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器官移植领域相关研究进展一览

  1. 器官移植
  2. 盘点
  3. 进展

来源:本站原创 2019-05-23 05:20

2019年5月23日 讯 /生物谷BIOON/ --本期为大家带来的是器官移植领域的最新研究进展,希望读者朋友们能够喜欢。1. Science:重大进展!自体移植冷冻保存的青春期前睾丸组织可恢复猴子的生育力doi:10.1126/science.aav2914.三分之一的儿童癌症幸存者有可能因化疗或放疗而变得不能生育,并且鉴于他们的精子或卵子尚未发育成熟,因此当他们成年时,使用这些精子或卵子进行辅
2019年5月23日 讯 /生物谷BIOON/ --本期为大家带来的是器官移植领域的最新研究进展,希望读者朋友们能够喜欢。

1. Science:重大进展!自体移植冷冻保存的青春期前睾丸组织可恢复猴子的生育力

doi:10.1126/science.aav2914.

三分之一的儿童癌症幸存者有可能因化疗或放疗而变得不能生育,并且鉴于他们的精子或卵子尚未发育成熟,因此当他们成年时,使用这些精子或卵子进行辅助生殖是不可取的。如今,在一项新的研究中,来自美国匹兹堡大学和德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员报道在一种非人灵长类动物模型中,未成熟的睾丸组织可冷冻保存,在此后可用于恢复这种灵长类动物(即恒河猴)的生育能力。这一进展标志着下一代辅助生殖疗法发展的一个里程碑,并且为即将接受癌症治疗的青春期前的男孩提供了保留生育能力的希望。相关研究结果发表在2019年3月22日的Science期刊上,论文标题为“Autologous grafting of cryopreserved prepubertal rhesus testis produces sperm and offspring”。论文通讯作者为匹兹堡大学医学院的Kyle Orwig博士。


男孩不是天生就有成熟的精子。相反,青春期的荷尔蒙变化导致睾酮的增加,睾酮激活睾丸中的干细胞,从而开始产生精子。在青春期前的男孩,化疗、放疗或其他的医学治疗可杀死这些干细胞并导致永久性不育。

论文第一作者、匹兹堡大学医学院的Adetunji Fayomi博士说,“以前对非人类灵长类动物的研究已表明精子可通过冷冻的青春期前睾丸组织的自体移植产生,但是迄今为止产生健康的活后代的能力---任何生殖技术的金标准---一直未得到实现。”

在这项新的研究中,Orwig和他的团队开发出一种癌症幸存非人灵长类动物模型。在用化疗进行治疗之前,这些研究人员冷冻保存了这种动物的未成熟的睾丸组织。他们随后解冻这种组织的一部分并将它移植回到同一动物的皮肤下。

在8到12个月后,在这些动物进入青春期后,这些研究人员取出移植物并发现存在大量精子。他们将这些精子送给美国俄勒冈州健康与科学大学俄勒冈州国家灵长类动物研究中心的合作者,这些合作者能够产生可存活的胚胎,然后将这些精子移植到雌性非人灵长类动物受者中。

2018年4月,其中的一只雌性非人灵长类动物受者生下了一个健康的雌性后代,Orwig将其命名为“Grady”。

Fayomi说,“随着Grady的出生,我们能够提供理论验证,证实我们我们能够冷冻保存青春期前的睾丸组织,在之后用它来恢复成年时的生育能力。”

这些研究人员指出,与以前的研究相比,他们使用了一种不同的冷冻保存方案并移植了更大片的睾丸组织,从而可能有助于这项新的研究取得成功。

Orwig说,“我们在非人类灵长类动物中进行这些研究的原因在于我们认为这真地是进行临床转化的最后一步。通过产下一名健康的活产雌性后代,我们觉得这是一种准备在临床试验中进行测试的技术。”


2. Lancet Haematol:”半匹配“供体细胞骨髓移植竟然治愈血液疾病!

DOI: 10.1016/S2352-3026(19)30031-6

根据约翰霍普金斯大学研究人员的一项新研究,如果将接受骨髓移植的患者体内全身辐射量增加一倍,那么对于只有“半匹配”的供体细胞来说,植入率从仅约50%增加到接近100%。该研究结果于3月13日在线发表在《The Lancet Haematology》杂志上,可为患有严重和致命遗传性血液疾病(包括镰状细胞性贫血和β地中海贫血)的患者提供治愈的可能性。

