞基因治疗
将基因治疗的原理与干细胞的再生潜力相结合。干细胞是一种非凡的细胞，具有在体内分化成各种细胞类型的独特能力。这一非凡特性使它们在治疗遗传疾病和再生受损组织方面具有无价的价值。
在干细胞基因治疗中，治疗基因被引入干细胞，然后移植到患者体内。这种方法有几个优点。首先，干细胞提供了可再生的细胞来源，可以持续产生由引入的基因编码的治疗性蛋白质。这使得治疗基因能够长期表达，确保持续的治疗效果。
此外，干细胞具有出色的植入和整合能力，可植入患者组织。这种植入可使基因改造的干细胞替换或再生受损或功能失调的组织，为遗传疾病提供潜在的治疗方法。
此外，干细胞基因治疗为细胞疗法的发展提供了一条有希望的途径。通过利用干细胞的再生潜力并将其与治疗基因的靶向递送相结合，这种方法有可能彻底改变再生医学。
干细胞基因疗法对治疗各种遗传疾病有着巨大的前景。通过利用干细胞的再生能力和基因治疗的精准性，研究人员希望开发出创新而有效的治疗方法，治疗帕金森病、阿尔茨海默病、心脏病等多种疾病。
干细胞基因治疗比传统基因治疗方法有几个优势：
再生潜力：干细胞可以分化成多种类型的细胞，使其成为修复和再生组织的多功能工具。
长期表达：转基因干细胞能够持续生产治疗性蛋白质，保证持续的治疗效果。
植入：移植的干细胞可以整合到患者的组织中，从而可以替换或再生受损或功能失调的组织。
细胞治疗的潜力：干细胞基因治疗为创新细胞治疗的发展铺平了道路。
4、现阶段干细胞疗法的使用
目前，除了治疗各种血液癌症和特定的免疫疾病之外，干细胞疗法被确立为有效且安全的治疗方法的疾病很少。
目前，其他干细胞治疗仍处于实验阶段，尚未开始或完成临床试验或获得临床使用所需的批准。在其他干细胞治疗获得完全批准之前，它们必须经过严格的科学测试，以证明它们达到了预期的结果并且对患者是安全的。
未经证实的干细胞“疗法” 未经证实的干细胞“治疗”尚未经过严格、多步骤的临床试验过程的评估，因此尚未被证明是有效或安全的。目前，世界各地不道德的干细胞诊所和提供者正在销售和管理未经证实的干细胞“疗法”，这些疗法可能会造成身体、心理和/或经济伤害。
研究性干细胞治疗：在治疗获得批准之前，它被视为研究性治疗。“研究性治疗”是一个术语，用于描述正在临床试验中进行测试但尚未被批准有效和安全的干细胞治疗。为了证明有效和安全并获得适当的监管批准，干细胞治疗疾病的新用途必须通过受控临床试验进行严格的测试，由独立专家审查其科学价值，并得到伦理委员会的批准，以确保权利和参与者的福祉受到尊重。在新的治疗被认为有效和安全并获得批准之前，或者在被确定为无效或不安全之前，这个过程可能需要很多年的时间，并涉及许多步骤和多次迭代的测试。在正式批准之前，正在临床试验中进行测试的干细胞治疗被视为处于研究阶段。重要的是要明白，在临床试验中测试干细胞疗法并不能保证它将成为一种既定疗法。许多干细胞治疗，就像在临床试验中测试的药品一样，由于临床试验期间发现的问题或缺陷而未获得批准，也无法到达患者手中。
关于各类疗法的临床试验如何进行，可以查看往期文章：临床试验如何进行
三、遗传代谢障碍疾病IEMS与细胞疗法
1、遗传代谢障碍疾病IEMS
IEM疾病任何年龄均可发病，可以从胎儿期至老年期间发病，常以1岁为界分为早发型和晚发型，晚发型的患者一般酶活性比早发型的高，所以晚发型疾病程度也会比早发型的轻微，但是目前有些晚发型的患者预后没早发型的好，因为早发型的患者有些出生足跟血时候能筛查出来，或者早期急性期发作在专业的一线城市儿科代谢医生的诊断下确诊疾病，早期诊断进行疾病管理或者手术干预（肝移植）大部分能有正常的发育情况，而晚发型的患者出生时候因为代谢能力好，很多足跟血筛查没能查到异常代谢物，往往儿童晚期或者成年期急性期发作，在临床诊断方面又面临很多曲折，导致无法确诊，不能第一时间确诊，导致有些晚发型患者急性期发作很大可能会致残致死。
晚发型IEM疾病神经系统的临床表现具有高度的异质性，主要表现为癫痫、认知功能减退、精神行为异常、急/慢性脊髓病、运动障碍、周围神经病及肌肉病，而且这部分患者多在首次发病前生长发育正常，所以极易被误诊为后天获得性疾病，如脑炎、脊髓炎或其他变性病。
如果有的IEM疾病因不能及时诊断，以及进行错误的治疗，就会加重患者疾病进程，导致患者致残致死。例如将尿素循环障碍UCD患者，急性期昏迷、谵妄、癫痫、呕吐等症状当脑炎治疗，并进行皮质类固醇与大剂量丙球蛋白静脉注射等错误治疗方法，造成患者脑水肿脑损伤。
更多关于遗传代谢障碍疾病IEMS的介绍可以查看往期文章：遗传代谢障碍疾病IEMs的诊断方法：遗传代谢组学检测
2、IEMS疾病与细胞疗法
IEMs的治疗目标是纠正代谢缺陷，主要治疗原则包括限制缺陷酶底物的摄入的饮食疗法、辅酶因子治疗、排氮剂促进毒性代谢产物排出、鸡尾酒疗法和肝移植疗法等。一大部分IEMs病种可防可控，若及早发现、正确干预，患者甚至可以无病健康生存。
遗传代谢障碍疾病（IEM）当下的治疗方法：
除了一部分类型IEM疾病可以肝移植根治，IEM的目前疗法都不是能治愈这类疾病的疗法，而且有的患者因为未能及时治疗出现脑损伤后遗症，因为脑损伤不可逆，就目前的疗法是不能治疗脑损伤的，未来疗法主要探讨的是治愈性疗法：基因疗法、酶替代疗法、干细胞疗法等，其中基因疗法与酶替代疗法可以根治患者这类代谢障碍疾病，干细胞疗法可以修复人体神经（脑神经与肌肉神经等），对于IEM疾病引起的患者脑损伤，需要先治疗原发性IEM疾病，才能针对患者的脑损伤进行下一步修复。
这些未来疗法的配合治疗，可以将改变患者目前的医疗困境，此类疗法目前大部分在研发阶段，相信不久的将来会临床应用于患者治疗，现阶段患者需要管理好疾病与营养，等待医疗进步的那一天。
本文参考：
Zhao, L., Liu, J. W., Shi, H. Y., & Ma, Y. M. (2021). Neural stem cell therapy for brain disease. World journal of stem cells, 13(9), 1278–1292. https://doi.org/10.4252/wjsc.v13.i9.1278
Martínez-Cerdeño, V., & Noctor, S. C. (2018). Neural Progenitor Cell Terminology. Frontiers in neuroanatomy, 12, 104. https://doi.org/10.3389/fnana.2018.00104
遗传代谢诊断检测：血尿串联质谱、血气、乳酸、血氨、肝肾功能等
自闭症、脑瘫、癫痫、精神异常、抑郁症、智力障碍等神经异常疾病
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