道妙休云所得迟——MSC干细胞身份之谜

       小分子药物和蛋白质药物的运用，为人类健康有不可磨灭的巨大贡献。21世纪，随着老龄化人口规模的日益扩大，全球将面临日益繁重的器官衰竭、糖尿病、年龄相关性退行性疾病的治疗负担。而这类疾病，单靠现有化学药物已勉为其难，迫切需要通过组织类器官、干细胞疗法这类先进治疗药物产品(Advanced Therapy Medicinal Products, ATMPs）来恢复组织功能才能治愈。

       成体干细胞可促进受损组织的再生，减缓细胞退化为特征的退行性疾病进展。基于异体或自体干细胞及其衍生品治疗法，是现代医学领域的一项革命性前沿技术，为彻底治愈癌症、糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病、脊髓损伤及组织损伤等众多颇具挑战性疾病，提供了前所未有的机遇。

       目前，包括造血干细胞、间充质干细胞、诱导多能干细胞及胚胎干细胞在内的多种干细胞疗法临床试验呈现快速增长趋势，反映了人们将实验室技术发现转化为可行治疗方法的兴趣日益高涨。数据显示，“间充质干细胞（mesenchymal stem cell, MSC）”有关临床试验注册项目数量在干细胞治疗项目中的占比为17.5%，仅次于造血干细胞（Hematopoietic stem cell, HSC）的注册量。

       然而，2025年2月，国际细胞与基因治疗学会（International Society for Cell and Gene Therapy，ISCT）《基于Delphi法制定的间充质基质细胞共识定义及基于间充质基质细胞的治疗药物临床报告指南》 ^[1] 发布，宣告间充质基质细胞(mesenchymal stromal cells, MSCs)的定义和MSCs疗法临床报告技术标准的正式确立。新版“指南”核心要点之一，是建议今后在正式学术出版物中以“间充质基质细胞”取代已使用35年之久的旧术语“间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）”。

       事实上，从2005年《国际细胞治疗学会澄清MSC命名的立场声明》^[2] 、2006年《国际细胞治疗学会关于定义多能间充质基质细胞最低标准的立场声明》^[3] 和2019年《国际细胞与基因治疗学会间充质基质细胞委员会关于间充质干细胞与基质细胞命名的立场声明》 ^[4] 等一系列声明，再到2025年“指南”，ISCT一直倡导人们在科学活动中宜用“间充质基质细胞”而慎用“间充质干细胞”之名。

       新版“指南”公开发布已一年半，用“间充质干细胞”的人似乎依然热兴未减。PubMed期刊数据库中，在2025.3-2026.9期间上线、篇名冠以“Mesenchymal Stem Cell”的论文达759篇，其中322篇为2026年新作。就是说，尽管ISCT花费了21年苦口婆心地解释，但研究人员、期刊编辑内部，时至今日，对使用“间充质基质细胞”依然没有完全形成共识。

       沉舟侧畔千帆过，病树前头万木春。

       新“指南”出炉，不仅意味着近20年来一直被奉若圭臬的2006版MSC定义技术标准已不合时宜和使命终结，更代表科学界整体上对 “间充质干细胞”的生物效力（potency）和特性（properties）认识发生根本转变。

       那么，当初“间充质干细胞”的概念又因而何起，到底有无确实根据，而ISCT为何要特意淡化MSCs的干细胞身份属性？

一、间充质干细胞的发现过程与命名

       德国生物学家恩斯特•海克尔（Ernst Haeckel）最早用了术语“干细胞”来描述多细胞生物体的单细胞始祖。1909年，俄罗斯的亚历山大•马克西莫夫（Alexander Maximow）认为所有造血细胞都起源于干细胞，并提出了“造血干细胞学说（StemCell Theory of Haematopoiesis）” ^[5] 。

       1961年，加拿大安大略癌症研究所的詹姆斯•蒂尔（James Till）与欧内斯特•麦库洛克（Ernest McCulloch），在小鼠骨髓细胞移植实验中，发现一群骨髓细胞能在经致死剂量⁶⁰Co射线辐射处理丧失自身造血功能的小鼠造血器官脾脏中重新形成脾脏血细胞集落（spleen colonies） ^[6] ，这些集落的子代，还可在被移植到另一同样状态的小鼠脾脏后，重建全部造血细胞谱系 ^[7] 。这证明骨髓中存在能够自我更新且能多向分化的“造血干细胞”（Hemopoietic stem cell, HSC） ^[8] 。