“这些结果非常令人兴奋,因为我们接近镰状细胞和β地中海贫血的治愈率达到了90%,”约翰霍普金斯大学医学院医学和肿瘤学研究教授,该部门主任罗伯特布罗德斯基博士说。

镰状细胞病是一种存在很少有效治疗方法的恶性疾病,患者寿命通常不会超过40岁。骨髓移植可能治愈这种疾病,然而,由于排异反应的存在,这种治疗方法一直被谨慎使用。要想实施,则需要骨髓捐献者和受者的MHC分子类型完全匹配,如果没有完全匹配,接受者的身体会将捐赠细胞视为外来细胞并发动破坏性攻击。

然而现实是,在这类患者群体难以找到完全匹配的供体:不到15%的人存在具有完全匹配能力,同时没有导致镰状细胞病等遗传缺陷的兄弟姐妹。对此,约翰霍普金斯大学的研究人员开发了一项技术,允许患者接受只有一半匹配的亲属的移植手术,这一进展大大扩大了潜在捐赠者的数量,但由此产生的移植仅在大约50%的时间内用于生产健康的新鲜血液。

为了增加这些半匹配细胞的植入几率,Bolaños-Meade和他的同事测试了严重镰状细胞病和β地中海贫血患者骨髓移植的新方案,这两种相关血液疾病被称为由缺陷引起的血红蛋白病在相同的β-珠蛋白基因中。他们为该研究招募了17名患者:12名患有镰状细胞病,5名患有β地中海贫血,中位年龄为16岁。这些患者中的每一位都有一位亲属可以作为骨髓移植的半匹配 - 兄弟姐妹,母亲,父亲和一位阿姨。

与之前的方案一样,所有接受的化疗和全身照射剂量都可以在移植前降低对供体骨髓的免疫反应。新研究中的患者接受400 cGy,而不是接受200 centigray(cGy),在之前的方案中提供的低剂量辐射 - 仍然是相对少量的耐受良好的辐射。移植后,所有患者都接受了一剂环磷酰胺,这种药物已被证明对于避免可能致命的疾病至关重要,这种疾病被称为移植物抗宿主病,这种情况在半匹配时特别普遍。

在接下来的30,60,180和360天以及之后的一年中,研究人员对患者的血液进行了嵌合体测试,这些嵌合体是供体中存在的DNA量,表明成功移植已经发生。他们发现所有患者,除了患有镰状细胞病的患者,都已成功移植 - 这一比率明显高于之前的方案。尽管有五种患者发生了移植物抗宿主病,但这些患者的病情得到了解决。


在研究发表时,只有三名患者仍需要服用免疫抑制药物。成功植入的所有人都有极度减少或没有疾病症状 - 镰状细胞病患者不再有疼痛危机,这是他们病情的标志。同样,β地中海贫血患者不再依赖输血。

“这些最新发现增加了广泛且不断增长的证据支持半匹配骨髓移植的安全性和有效性,”约翰霍普金斯Kimmel癌症中心骨髓移植项目主任Richard Jones博士说。 “我们已经进行了超过1,000次半匹配的骨髓移植,我们的临床研究证明非常成功,其安全性和毒性与匹配的移植相当,因此必须为更多患者提供半同种移植作为治疗选择。”


3. JASN:新研究有助于缓解移植后出现的并发症

DOI: 10.1681/ASN.2018070777

新的研究可能有助于临床医生确定哪些患者在肾移植后通常出现的疾病有很高的移植失败风险。研究结果发表在即将出版的“美国肾脏病学会杂志”(JASN)上。

几十年前首次在移植肾中描述了一种称为移植肾小球病的病症,但其特征尚未得到充分表征。这种情况很常见,与预后不良有关,并影响移植肾的肾小球,这是由毛细血管组成的微小球状结构,参与血液过滤形成尿液。移植肾小球病影响5%至20%的肾移植受者,高达55%的高危人群,其一些特征存在于其他几个疾病过程中,使其诊断困难。

为了提供一些有效信息,Olivier Aubert等人对综合病理结果和临床,免疫学和结果数据进行了分析,以确定和描述不同类型的移植肾小球病患者。


通过将他们的数据驱动的机器学习方法应用于385名基于移植后活组织检查诊断患者的患者,研究人员确定了5组具有不同特征的患者,以及移植肾存活率方面的不同结果。该团队还为临床医生开发了一种易于使用的工具,使他们能够输入患者的临床,组织学和免疫学参数,将他们分类到适当的组并预测他们的健康结果。该工具可用于根据患者的移植失败风险对患者进行个性化治疗。

