近日,中检院在国际学术期刊Stem Cell Research & Therapy上发表题为“Comprehensive assessment of the genomic stability of human induced pluripotent stem cells for clinical applications”的研究论文。该研究针对人诱导多能干细胞(hiPSCs)在临床转化中面临的基因组稳定性评价难题,建立了一套多技术整合的评价方法,并提出了综合评估策略,为干细胞药物的质量控制关键指标提供了全新解决方案。

hiPSCs被誉为再生医学的“种子细胞”,在细胞治疗、疾病建模和药物筛选中具有巨大潜力。然而,在体外重编程和长期培养过程中,这些细胞可能逐渐积累染色体异常、拷贝数变异、结构变异及基因编码突变,其中部分变异与肿瘤发生相关。传统质控手段如核型分析分辨率有限,难以发现亚显微水平的风险变异,给临床应用带来安全隐患。
针对这一难点,中检院研究团队建立了基于核型分析(检测染色体数目与结构异常)、光学基因组图谱分析(OGM,高分辨率识别拷贝数变异和结构变异)、全外显子测序(WES,捕获编码区突变)以及RNA测序(RNA-seq,分析基因表达变化)的多维度基因组稳定性评价方法。对3株hiPSCs进行了长达50代的系统性监测,每10代同步采用4种技术进行检测。研究取得多项关键发现:一是多种遗传变异随培养代次累积。长期培养后,细胞出现染色体异常、亚显微结构变异、拷贝数变异及新发突变,部分变异频率随代次增加而上升。二是OGM展现独特优势。该技术成功识别出传统核型分析无法分辨的微小变异,尤其是反复出现的基因组“热点异常”,为早期预警提供了重要指标。三是检出潜在致瘤相关基因突变。全外显子测序发现了与肿瘤或疾病相关的基因突变,同时,RNA-seq显示某些致癌基因表达失调,且与基因组变异具有明确关联。四是单一方法均存局限,整合策略是必由之路。若只依赖某一种检测技术,将可能漏检大量关键变异,唯有将多种分析技术有机结合,才能全面、准确地评估hiPSCs的基因组稳定性。
该研究提出了hiPSC遗传稳定性综合评估策略,可系统应用于克隆筛选、细胞库建系以及hiPSC衍生细胞产品的放行检验等实际场景。目前,这一方案已在中检院干细胞质量评价平台中逐步实施,为后续开展临床级干细胞治疗产品的评价提供了坚实的技术基础,体现了中检院在国家生物制品标准研究和质量评价领域的技术引领作用。
(张可华)


