造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSCs)是一类多能干细胞, 位于特殊的造血微环境, 主要存在于骨髓、脐带、外周血中。

其能自我更新和多向分化为各种功能的血细胞, 维持血液系统的建立和动态平衡。

造血干细胞的这些重要特性及造血干细胞移植在临床上的广泛应用, 结合基因治疗和基因编辑技术的进步, 使得基于造血干细胞治疗多种血液疾病和免疫疾病的临床研究在近年来取得了很大的进展。

造血干细胞(HSCs)作为成体干细胞, 位于造血系统级联的顶端, 存在于脐带血、外周血和成年人骨髓中, 数量少, 是一群具有自我更新能力和全能性的细胞, 能分化为各种类型的造血祖细胞, 进而分化产生不同谱系的骨髓和淋巴样血细胞。

造血干细胞是一群具有自我更新能力和多向分化潜能的多能干细胞, 不仅能维持自身状态和功能的稳定, 而且也能分化为不同类型的造血祖细胞, 进一步分化为各种谱系的功能血细胞类型。MP: 多能祖细胞; MEP: 红/巨核细胞祖细胞; CMP: 共同髓系祖细胞; CLP: 共同淋巴样祖细胞; MacP: 巨噬细胞祖细胞; GP: 粒细胞祖细胞; MkP: 巨核细胞祖细胞; DC: 树突状细胞; EP: 红细胞祖细胞; GMP: 粒细胞/巨噬细胞祖细胞。

造血干细胞的特点：

造血干细胞是一种可用于移植的成体干细胞。

自从基因治疗的概念提出以来, 造血干细胞一直被认为是最理想、最有发展前景的靶细胞。对一些单基因遗传病, 在HSC中表达一个正常基因的副本为永久治愈疾病提供了机会。

20世纪90年代早期,基因治疗开始以T淋巴细胞基因工程和HSC为先导，治疗遗传性ADA缺乏联合重症免疫缺陷综合征。

收集病人骨髓或动员的外周血细胞, 分离CD34 + 造血干细胞进行体外慢病毒导入或基因编辑, 随后回输给病人进行造血重建, 从而纠正基因突变以及治疗疾病。

后来, 基因治疗在免疫缺陷疾病及先天疾病(包括代谢性神经根型疾病和血红蛋白病)中也取得了进展。

嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cell, CAR-T)疗法是一种通过T细胞基因改造实现肿瘤靶向杀伤的免疫治疗技术。与传统移植技术相比, 不存在供源问题, 且无GVHD风险, 极具应用前景。

然而, CAR-T疗法仍有需要克服的难题, 就目前所开展的临床试验来看, CAR-T细胞在体内的存续时间不如移植中完全嵌合的供者细胞持久, 一旦失去CAR-T细胞对肿瘤细胞的杀伤作用, 原发病就有可能卷土重来。

综合HSCT（造血干细胞移植）与CAR-T治疗各自的优缺点, 将二者进行联合或可扬长避短。实验数据显示，HSCT联合CAR-T治疗则可提高抗肿瘤靶向性, 降低复发率和不良反应及GVHD发生率。

对自体和异体HSCT临床疗效生物学机制的理解也启发了这些可应用于除了肿瘤学和遗传疾病更广泛的领域， 其中一个范例是联合HSCT诱导实体器官移植的耐受性。

早期肝移植研究表明, 造血微嵌合体存在与移植物的免疫耐受有关，支持同一供者的HSCT能够促进供体特异耐受的假设。这一方法在活体内肾移植中得到了成功验证。

因此, 将Auto-HSCT（自体造血干细胞移植）应用在实体器官移植中也是值得探索的领域和方向。

造血干细胞的衰老会引起自我更新能力下降、归巢能力降低以及向血液细胞的分化能力下降, 包括免疫系统功能下降、贫血、患白血病几率增加等。

研究表明, HSCs衰老是由DNA损伤、活性氧（ROS）增多、表观遗传变化、极性丧失以及细胞外源性因子包括源于HSCs niche的细胞因子和趋化因子所引起的。

虽然造血干细胞会随着时间衰老，但我们可以在其年轻、健康时存储起来以备不时之需。

从骨髓中提取造血干细胞既麻烦又痛苦；新生儿的一份脐带血仅供30kg以内的人群使用，大大限制了脐血的应用；因此，我们强烈建议存储胎盘造血干细胞。

胎盘中含有丰富的造血干细胞，可以分化形成各种血细胞，如红细胞、白细胞、血小板，可以说它是一切血细胞的“祖宗”，发挥着重要的造血功能。主要用于治疗血液系统疾病，如急性白血病、遗传性红细胞疾病、遗传性免疫系统疾病、地中海贫血等恶性血液疾病。

细胞疗法是过去十年医学领域最令人兴奋的创新之一, 它有潜力为预后较差疾病的各年龄的患者提供治疗方案。造血干细胞基础与临床研究的进展与突破, 使造血干细胞一直有可能在不远的将来实现质的跨越, 其应用将会更广泛, 疗效更好, 乃至发展为细胞治疗的全新模式。