干细胞递送途径详析：为什么静脉回输最受青睐？

干细胞递送途径详析：为什么静脉回输最受青睐？

干细胞疗法是现代医学领域的重要突破，而干细胞的递送途径直接影响其治疗效果。静脉回输和局部注射是目前最常用的两种递送方式，它们各有优劣。本文将为您详细解析这两种方式的特点和应用场景。

“注射”是再日常不过的药物递送手段——我们可以往身体输送生理盐水、疫苗、肾上腺素防治疾病，甚至连前沿干细胞疗法在很多时候采用的也是这种方式。

1656年，克里斯托弗·雷恩给狗进行史上第一次静脉注射

干细胞疗法是现代细胞生物疗法的重要组成部分。它涉及到在体外严格鉴定、分离、纯化人体多种组织中来源的细胞，进而获得临床应用所需的干细胞。随后，通过静脉注射或介入等方法将这些干细胞回输到人体内，修复受损的器官和组织。

不过让人疑惑的是，干细胞的注射途径在各大实验中不尽相同。

据《Stem Cells Translational Medicine》（影响因子：6）上一篇统计2014年-2018年间充质干细胞临床试验的文章提到：在914项研究中，明确提到的干细胞递送方式有8种（如下图）。按照具体类型又可分为：全身输注与局部输注。其中，静脉输注（IV）的使用量一骑绝尘，达到总量的43%。

全身输注包括：IV静脉输注和IA动脉注射；局部输注包括：IT鞘内注射/蛛网膜下腔注射，IAT关节腔内注射，IC心内注射，IM肌肉注射，IO骨髓腔注射，Implant植入

静脉注射为何最受青睐？

继细胞质量，回输数量，冻存方式之后，递送途径其实也是影响干细胞疗效的重要一环，关乎其进入体后的行为、起效时间及存活率等等，而之所以静脉输注最受青睐，首先离不开“安全”二字。

2023年，美国骨科和再生医学基金会对过往70项采用静脉输注间充质干细胞（MSC）的研究进行了回顾，他们发现：在这数千次静脉输注中，几乎没有报告与其使用相关的严重不良事件，并得出结论：正确地进行静脉输注干细胞于患者而言是安全的。

这样的结果科学家其实早有预见，毕竟相较一些动辄手术的输注法，只需扎破静脉的静脉输注本就是公认的侵入性最小，可重复性最强的递送方式。

其次，静脉输注后干细胞的存活率较高。

《EXPERT OPINION ON BIOLOGICAL THERAPY》期刊曾指出：全身输注能模拟自然细胞的运输过程，回输的细胞通常能够靠近氧气和营养丰富的血管，提高干细胞在体内的存活概率。

但人体结构何其精巧复杂，经过全身输注后干细胞真的能抵达受损部位吗？——当然可以，因为干细胞自带一套GPS定位系统，也就是“归巢效应”。

促进干细胞系统性归巢每一步的分子机制概述

具体而言，人体受伤或爆发炎症的部位会释放一种信号，而接受到该信号的G蛋白偶联趋化因子受体会激活干细胞表达VLA-4，促进干细胞向受损部位迁移。

与此同时，目标地也会派出“引导分子”VCAM-1在门口站岗，每当干细胞经过，VCAM-1就会“扣住”干细胞表达的VLA-4，指引它们前往目标位置（如心肌梗死区域、关节炎症部位等等）。

中国科学院在《Nature》上高清揭秘干细胞体内归巢全过程

这个目标位置可以不唯一。比如身体出现衰老、炎症这类全身性问题，或身体存在不止一处损伤时，可能会有多个部位同时释放着信号，此时，经过IV回输的干细胞会循着这些信号奔赴不同“战场”，对多处损伤产生增益作用。

所以总结来看，安全指数高、可重复性强、细胞存活率高，能准确奔赴全身受损部位——这些优势让静脉回输在一众回输法中脱颖而出，常用于神经系统疾病、移植物抗宿主病、肺病、炎症性肠病、肝脏疾病、糖尿病、皮肤疾病和肾脏疾病，是最为常见的回输方法。

局部注射与静脉注射相比有哪些特点？

关节腔（IAT）注射，心内（IC）注射等局部注射也在表格中占据了不少的分量，它们又有什么特点呢？

局部注射，是一种直接将干细胞递送到患病组织或靶器官(如鞘内、关节内或动脉流入的靶器官)的输注方式。它的优势非常明显——直达病灶，针对性强。因此局部输注在一些目标明确的试验中被广泛使用。

非系统性归巢与系统性归巢对比

比如我国研究者曾检索2022年9月之前PubMed、Web of Science等国外数据库，及中国知网（CNKI）等中文数据库中“利用干细胞治疗膝骨关节炎”的研究，经过筛选（除去动物实验、数据不足等研究）后共有16项研究入选，所用注射方式均为关节腔（IAT）注射。

值得一提的是：在接受治疗的875名患者中，研究者发现，关节腔输注脐带MSC能缓解膝关节疼痛、改善膝关节功能、减少患者创伤，且没有严重不良反应事件发生。

既然如此，为何局部输注没有越过IV输注成为常用榜单的第一名呢？

这其实与多个因素有关，首先很多患者要应对的并不是单一问题。比如体内同时存在组织损伤与炎症时，擅于1V1的局部输注就可能不是递送干细胞的最佳方式。

其次，局部输注的侵入性略高于静脉输注。比如肌肉注射，这种方式常伴随疼痛，而注射后若护理不当伤口可能继发感染。此外，反复使用肌肉注射也有导致肌肉局部硬结或局灶性肌病的风险。而在脑部和心脏问题中，为了将干细胞直接递送到这种较为深层的组织当中，患者通常要经历一场侵入性手术，而递送针头或导管也有可能会对心脏或大脑组织造成机械性损伤。

这些损伤还联系着“冲刷”效应，特别是心肌内注射（心外膜或心内膜），当细胞以液体介质注入心肌时，它们可能会通过比细胞直径大得多的针迹空隙“溜走”。更重要的是，心脏是一个会自动收缩的泵，周围心肌细胞的跳动会给予移植细胞们额外的压力，这也有概率导致干细胞从血管、淋巴管“出逃”。

除此以外，回输后干细胞存活率也受病灶部位氧气或营养是否充足，微环境是否恶劣等因素影响，恶劣的微环境可能影响细胞存活。

因此，局部输注可能不适用于所有情况，而鉴于目前两类输注的优缺点，通常来说，全身注射（静脉输注）更适合治疗涉及全身性疾病或多个部位的损伤，而局部注射更适用于单个和特定损伤，并需考虑损伤环境。

不过值得期待的是，随着干细胞研究的日益深入，科学界也在尝试提高干细胞输注后的归巢效率，比如磁引导、基因改造、细胞表面工程、靶组织修饰，以及体外培养激活等。我们也相信随着各类技术的成熟，干细胞疗法将能更高效而准确对抗疾病、延缓衰老，为全人类带去福音。