摘要:细胞治疗作为当下热门的新型疗法,能利用活细胞修复患者体内受损细胞,像 CAR-T、干细胞治疗都已走进临床。但很多人不知道,“细胞计数”—— 也就是准确统计细胞数量和活性,是决定治疗效果的关键环节。本文就从细胞计数的重要性出发,拆解它面临的复杂挑战,介绍常用的计数方法,分享提升准确性的技巧,还揭秘了上市细胞治疗产品的计数标准,让大家看清这一看似简单的操作背后,藏着怎样的技术门道。
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一、为啥细胞计数对细胞治疗这么重要?
提起细胞治疗,大家可能更关注 “哪些病能治”“效果好不好”,却很少留意 “细胞计数” 这个基础操作。可实际上,它就像细胞治疗的 “第一道质量关”,少了它,治疗效果和安全性都无从谈起。
首先,细胞治疗用的是 “活细胞”,数量和活性直接影响疗效。比如给患者输注 CAR-T 细胞时,剂量多了可能引发副作用,少了又达不到治疗效果;干细胞治疗里,活细胞比例低,修复能力就会大打折扣。而细胞计数要做的,就是精准算出 “总细胞数” 和 “活细胞数”,帮医生确定最合适的治疗剂量。
其次,从细胞提取、培养到最终输给患者,整个过程都离不开计数监测。比如在实验室培养干细胞时,得通过计数判断细胞生长速度,决定什么时候该换培养液;冷冻保存的细胞解冻后,也要计数看看活性有没有下降,能不能继续用。
更关键的是,国际上对细胞治疗有严格标准。像国际标准化组织(ISO)专门出台了《ISO20391-1》《ISO20391-2》两个标准,美国 FDA 和中国药监局也有明确要求,只有通过规范计数、满足标准的细胞产品,才能用于临床。要是计数不准,就算细胞本身没问题,也可能通不过监管,无法给患者使用。
二、细胞计数有多难?这些 “拦路虎” 可不少
很多人觉得,细胞计数不就是 “数数” 吗?把细胞放在显微镜下数清楚就行。可实际操作中,科研人员要面对一堆难题,稍有不慎就会出错。
1. 细胞样本本身太复杂
细胞治疗用的样本里,不只有我们需要的治疗细胞,还可能混着死细胞、细胞碎片,甚至其他杂质。比如从患者血液中提取免疫细胞时,会同时存在红细胞、血小板,还有破碎的细胞残骸,这些都会干扰计数 —— 把碎片当成活细胞,结果就会虚高;漏数了小个头的细胞,结果又会偏低。
更麻烦的是,不同细胞的 “脾气” 还不一样。像间充质干细胞(MSC)个头大,大小还不均匀;诱导多能干细胞(iPSC)特别爱 “抱团”,形成密密麻麻的细胞团,根本没法直接数;T 细胞虽然个头均匀,但和其他免疫细胞长得像,很难区分。这些差异都让计数变得更复杂。
还有细胞的 “活性判断” 也是个难题。活细胞和死细胞不是非黑即白的,而是像 “渐变光谱” 一样,有中间状态。比如有些细胞膜没破,但已经失去了功能;有些细胞暂时休眠,看起来像死细胞,实际还能恢复活性。现在常用的染色法,比如台盼蓝染色,只能区分膜完整的细胞,很容易误判活性。
2. 计数方法太多,选对很难
目前常用的细胞计数方法有十几种,每种都有优缺点,选不对就会出问题。比如最传统的 “血球计数板法”,需要科研人员在显微镜下手动数细胞,成本低但特别费时间,还容易受主观影响 —— 不同人数出来的结果可能差 20% 以上。
自动化仪器虽然快,比如图像分析仪、流式细胞仪,但也有短板。图像分析仪容易被细胞团干扰,把一个细胞团当成一个细胞;流式细胞仪能精准分析细胞,但成本高,操作复杂,还需要专业人员维护。
就连染色剂的选择也有讲究。比如用吖啶橙(AO)和碘化丙啶(PI)双染色时,如果样本里有二甲基亚砜(DMSO,一种冷冻保护剂),会影响荧光强度,导致活细胞数被低估;用台盼蓝染色时,染色时间太长会杀死活细胞,结果同样不准。
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3. 操作过程藏着 “隐形误差”
就算选对了方法,操作步骤中的小失误也会让计数结果跑偏。比如样本稀释时,没摇匀就取样,导致部分区域细胞密集,部分区域稀疏;染色时,染色剂浓度没调好,要么染不上色,要么染色过度;还有仪器校准不到位,比如显微镜焦距没调好,看不清小细胞,这些都会影响最终结果。
我认识一位做 CAR-T 治疗的科研人员,曾经因为样本解冻后没及时计数,等了 2 小时才操作,结果活细胞数比实际少了 15%—— 原来解冻后的细胞很脆弱,长时间放置会加速死亡,可当时没人意识到这个细节。
三、如何让细胞计数更精准?这些方法很实用
面对这么多难题,科研人员也总结出了不少解决方案,核心就是 “选对方法、做好验证、严控过程”。
