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加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现，两种最常用的干细胞疗法（经常交替使用）实际上包含完全不同类型的细胞。该研究结果挑战了骨科干细胞疗法中当前的“单细胞治愈所有疾病”模式，并强调在可注射干细胞疗法上市供患者使用之前，需要对其进行更明智和更严格的鉴定。
研究人员分析了从同一受试者身上采集的自体骨髓抽吸浓缩物 (BMAC) 和脂肪来源的基质血管部分 (ADSVF) 的细胞群。该研究于2024 年 7 月 12 日发表在《科学进展》上。
这两种干细胞疗法有许多相似之处：都是来自患者自身细胞（BMAC 中的骨髓和 ADSVF 中的脂肪组织）的注射疗法，并且都被认为含有间充质干细胞/基质细胞(MSCs)，这些细胞可以分化为肌肉、骨骼和其他结缔组织。
由于其相似性，这两种疗法经常被宣传为可互换的“干细胞疗法”，用于治疗一系列肌肉骨骼和皮肤疾病，尤其是职业运动员。然而，迄今为止很少有研究试图描述这两种疗法的成分和潜在生物学。
研究人员表示，由于缺乏足够的信息，无法对这些疗法的理想剂量进行严格的临床研究，而且，这将导致在价值 119 亿美元的干细胞产业的营销中出现错误信息。
图1：美国干细胞市场2020-2030年按产品分类的规模
为了填补这一空白，研究人员分析了62个 BMAC 细胞群和57个 ADSVF 细胞群，创建了一个细胞图谱，详细说明了每种疗法中存在哪些类型的细胞、这些细胞中活跃的基因以及存在哪些蛋白质。
骨髓和脂肪组织取自相同的 21 名参与者。骨髓被离心成临床级且可立即注射的 BMAC，ADSVF 则通过酶法从脂肪中释放出来。两种组织均被分离用于流式细胞术、单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 和蛋白质组学分析 (图2A)
图2:研究概述和先前的流式细胞术标准，用于量化治疗性BMAC 和脂肪制剂中的MSCs。
首先，研究小组尝试使用之前推荐的临床实践标准 量化这些治疗组织中的MSC剂量。按照国际细胞治疗协会 (ISCT) 和国际脂肪治疗联合会(IFATS)的定义，BMAC-MSC 的流式细胞术标记物为 CD73+ CD90+ CD105+ CD14− CD19− CD34− CD45− HLA-DR−，ADSVF-MSC的标记物为 CD34+ CD31− CD45− CD235a−（可选标记添加包括CD13+ CD73+ CD90+ CD105+）。
在 BMAC（图2B）中，使用这些流式细胞术标记物定义，每个患者样本仅有3.5个细胞（0.0002%）被定义为MSC。该比率太低，无法通过流式细胞术可靠地检测到群体，该群体包含各种大小和粒径的细胞；因此，研究小组得出结论，这些细胞不太可能都是 MSC，而是假阳性（图2Bv）。
他们的图谱显示，BMAC 制剂中的 MSC 浓度极低，总体而言，两种疗法中没有可比的“干细胞”类型。事实上，这两种治疗方法的成分非常不同；BMAC 主要由红细胞和白细胞组成，而 ADSVF 主要由结缔组织细胞组成。
此外，脂肪制剂比 BMAC 更具异质性（图3B）。1077种蛋白质中有410种（38.1%）仅在BMAC中检测到，1874种蛋白质中有1207种（64.4%）是脂肪特有的（图3、C和D）。
图3:BMAC和脂肪的蛋白质组学分析
白细胞介素6 (IL-6)、肿瘤坏死因子-α (TNFA)、血管内皮生长因子 (VEGF)、肝细胞生长因子 (HGF)、白血病抑制因子 (LIF)、KIT、胰岛素样生长因子1 (IGF-1) 以及其他通常与 BMAC、ADSVF 和 MSCs 的再生分泌组相关的生长因子和细胞因子要么不存在，要么浓度不足以通过质谱法检测到，这使得两种疗法的作用机制和整体疗效受到质疑。
除了为研究人员提供丰富的资源外，研究结果还表明，BMAC 和 ADSVF 等生物疗法中的活性成分需要更彻底地定义。
总体而言，加州大学圣地亚哥分校的研究小组比较了从同一个体获得的两种最常见的临床细胞制剂，并确定和对比了它们的细胞和蛋白质构成的差异。该研究提供了62个BMAC 和57个ADSVF细胞（亚）群、它们各自的单细胞转录组以及临床级 BMAC 和脂肪制剂的蛋白质组的详细量化数据。
BMAC 和 ADSVF 都被交替作为干细胞治疗多种疾病的疗法进行营销。在宣传自体干细胞治疗的企业中，61% 的企业宣传自体脂肪干细胞干预，48% 的企业宣传他们所描述的从骨髓获得的自体干细胞，4%的企业宣传从外周血获得的干细胞。脂肪干细胞最常使用形容词“脂肪”来指代，但有些公司使用“脂肪干细胞”等短语，而其他企业则宣传他们使用“基质血管部分”或“SVF”。骨髓干细胞有时也被称为“骨髓抽吸浓缩物”或“BMAC”，自体脂肪和骨髓干细胞的混合物是最常见的“联合干细胞疗法”。
图4:市场上销售的干细胞类型和状况
而本文中的这项新研究挑战了“一种细胞治愈所有疾病”的错误引导模式，因为：首先，在干细胞价值的前提下开展营销的细胞类别在转录图谱上证实彼此不相关；即，两种组织中不存在“一种治疗细胞”。这并不排除一个或多个细胞群（或它们的相互作用）在某些患者群体中具有再生潜力，但它促使在不同的可移植组织和条件下谨慎使用干细胞术语和营销。
其次，BMAC 中的 MSC 浓度（即使在完全 RBC 消化后）非常低，因此必须首先证明它具有治疗相关剂量，特别是对于移植为BMAC的>99%其他细胞而言。
研究小组还建议整个干细胞领域应该朝着更加标准化的细胞疗法发展，其中临床上必要的细胞剂量和蛋白质浓度已经得到仔细的量化。总之，本研究数据表明，源自最流行的间充质库 BMAC 和 ADSVF 的细胞制剂主要分别是 T 细胞/单核细胞/红细胞和成纤维细胞/内皮细胞注射液。
此外，临床制备的两种注射液中均不存在转录分析确认的干细胞，它们似乎也不与培养扩增的 MSCs 相关，这意味着需要新的指南和临床黄金标准来定义和量化临床级 MSCs、ASCs 和其他潜在治疗细胞。需要更多的人体研究数据来确定注射后的体内功能，并阐明哪些患者群体或组织状态会从移植中受益。
编译：摩西 | 编辑：暖风
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