HSC的发现使人们意识到，不仅是造血系统有干细胞，其他各组织可能也存在与HSC类似功能的“成体干细胞”。这一推测启发了科学家对胚胎干细胞研究。

       1981年，英国剑桥大学的马丁•伊文斯（Martin Evans）等成功从小鼠胚胎中分离出胚胎干细胞（EmbryonicStem Cells，ESC），并证明ESC的无限增殖与全能分化潜力。伊文斯因此而荣获2007年诺贝尔生理医学奖。小鼠ESC的成功实践促使科学界在1988年提出了“人类胚胎干细胞（human embryonic stem cell，hESC）”的概念。十年后，美国威斯康星大学的詹姆斯•汤姆森（James Thomson）等从人类胚胎内细胞团中分离出hESC，并实现在体外稳定培养。ESC实验技术突破，成为胚胎发育、遗传疾病研究跃进的引擎。

       但好景不长，ESC研究起步没几年，关于研究用早期胚胎是否应被视为“生命个体”这一伦理问题，在欧美社会掀起严肃而激烈的争论。美国NIH为此提出了对ESC研究的伦理审查框架，并在2001年颁布联邦行政令，限制联邦资金支持新的人体ESC研究项目，随后欧洲也开始对此加以限制。全球严苛的ESC监管环境，促使科学界探索ESC替代技术工具。间充质干细胞的研究应用，正是在这一背景下以ESC备胎身份驶入赛道的。

       HSC发现后不久，1968年，前苏联科学家亚历山大•弗里登施泰因(Alexander J. Friedenstein)等人在小鼠骨髓体内移植研究中发现，骨髓基质细胞中可能除HSC外，还存在有成骨分化潜力的未分化祖细胞 ^[9] 。利用同种异体骨髓移植后机体免疫排斥反应对异体来源血细胞的清除原理，在健康F1杂交小鼠肾被膜下移植同种异体(allogeneic)骨髓和半同源亲本(semisyngeneic parental)骨髓的成骨祖细胞（osteogenic precursor cells, OPC）移植实验，并以经放射源照射消除自身造血功能的杂交小鼠的半同源亲本骨髓OPC移植作为对照组。移植结果表明，骨髓中的OPC系和造血干细胞谱系相互独立，OPC系细胞可不依赖造血干细胞而独立成活、自我更新和实现成骨分化能力 ^[10] 。1974年，在体外培养的骨髓细胞群中，发现一类不同于造血细胞谱系悬浮生长而是贴壁生长的细胞。将这类细胞分离出来单独培养，可形成大量外观与成纤维细胞相似的集落，即“成纤维细胞样集落形成单位”(colony-forming unit-fibroblast, CFU-F)。通过体外连续传代，新形成的CFU-F依然保留形成骨髓造血基质组织的能力 ^[11] 。无论单个CFU-F集落还是混合CFU-F集落，经20–30次细胞群倍增再移植，仍具有成骨组织和软骨组织分化能力，显示出强大的体外增殖潜能。1987年，Friedenstein以“骨髓成骨干细胞”(Bone marrow osteogenic stem cells)命名CFU-F ^[12] 。骨髓成骨干细胞，即此后广为流传的骨髓间充质干细胞(Bone marrow-derived MSCs, BM-MSCs)，而贴壁培养分选法则成为间充质细胞标准工作范式。人们将可在塑料培养板上贴壁生长、体外条件下经 诱导可分化为成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞，即成骨，成软骨和成脂肪三系分化潜能，作为骨髓间充质干细胞的基本特征 ^[13-14]。

       继骨髓之后，从脂肪组织  ^[15] 、肺 ^[16] 、心脏 ^[17] 以及脐带血等人体围产期组织（包括胎盘、羊膜、脐带和脐带血） ^[18] 中又陆续找到了这种可贴壁、可增殖和多谱系分化的细胞。

