血小板是无核的血液细胞，由骨髓中的多核巨核细胞产生，成熟的多核巨核细胞具有多个细胞核，体积巨大，胞质内富含血小板颗粒。多核巨核细胞的细胞膜向外延伸形成细长的突起状血小板原纤维（proplatelets）。这些原纤维断裂并释放出血小板进入血液循环，它们在循环系统中具有大约7~10天的生命期，之后会在脾脏中被清除。血小板在止血过程中发挥着至关重要的作用，血小板生成或其功能缺陷会导致多种出血并发症【1】。
血小板输注作为标准疗法已经存在了几十年，通过血液捐献的方式提供血小板产品挽救了许多生命。虽然现有的血小板供应系统在安全性和供应量等方面已解决了许多重大问题，但仍有一些限制因素。例如，血小板需要在室温下保存并轻微摇动以维持其活性，但它们的有效期不高于7天【2】。此外，由于献血者的时间安排可能因诸如恶劣天气、节假日等因素而存在一定的不稳定性，这些可能会导致血小板产品的浪费或供应短缺等问题【3】。另外，异体输注本身伴随着免疫相关并发症和血液传播性感染的风险。【4】
使用iPSCs体外生产血小板可以解决上述包括异体输注产品等因素带来的问题。从再生医学的角度来看，iPSCs衍生的血小板的安全问题（如肿瘤形成）较小，但所需的细胞数量远高于其他细胞疗法。尽管面临着巨大的挑战，但在iPSCs衍生血小板的生产方面已经取得了许多关键进展，临床应用可能在未来几年内实现【1】。
如上所述，巨核细胞（megakaryocytes，MKs）是血小板的直接前体细胞，但由于在骨髓中含量极少，不适合作为体外生产来源。造血干细胞(HSCs)可以从脐带血(UCB)中容易获得，但一个单位的UCB中仅含有约1百万个HSCs，且目前体外扩增用于MK生产的效率不高，这使得这一选项也不实际。多能干细胞(PSCs)包括胚胎干细胞(ESCs)和iPSCs，相比于HSCs，PSCs可以在体外无限增殖，并最终分化成MKs和血小板。与ESCs相比，iPSCs可以通过引入一组特定的重编程基因从体细胞中产生，这意味着iPSCs的获得更为简便且伦理争议较少。iPSCs易于进行遗传操作，可以建立MK细胞系，这是目前认为最适合生产血小板的细胞来源。此外，iPSCs的优势还包括：（1）即使只有一小部分皮肤样本、外周血、脐带血或尿液也能有效生成足够的iPSCs；（2）可以从患者身上获得自体iPSCs或从HLA配型相合的供体中获取合适的iPSCs【1】。
从iPSCs到功能性血小板的生产过程涉及多个步骤，主要步骤如下：
（1）细胞获取与重编程为iPSC
：从个体中获取体细胞，如皮肤细胞或血液细胞，使用特定的转录因子（例如Oct4, Sox2, Klf4和c-Myc）将这些体细胞重新编程回多能状态，形成iPSC。
（2）定向分化：
将iPSC定向分化为巨核细胞前体细胞，这些前体细胞可以进一步成熟为血小板。这通常涉及一系列的信号分子和生长条件，以模拟体内血小板生成的过程。例如，据文献资料报道，Nakamura等人通过先导入c-MYC和BMI1基因，随后导入BCL-XL基因的方式成功建立了永生化的巨核细胞前体细胞系（imMKCLs）。这些基因由四环素调控系统控制，使得通过添加或去除四环素类似物多西环素（DOX）来调节细胞系在自我更新增殖阶段（DOX-on）和血小板产生阶段（DOX-off）之间的转换【5】。
（3）血小板生成：
前体细胞继续分化并最终释放出血小板。研究人员为了更好地模拟体内环境，生物反应器被相应的改造优化以提高血小板生成效率。例如，①这些生物反应器被设计成3D培养模式，以增加巨核细胞的表面积进而促进原血小板形成，并施加剪切应力以诱导血小板从原血小板尖端释放。②通过优化剪切应力以显著增加血小板的数量和生成速率。③通过添加向培养基中添加纤维连接蛋白和血小板生成素（TPO）来提高了血小板的产量【1】。此外，有研究表明高胆固醇水平可以促进血小板生成，因此在培养基中加入适量的胆固醇成分可能会提高从巨核细胞生成血小板的效率【6】。④一些研究者设计了一种芯片型生物反应器，模仿骨髓内的化学和物理环境，包括刚度、细胞外基质成分、孔隙大小、内皮细胞接触及剪切应力流【7】。还有研究者利用丝蛋白制成的人工支架，模拟骨髓环境【8】，以及使用微流体装置捕捉巨核细胞并基于可控剪切率释放血小板【9】。