“我们的研究表明,我们可以如何查询具有相同疾病的患者的多级高度注释数据集,以区分具有不同移植器官存活特征的患者的不同特征,”Aubert博士说。

“所有患有特定疾病的患者都不相同,机器学习方法可以帮助我们识别患者群体中同种异体移植物丢失的不同风险特征,”Loupy博士补充说。


4. Tissue Engineering Part A:细胞疗法改善肾脏移植的需求

DOI: 10.1089/ten.TEA.2018.0371

维克森林再生医学研究所(WFIRM)的科学家们正在研究一种治疗慢性肾病的有希望的方法 - 使用治疗细胞再生受损组织。
通过利用人类羊水来源干细胞的独特特性,WFIRM科学家已经证明,这些细胞可能有助于在肾脏疾病的临床前模型中恢复器官功能。

“我们的研究结果表明,这种类型的干细胞可用作现成的通用细胞来源,可为患有这种慢性和衰弱性疾病的患者提供替代治疗策略,”作者说道。

研究结果最近在线发表在《Tissue Engineering Part A》杂志上。该论文是研究小组发表的关于治疗肾脏疾病治疗方法的系列文章之一。 WFIRM研究人员在世界范围内因其对组织和器官的3D生物打印的开创性研究而闻名,他们还以各种方式解决肾脏疾病和器官短缺问题。

他们是世界上第一个在2007年鉴定和鉴定羊水来源的干细胞并开发出分离和扩增细胞的技术。羊水来源的干细胞可用作通用细胞来源,因为它们具有成为不同细胞类型的能力以及抗炎能力,使其成为再生的潜在来源。与多能干细胞和成体干细胞不同,羊水来源的干细胞不太可能引起免疫系统反应。此外,与胚胎干细胞一样,它们的使用不会导致肿瘤或伦理问题的风险。



在这项研究中,研究人员发现羊水干细胞在临床前模型中注入患病肾脏,可以根据10周后测量的废物水平改善肾功能。活检结果显示,从血液中滤除废物的毛细血管簇损伤减少。

“我们的研究表明,羊水干细胞治疗对肾功能改善和结构恢复有积极作用,”作者说道。 肾脏疾病是一种全球性的公共卫生问题,可以表现为急性和慢性症状。根据国家肾脏基金会的数据,超过3000万美国成年人受到这种疾病的影响,还有数百万人有发病的风险。移植是恢复肾功能的唯一确定性治疗方法,但在排斥反应和终身免疫抑制方面也有其自身的挑战。捐助机构也不足以满足需求。

DOI: 10.1001/jamadermatol.2018.4660

一项由爱尔兰皇家外科学院(RCSI)研究人员领导的研究分析了肾移植病人患皮肤癌概率的模式,发现抗移植排斥药物与患皮肤癌风险增加有关。这项研究发表在《JAMA Dermatology》,是RCSI与爱尔兰国家癌症登记处和博蒙特医院的国家肾脏移植服务中心一起完成。

接受肾移植的病人患癌症的风险会增加,尤其是患皮肤癌的风险。这项研究发现当病人移植失败转为接受透析治疗时皮肤癌风险会降低,但是一旦再次接受移植,患癌风险就会增加。但是接受过移植的病人的患癌风险仍然比未接受肾移植的病人高。基于这种情况,这项研究表明患癌风险与抗移植排斥药物的使用和停止有关系。

“接受过多次肾移植的病人在肾移植失败期间患非黑色素瘤的概率会下降,但是仍然有上升的风险。癌症患病率的变化强调了我们需要在移植失败期间也要对病人进行防癌检查。”该研究领导作者、RCSI博蒙特医院肾脏学和肾移植科的Donal Sexton博士说道。



这项研究分析了3821名已故以及活着的肾移植病人的癌症发病率,其中3215个病人接受过一次肾移植,522人接受过两次,84人接受过3次。在病人第一次肾移植时,病人皮肤癌发病率比术前升高了15倍。当移植失败并重新接受透析时,皮肤癌患病率降低了一半;但是患病率仍然是术前的7倍。当他们接受第二次肾移植时,皮肤癌发病率升高到术前的12.8倍。