       以往HSC实验应用中，研究人员先要从志愿捐献者体内反复多次采集骨髓（用量达到1升甚至更多）以分离到足够的原代HSC细胞，而此后大规模HSC培养扩增亦是困难重重。而BM-MSCs、脂肪组织间充质干细胞(adipose tissue-derived MSCs, AD-MSCs)、脐带间充质干细胞(Umbilical cord-derived MSCs, UC-MSCs)、胎盘间充质干细胞（placenta-derived MSCs, P-MSCs)等，分离简便，易于体外培养扩增，加之拥有神奇的多谱系细胞分化能力。MSCs问世后，长期饱受软骨骼组织/关节软骨修复、心肌梗死、中风修复、神经退行性疾病等疾病疗效困苦的医学界，仿佛迎来了希望的曙光，把MSCs视为未来组织工程、再生医学与临床细胞治疗方法的理想原料 ^[19] 。人们甚至设想，将MSCs经外源基因转染后，改造成新型细胞治疗和基因治疗载体 ^[13] 。

       大小鼠和人，骨髓、脾脏、淋巴结等造血组织，脂肪组织，血液，皮肤真皮，肌组织，血管及各种结缔组织，都起源于胚胎时期中胚层衍生的间充质(mesenchymal)结构。1991年，美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)骨骼研究中心阿诺德•凯普兰(Arnold I. Caplan)教授，将骨髓中发现的这种成体干细胞定名为“间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC)  ^[19] 作为此前“基质干细胞”或“成骨干细胞”的替代，获得了广泛认可。此后， MSCs 的定义，也从最初特指BM-MSCs迅速扩展至涵盖了滑膜组织、脂肪组织、牙髓，甚至几乎所有出生后结缔组织中的-MSCs。

       仅1991年初到2005年秋，包括Lancet、Nature、Nat Med、Science、Circulation、Blood、Circ Res、Mol Ther、J Clin Invest、Biomaterials、Osteoarthritis Cartilage、Proc Natl Acad Sci USA、Autoimmun Rev杂志在内，刊发了大量Mesenchymal Stem Cells研究报告，足见这一命名在学界的影响之大。

二、Caplan关于间充质干细胞命名初衷解释及更名立场

       一味地纠结于命名争论未免有种迂腐感（a flavor of pedantry），但确有证据表明，“间充质干细胞”这一术语从一开始存在不当。首先，作为常识，在胚胎器官形成早期，骨骼与骨骼肌分别起源于不同的祖细胞。骨组织是由神经外胚层祖细胞（颅面骨）或轴旁中胚层、侧中胚层分化谱系发育而来。出生后身体的结缔组织及血管、肌肉、骨骼等，分别由不同祖细胞衍生，而非源自一共同祖先。其次，这一命名是基于MSCs具有可分化为成骨骼肌、心肌、平滑肌、肌腱等多种组织的假说，而实际上，单个MSC细胞的非骨骼分化潜能，一直未能在体内实验中得到证实 ^[20] 。

       在MSCs被命名为干细胞后的1992年，法国学者Charbord就提出，由骨髓CFU-S形成的细胞粘附层，可分泌M-CSF、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、粒-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）和KL等多种细胞因子。粘附层细胞分泌活动可以多种方式调控微环境中造血谱系细胞的增殖及分化，将HSC干细胞维持在非细胞周期状态来抑制其分化，还能促进白血病细胞凋亡。用这一粘附层支持的骨髓培养体系，可将人HSC、小鼠HSC的造血功能分别维持长达数周、数月之久 ^[21] 。粘附层中MSCs持续分泌的集落刺激因子1（CSF-1）、G-CSF 、GM-CSF 、KL（造血细胞膜上表达c-ki蛋白受体的配体）、IL-6和IL-3，对粒细胞、巨噬细胞及巨核细胞生成以及干细胞维持发挥支持作用 ^[22] 。

       对于当初为何将骨髓来源基质细胞命名为“间充质干细胞”，Caplan在2017年专门做了澄清 ^[23] 。原来，在1980-1990年代，学界的主流观点是，只有干细胞才具备无限更新分裂潜力，而人体组织中唯一的成体干细胞是造血干细胞（HSCs）。医学界，尤其是骨科治疗部门从业者，不认可人骨髓中存在具有多潜能祖细胞或“干细胞”的观点，因而几乎无人关注这些新发现细胞及其潜在价值。而将这类细胞命名为“干细胞”，意在刻意彰显其在体外分化成骨骼、软骨、肌腱等中胚层表型组织的潜力，吸引骨科领域学者的关注，有利于共同推进骨科治疗学技术进步。

