一项关于患者体内移植干细胞长期动态的新研究解释了年龄如何影响干细胞的存活和免疫多样性，这为使移植更安全、更成功提供了新的见解。这是首次科学家们追踪了移植后数十年内干细胞的变化，揭开了这一医学谜团的面纱。
这项研究由Wellcome Sanger研究所和苏黎世大学的研究人员合作进行，他们能够绘制出受者体内干细胞在移植后长达三十年的行为图谱，首次揭示了这些细胞的长期动态。该研究发表在《自然》杂志上，部分由英国癌症研究中心资助，结果显示，来自老年捐赠者的移植干细胞数量比年轻捐赠者少十倍。一些幸存的细胞还失去了产生多种血细胞的能力，这对强大的免疫系统至关重要。
全球每年有超过一百万人被诊断出患有血液癌症，包括白血病和淋巴瘤等疾病，这些疾病会阻碍患者的免疫系统正常工作。干细胞移植，也称为骨髓移植，通常是这些患者的唯一治愈选择。这种手术用捐赠者的健康干细胞替换患者受损的血细胞，从而重建患者的整个血液和免疫系统。仅在英国，每年就有超过2,000人接受这种手术。
尽管已经进行了50多年，但许多关于移植如何工作的基本问题仍然未解。虽然它们可以挽救生命，但结果差异很大，许多患者在多年后仍面临并发症。已知捐赠者的年龄会影响成功率，但移植后的细胞水平变化一直是个“黑箱”，直到现在。
在这项新研究中，Wellcome Sanger研究所和苏黎世大学的研究人员使用先进的基因组测序技术分析了10对捐赠者-受者兄弟姐妹在移植后长达31年的血液样本。通过分析捐赠者和受者干细胞一生中发生的突变，他们能够追踪有多少干细胞在移植过程中存活下来，并继续在患者体内产生新的血细胞，这是以前无法实现的。
研究团队发现，来自年轻捐赠者（20多岁和30多岁）的移植中，约有30,000个干细胞长期存活，而来自老年捐赠者的移植中只有1,000到3,000个干细胞存活。这一下降可能导致免疫力下降和更高的复发风险，这也解释了为什么年轻捐赠者通常会有更好的结果。他们还发现，移植过程会使受者的血液系统老化约10-15年，主要原因是干细胞多样性的降低。
令人惊讶的是，尽管移植过程对细胞造成了极大的压力，但干细胞在快速分裂重建患者血液时获得的新遗传突变很少。这挑战了之前关于移植期间高突变率的假设。该研究还确定了其他与捐赠者年龄无关的遗传因素，这些因素有助于某些干细胞在移植后茁壮成长。这些遗传优势可能有助于开发更好的治疗方法，使更广泛的患者群体受益于更安全、更有效的移植。
“当你接受移植时，就像给你的血液系统一个全新的开始，但这些干细胞实际上发生了什么？直到现在，我们只能引入细胞，然后监测血液计数以寻找恢复的迹象。但在这项研究中，我们追踪了一个单一样本数十年的变化，揭示了一些细胞群的消失，而另一些则占据主导地位，塑造了患者的血液系统。能够如此详细地理解这一过程是非常令人兴奋的。”Wellcome Sanger研究所的第一作者迈克尔·斯宾塞·查普曼博士说。
“研究表明，年龄不仅仅是一个数字——它是移植成功的重要因素。尽管造血干细胞系统随着时间的推移非常稳定，但年轻的捐赠者通常提供更大范围和更多样化的干细胞，这可能对患者的长期恢复至关重要。我们希望继续探索影响长期造血干细胞动态的其他因素，以优化供者选择和受者骨髓环境，实现最佳的长期干细胞功能。”苏黎世大学的资深作者马库斯·曼兹博士说。
“移植过程迫使血液和免疫细胞通过一种‘遗传瓶颈’。我们的新方法使我们能够更密切地研究这一瓶颈现象。我们发现，这一瓶颈为某些干细胞在受者体内的新环境中比其他干细胞更好地生存提供了多种不同的机会。我们认为，有可能找到使某些干细胞比其他干细胞更好地生存的基因——这些基因理论上可以用于改善移植过程。”Wellcome Sanger研究所的资深作者彼得·坎贝尔博士说。
“这项研究揭示了干细胞移植后数年乃至数十年细胞发生的变化的惊人细节。这些发现支持了Anthony Nolan自己的研究，表明捐赠者的年龄确实有影响，并强化了降低注册年龄至16岁的决定，以确保更多需要无关捐赠者的患者能够获得最佳的移植。像这样的研究对于继续改进移植并确保更多患者能够生存和繁荣至关重要。”Anthony Nolan的医疗官坦妮娅·德克斯特博士说。
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