病例报告：iPSC来源的细胞治疗，竟导致患者出现了更具侵袭性的肿瘤

“多潜能”：iPSC从“横空出世”到“前景广阔”

干细胞是一类具有无限或者永生自我更新能力的细胞，可以分化成任意细胞、组织或者器官。按照分化能力的不同，干细胞可以分为全能干细胞（totipotent stem cells, TotiSCs ）、多能干细胞（pluripotent stem cells, PSCs）和单能干细胞（unipotent stem cells, USCs）。

2006年，日本京都大学Shinya Yamanaka教授在Cell上率先报道了诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPSC）的研究。Shinya Yamanaka等[1]把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四种转录因子基因引入小鼠成纤维细胞，发现可诱导其发生转化，产生的细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、分化能力等方面都与胚胎干细胞高度相似。2012年10月8日，John B. Gurdon 与 Shinya Yamanaka 因iPSC技术获得诺贝尔生理学和医学奖。

近年来，包括iPSC在内的干细胞诱导相关的研究取得了许多重要进展。2022年4月，北京大学邓宏魁研究团队在国际学术期刊Nature志在线发表了题为“Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells”的研究论文，首次在国际上报道了使用化学小分子诱导人成体细胞转变为iPSC这一突破性研究成果[2]。此外，我们还介绍过清华大学丁胜团队首次实现体外化学诱导非生殖细胞获得全能干细胞的开创性工作[3]（见“Nature：突破！清华大学团队首次发现化学诱导全能干细胞的方法”）。

作为再生医学的“种子细胞”，iPSC因其独特的无限增殖能力和发育全能性，在细胞治疗、药物筛选和疾病模型等领域具有广泛的应用价值。取自患者自体的体细胞经诱导后成为iPSC，可分化成特定类型的体细胞从而逆转机体损失或疾病，同时避免了免疫排异、伦理学等问题。基于这一原理，针对帕金森、糖尿病和癌症等多种疾病的iPSC细胞治疗临床试验已经开展。

一例iPSC来源细胞治疗糖尿病导致畸胎瘤的病例报告

然而，iPSC临床前研究逐渐发现了这一技术仍然存在风险，最主要的问题是致瘤性、免疫原性和异质性。2022年3月，云南省肿瘤医院研究人员在Stem cells and development杂志报告了一例在外院接受iPSC衍生细胞治疗后出现不成熟畸胎瘤的病例，且该畸胎瘤比一般的畸胎瘤更具侵袭性[4]。

糖尿病的发病机制包括分泌胰岛素的β细胞破坏或胰岛素抵抗，导致机体胰岛素水平绝对不足或相对不足。患者短期极其出现反复、严重的低血糖发作，导致生活质量和预后恶化。远期则可因糖尿病并发症导致如脑血管、心血管、肾脏和眼底病变，威胁生命安全。胰岛移植是一种较为理想的治疗方法，但由于供体短缺、免疫排斥等问题，无法满足大多数糖尿病患者的需要。利用iPSC产生胰腺β细胞治疗糖尿病，也被称为糖尿病干细胞治疗，有望解决这一难题。

本报告中，该患者在另一家医院接受了iPSC来源细胞治疗糖尿病，就诊于该医院的软组织肉瘤中心。患者此前在左上臂三角肌接受了胰岛β细胞注射，β细胞由自体iPSC分化而来。两个月后，患者注射区域发现一个肿块且伴腋窝淋巴结肿大。

影像学证据表明，该肿瘤与典型的未成熟畸胎瘤不同，以生长速度快、局部淋巴结转移为特点。磁共振成像显示肿瘤不均匀强化，血液供应丰富。

对切除的肿瘤进行组织病理检查，可见未成熟的内胚层、中胚层和外胚层组织，由骨、软骨、血管和腺样组织组成，细胞异型性比典型的畸胎瘤更多。免疫荧光法检测肿瘤细胞中OCT4和SOX2（均为iPSC的特异分子标志物），染色均为阳性，而对胰岛素的染色则为阴性，说明注射入患者体内的细胞呈现未分化状态，也不具备分泌胰岛素的能力。

基因测序分析显示，肿瘤存在较多错义突变，但没有观察到异常的基因重排、缺陷或拷贝数的改变。结合该肿瘤对典型化疗方案的耐受性，作者认为该肿瘤比典型的畸胎瘤更具侵袭性，须密切关注和警惕 iPSC来源细胞治疗糖尿病后的畸胎瘤形成问题。

iPSC来源细胞治疗领域方兴未艾

细胞治疗成为中外研究者们关注的热门领域，也吸引了大量的资金和企业进入。目前，全球已经有几十种细胞治疗产品获批上市，用于治疗多种疾病。2019年年初，美国食品药品监督管理局FDA宣布了对未来细胞治疗的发展计划，预测到2025年这一领域每年将有10-20款新药获得批准[5]。2022年4月26日，中国国家药品监督管理局药品审评中心审批通过由呈诺再生医学科技有限公司研发的“异体内皮祖细胞（EPCs）注射液”（代号ALF201）的临床试验申请。这是国家药监局正式批准国内首款iPSC来源细胞药物获得临床默示许可，适应症为：拟用于治疗大动脉粥样硬化型急性缺血性卒中[6]。

尽管iPSC细胞疗法具有免疫原性低、无伦理问题等显著优势，但基于 iPSC 的细胞治疗具有致瘤性的潜在风险，这是其推广到临床过程中必须要跨越的障碍。

参考资料

[1] Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006 Aug 25;126(4):663-76. doi: 10.1016/j.cell.2006.07.024. Epub 2006 Aug 10. PMID: 16904174.

[2] Guan J, Wang G, Wang J, et al. Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells. Nature. 2022 May;605(7909):325-331. doi: 10.1038/s41586-022-04593-5. Epub 2022 Apr 13. PMID: 35418683.

[3] Hu Y, Yang Y, Tan P, Zhang Y, Han M, Yu J, Zhang X, Jia Z, Wang D, Li Y, Ma T, Liu K, Ding S. Induction of mouse totipotent stem cells by a defined chemical cocktail. Nature. 2022 Jun 21. doi: 10.1038/s41586-022-04967-9. Epub ahead of print. PMID: 35728625.

[4] Han L, He H, Yang Y, et al. Distinctive Clinical and Pathologic Features of Immature Teratomas Arising from Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Beta Cell Injection in a Diabetes Patient. Stem Cells Dev. 2022;31(5-6):97-101. doi:10.1089/scd.2021.0255

[5] FDA: Market access of cellular and gene therapy products in the US and EU.

[6]https://www.cde.org.cn/main/xxgk/listpage/369ac7cfeb67c6000c33f85e6f374044.