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1. 按 “用途” 选对计数方法
最重要的原则是 “适合的才是最好的”。比如在实验室培养细胞时,只是日常监测生长情况,用简单的图像分析仪就行;要是做产品上市前的质量检测,就必须用流式细胞仪,还要搭配台盼蓝染色法做 “双重验证”,确保结果可靠。
针对不同细胞类型,也要定制方案。比如计数爱抱团的 iPSC 时,要先用酶把细胞团打散,再用图像分析仪计数;计数间充质干细胞时,因为它个头大,要调整仪器的 “细胞大小识别范围”,避免漏数。
还有样本中的干扰物质,也要提前处理。比如样本里有细胞碎片,先用离心机离心,去除碎片后再计数;样本里有 DMSO 时,先稀释降低浓度,再用 AO/PI 染色,减少荧光干扰。
2. 给计数方法做 “全面验证”
就像药品上市前要做临床试验,计数方法也要经过严格验证,确保它准确、可靠。国际上常用的验证指标有 7 个,包括特异性(能不能区分目标细胞和杂质)、准确性(结果和真实值的差距)、精密度(多次测量结果的一致性)等。
比如验证 “自动化计数法” 时,科研人员会用已知浓度的标准细胞样本做测试,看仪器测出来的浓度和真实浓度差多少;还要做 “重复性测试”,同一个人多次操作,看结果波动是否在 5% 以内;不同人操作,看结果波动是否在 10% 以内,只有都达标了,方法才算合格。
3. 用 “过程控制” 减少误差
在操作过程中,还要设置 “多重把关”。比如每次计数前,用标准微球校准仪器,确保仪器状态正常;取样时,至少取 3 个样本做平行测试,结果取平均值;计数后,还要有人复查,比如用另一种方法再测一次,两次结果差不超过 10% 才算合格。
还有一些细节技巧,比如样本解冻后,要在 30 分钟内完成计数;稀释样本时,用移液枪精准控制体积,误差不超过 1%;染色时,严格计时,比如台盼蓝染色只能染 3 分钟,到点必须冲洗,避免损伤细胞。
四、上市细胞治疗产品的 “计数标准”:门槛不低
现在全球已经有几十种细胞治疗产品上市,比如治疗白血病的 CAR-T 产品 Kymriah®、治疗骨髓疾病的造血干细胞产品 Clevacord®,它们的计数标准都很严格,核心就是 “保证活细胞比例和剂量精准”。
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首先是活细胞比例,几乎所有上市产品都要求活细胞占比≥70%。比如 Kymriah® 要求活细胞比例不低于 70%,造血干细胞产品 Clevacord® 要求活细胞比例不低于 85%—— 活细胞比例越低,治疗效果越差,风险越高。
其次是剂量控制,必须精准到 “每个患者的体重”。比如 Kymriah® 给体重≤50kg 的患者,输注剂量是 0.2-5.0×10⁶个活细胞;给体重>50kg 的患者,剂量是 0.1-2.5×10⁸个活细胞,多一点少一点都不行。
要是计数结果不达标,比如活细胞比例只有 65%,能不能用呢?答案是 “要看情况”。如果能提供足够的证据,证明这些细胞虽然活性略低,但功能正常,不会引发安全问题,经过监管部门批准后也能使用。但这种情况很少见,大部分时候会被判定为 “不合格产品”,不能用于临床。
五、未来细胞计数会如何发展?这些技术值得期待
随着细胞治疗的发展,细胞计数技术也在升级,未来会更 “快、准、智能”。
比如现在已经有科研团队在开发 “实时监测系统”,把微型传感器放进细胞培养罐里,不用取样就能实时统计细胞数量和活性,避免了取样过程中的误差;还有人工智能(AI)辅助计数,通过训练 AI 识别不同细胞的形态、荧光特征,让计数速度提升 10 倍,误差降低到 5% 以内。
另外,“在体计数” 技术也在研发中 —— 过去只能在实验室计数,未来可能通过影像学技术,直接监测患者体内的细胞数量和活性,比如用近红外荧光成像,追踪干细胞在患者体内的存活情况,这能让治疗方案更精准。
不过,这些技术还需要时间完善,比如 AI 需要更多样本训练,在体计数需要解决 “穿透深度” 问题(比如如何看清体内深处的细胞)。但可以肯定的是,随着技术进步,细胞计数会越来越可靠,为细胞治疗保驾护航。
结语
细胞计数看似是 “简单的数数”,实则是细胞治疗的 “质量基石”。每一个精准的数字背后,都是科研人员对细节的把控,对患者安全的负责。未来,随着技术不断突破,我们相信细胞计数会越来越高效、精准,让更多细胞治疗产品安全地走进临床,帮助更多患者康复。
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