（4）质量控制和纯化：
对生成的血小板进行检测，确保它们符合安全性和功能标准，并从培养物中纯化出来。
截至目前，国内外多家公司已开展iPS细胞衍生血小板产品研发。其中，人类iPS细胞衍生HLA同型血小板（开发代码：MEG-002）的首例临床试验在日本启动，现已完成首例患者用药，没有出现任何不良反应【10】。国内已有包括河络新图与血霁生物在内的至少有两家公司布局iPS细胞衍生血小板开发。据悉，河络新图在血小板的前期研发工作中已取得圆满进展，正推进其工业化放大生产，并且已经开始为临床转化做准备工作。总之，得益于相关研究的进展，国内外iPSC衍生血小板疗法正在向临床应用快速迈进。
与此同时，国内外iPSC衍生免疫细胞疗法和间充质干细胞疗法也在不断取得突破，例如：（1）不久前，国外iPSC衍生细胞免疫疗法公司Fate Therapeutics公布了其开发的iPSC衍生CAR-T细胞疗法FT819治疗红斑狼疮1期临床试验研究中首位接受治疗患者的六个月随访数据，该患者达到了后续无需用药的临床缓解状态，并且在整个临床治疗与随访过程中一直不需要任何免疫抑制治疗【11】。（2）国内iPSC代表企业中盛溯源开发的iPSC衍生NK（iNK）细胞疗法针对骨髓增生异常综合征处于临床1期，iNK预防AML异基因造血干细胞移植后复发处于临床1/2期；其针对膝骨关节炎的iPSC衍生间充质样细胞（iMSC）药物，已经推进到1/2期临床【12】。
综上所述，iPSC衍生血小板、免疫细胞或间充质干细胞疗法等在治疗出血性疾病、自免性疾病及恶性肿瘤等方面具有巨大的潜力和广阔的应用前景。随着临床试验的不断深入和研究的持续突破，我们期待这些创新疗法能够为患者提供更多的治疗选择。
1、Sugimoto N, Eto K. Platelet production from induced pluripotent stem cells. J Thromb Haemost. 2017 Sep;15(9):1717-1727.
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3、Whitaker BI, Hinkins S. The 2011 National Blood Collection and Utilization Survey Report. Washington DC, USA: The United States Department of Health and Human Services, 2011.
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5、Nakamura S, Takayama N, Hirata S, Seo H, Endo H, OchiK, Fujita K, Koike T, Harimoto K, Dohda T, Watanabe A,Okita K, Takahashi N, Sawaguchi A, Yamanaka S, NakauchiH, Nishimura S, Eto K. Expandable megakaryocyte cell lines enable clinically applicable generation of platelets from human induced pluripotent stem cells. Cell Stem Cell 2014; 14:535–48.
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10、https://www.163.com/dy/article/HAA2AH8P05118DFD.html
11、https://mp.weixin.qq.com/s/bgriNrn7i_hjZ-0TIK7S-A
12、https://www.nuwacell.com/pipeline.html