“我们的研究综合分析了接受过肾移植(一次或多次)的病人的癌症发病率的情况。但是这种分析回顾性的本质,使得我们很难获得暴露物、癌症发展和诊断的相关信息,这些在治疗期间都存在差异。”RCSI药学副教授Peter Conlon说道。


6. CJASN:仿制类免疫抑制剂能够降低器官移植术后治疗费用

DOI: 10.2215/CJN.10590918

根据在美国肾脏病学会临床杂志(CJASN)上发表的一项研究,免疫抑制药物仿制药的推出为器官移植患者带来了可观的成本节约。

接受器官移植的个体必须服用终身免疫抑制药物以防止免疫排斥。目前,保险公司Medicare为肾移植后的前3年提供免疫抑制药物的保险,患者在此之后可能面临大量的自费用药费用。

大约十年前,美国两种最常用的免疫抑制药物他克莫司和霉酚酸酯专利到期,有可能降低移植受者和付款人的成本。
为了研究仿制药上市对患者医疗成本的影响,作者等人评估了器官移植受体和保险公司相关成本的节省情况。该团队报告了平均年度Medicare 公司部分计划付款,部分低收入补贴计划的平均年度付款,以及患者对他克莫司和霉酚酸盐专利药和仿制药的平均年度自付费用。


研究人员研究了1987年至2013年间接受肾脏,肝脏或心脏移植的移植受者的免疫抑制药物费用。总体而言,两名患者的自费唱本均明显降低(63%)。未接受低收入补贴的患者节约成本达79%,接受补贴的患者为平均节约成本为44%-48%.

对于没有获得低收入补贴的移植接受者,研究人员观察到2008年至2013年期间每名患者每年平均自付费用减少1,000至1,750美元,具体取决于器官类型和药物。此外,研究人员观察到部分受益人之间的免疫抑制药物平均每年自付费用差异很大,这些受益人有资格获得Medicare低收入补贴,也没有资格获得Medicare低收入补贴。该调查结果表明,资源刚刚超过阈值以获得此补贴资格的受益人可能会面临相当大的财务压力。

Helmuth说:“关于移植受者免疫抑制药物普遍覆盖的辩论已经持续了30多年。” “我们相信这项研究将有助于为正在进行的关于移植后免疫抑制药物治疗的相关问题提供信息。”


自体的诱导多功能干细胞(induced pluripotent stem cells,ipsCs)是病人特异性的基于细胞的器官修复策略的一个无限的细胞来源。但是它们的产生以及接下来分化成为特殊的细胞或者组织需要细胞系特异性的操作成为了一个挑战,这个过程缓慢,使得这种方法无法用于急性疾病的治疗。

通过使用预先准备的异体细胞或者组织产品可以克服这个问题,但是人体对抗组织不兼容的异体细胞或者组织产生的强烈免疫反应使得这一方法很难成功实施。

而近日来自加州大学旧金山分校的科学家们首次使用CRISPR-Cas9基因编辑系统去创造出了第一个免疫系统“看不见的”多功能干细胞,这是一个生物工程壮举,这个方法在实验室的动物模型中成功地防止了干细胞移植的免疫排斥作用。由于这种通用的干细胞比病人个体化定制的干细胞更容易生产,因此这个方法让我们距离实现再生医学的终极目标更近了一步。

“科学家们一直在吹捧多功能干细胞的治疗潜力,这些细胞可以生长成为任何成年人组织,但是免疫系统是安全有效的干细胞疗法最大的障碍。”该研究领导作者、加州大学旧金山分校的心脏外科讲座教授Tobias Deuse博士说道。

为了让免疫系统无法识别这些干细胞,研究人员使用CRISPR-Cas9系统敲除了干细胞的主要组织相容性复合物(major histocompatibility complex,MHC)1和2对应的基因并使之高表达CD47,发现无论是小鼠还是人体来源的iPSCs都失去了免疫原性。这种无免疫原性的ipsCs可以维持它们的多功能干细胞的潜能以及分化的能力。

由无免疫原性的小鼠或者人ipsCs分化而来的内皮细胞、平滑肌细胞、心肌细胞都成功地避开了MHC完全不匹配的异体受体的免疫排斥作用,同时在不使用免疫抑制剂的情况下可以长期存活。这些发现表明这种无免疫原性的细胞移植物可以进一步开发用于通用的移植产品。(生物谷Bioon.com)

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