       骨髓间充质干细胞的概念推出后，人们普遍期望将其直接转化为相应组织用于某些难治性疾病治疗。譬如向膝关节内输注人BM-MSCs，用MSCs分化的软骨细胞，构建功能化软骨组织，或为患者输注人MSCs分化产生心肌细胞，替代因心肌梗死所致缺血而死亡的心肌组织等等。当时，美联邦对ESC研究禁令已实施，更助推了MSCs的研究与产业化进程。而随后越来越多体外关于MSCs分化和体外扩增成功的研究报道，更突显MSCs临床治疗转化的大好前景。骨科医学界及研究人员，对于所观察到的MSCs组织修复再生功效，凭主观偏好用MSCs的分化属性来解释。如此一来，使MSCs应用研究获得了业界的更高关注度。

       MSCs在生长培养基条件下分泌G-CSF、M-CSF、SCF、LIF、IL-6和IL-11。地塞米松可下调MSCs表达LIF、IL-6 和IL-11。炎症反应期间，骨髓微环境中IL-1α的上升则促进MSCs生成G-CSF、M-CSF、 LIF、IL-6及IL-11，并诱导GM-CSF的表达，作用于粒细胞系（G-CSF 和 GM-CSF）、单核-破骨细胞系（GM-CSF、LIF、M-CSF、IL-6、IL-11）及巨核细胞系（IL-11），扮演支持造血过程的诱导性、调节性信息线索的角色。1996年，针对将骨髓造血微环境中MSCs分泌活性因子作用机制的不同，Caplan首次提出了MSCs的自分泌(autocrine)、旁分泌(paracrine)及近分泌(juxtacrine)的概念 ^[24] 。

       MSCs自身可根据来自微环境的诱导信号而分化，还可在自身不发生分化的情况下，通过分泌具有趋化、有丝分裂和分化调节活性因子，间接作用于邻近细胞而发挥了组织修复作用。这种效应被称为营养效应(trophic effects)。尽管MSC已证明能够分化为不同谱系细胞表型，但在实际用于组织修复时实验结果参差不齐。MSCs有时表现为极低的分化程度，但更多时候是组织已发生显著修复效果，而MSCs并无分化明显迹象。这些情况下观察到积极治疗效果，只能归为MSCs营养效应而非分化效应所致^[25] 。此后，又有大量研究显示，体内组织再生过程并非由输入MSCs细胞分化而发生的细胞替代。而是MSCs定向到受损部位，分泌具有免疫调节和营养作用的生物活性因子，调控特定组织自身驻留的干细胞及祖细胞群发挥组织修复和重建作用。实际上，移植物抗宿主病、急性心肌梗死、膝关节骨关节炎、肌腱炎以及炎症性肠病或克罗恩病等疾病疗效作用机制中，MSCs主要发挥分泌治疗性药物功能而非多向分化潜能。MSCs这一治疗修复功能模式，已偏离了干细胞本能范畴。

       2010年，作为MSCs的命名者，Caplan提出撤消间充质干细胞这一术语，将其定义为“药用信号细胞”（Medicinal Signaling Cell），以避免原命名在科学和治疗学上的误导性 ^[26] 。此后在2017年，他公开承认，当初对MSCs的命名是一个错误 ^[23] 。其实，MSCs旁分泌因子 ^[24] 和MSCs分泌因子营养效应 ^[25] 两个关键概念的提出，就注定了MSCs与干细胞间要渐行渐远。

       需指出的是，MSCs“干”设崩塌，并非因ISCT、Caplan这些学术权威批判所致。有句话说得好：“人民是历史的创造者，是真正的英雄”。推翻MSCs干细胞属性的决定力量，是大量辛勤耕耘的科研知识分子。是他们的行动揭示了MSCs在间充质干细胞面具下的真实面目：群体组成鱼目混杂、分化与自我更新乏力、功效与干细胞身份不符。

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