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《自然》新研究再掀iPSC免疫原性争议

来自日本的研究团队利用重编程小鼠干细胞生成皮肤和骨髓组织,并将其移植到基因相同的小鼠体内,证实这些细胞不会引发强烈的免疫反应。该成果于1月9日发表在《自然》杂志上,为诱导多能干细胞(iPSCs)的临床应用提供了积极证据。

2011年,同样发表于《自然》的一项研究曾指出,iPSCs可能遭受免疫系统排斥,即使移植到供体自身也会引发免疫攻击,这引发了对其治疗前景的质疑。两项矛盾的研究结果使学界难以判断iPSCs是否真的能避免免疫排斥。加州大学戴维斯分校的细胞生物学家Paul Knoepfler(未参与新研究)认为,新结果“非常令人鼓舞,强有力地表明未来将人类iPSC治疗回输给同一患者,或许不会引发临床显著的免疫反应。”

iPSCs由日本京都大学和Gladstone研究所的山中伸弥于2006年首次生成,他因此获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。该技术可将成体细胞重编程至干细胞样状态,为培育定制组织提供了新途径,同时避免了胚胎干细胞(ESCs)的伦理问题。理论上,由于iPSCs来源于患者自身组织,移植回相同个体应不会引发免疫排斥。

然而,2011年加州大学圣地亚哥分校的徐洋教授团队驳斥了这一假设。他们利用小鼠皮肤细胞生成iPSCs并移植到基因相同的小鼠体内,发现iPSCs无法形成畸胎瘤,因为受到了白细胞攻击而被排斥。这一结果引发了对iPSCs医学应用的担忧。

日本国立放射学研究所的Masumi Abe团队对此持怀疑态度。他们用更多iPSCs和ESCs细胞系重复实验,发现当移植到基因相同的小鼠体内时,两者同样能形成畸胎瘤,且无免疫排斥迹象。Abe还指出,将焦点放在畸胎瘤上可能不妥,因为畸胎瘤本身是肿瘤,会引发免疫反应,且与临床无关——临床应用中,iPSCs会先分化为其他细胞类型。因此,评估分化细胞的免疫原性更为重要。

Abe团队将iPSCs或ESCs与小鼠胚胎融合,形成嵌合体小鼠,然后从这些动物身上获取皮肤和骨髓组织,移植到基因相同的小鼠体内。结果显示,来自iPSCs和ESCs的移植物在2个月后均存活良好,表明iPSCs触发的免疫反应极其微小。骨髓移植物同样成功重建了遭受致命辐射小鼠的骨髓。

尽管结果令人鼓舞,但Abe的嵌合体技术受到质疑。徐洋认为该方法“有缺陷”——嵌合体小鼠的免疫系统可能已对iPSCs来源的细胞产生耐受,这或许解释了移植成功的原因,但临床上无法复制。人类iPSCs通常在实验室培养物中分化为特化细胞,而非通过嵌合体途径。Knoepfler指出:“这一区别非常重要,因为实验室培养的细胞可能具有较高的内在免疫原性。”

牛津大学干细胞研究所联合主任Paul Fairchild认为,技术差异可解释Abe和徐洋的矛盾结果。徐洋团队发现,成体细胞重编程为iPSCs会促进Zg16和Hormad1基因表达,这些基因是免疫系统的靶标。但在Abe的嵌合小鼠中,未观察到这种增高。Fairchild说:“通过生成iPSC源性小鼠,Abe团队可能无意中绕开了免疫排斥问题,因为在正常发育过程中,这些基因更可能被适当沉默。”由于人类iPSCs必须在人工条件下分化,他补充道:“我认为,iPSC分化产物是否具有免疫原性,争议还将持续。”

(责任编辑:泉水)