BeadWash自动化平台助力高纯度CD34⁺细胞分选

CD34⁺造血干细胞（HSC）是一类表达CD34表面抗原的细胞。其位于血液系统和免疫系统发育的顶端，造血系统的多能成体干细胞，兼具自我更新和多向分化潜能，是体内所有造血细胞和部分免疫细胞的原始来源，也是维持机体生命的关键细胞群。

传统上，异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）是治愈多种恶性及非恶性血液病的唯一手段。近年来，随着对HSC微环境（生态位）和细胞代谢等基础生物学特性的深刻理解，以及基因编辑技术的突破性发展，HSC领域的研究范式发生了根本性转变。

CD34⁺ HSC 主要功能

CD34⁺ HSC是造血系统的 “种子细胞”，其功能围绕维持造血稳态、修复造血损伤、参与免疫构建展开，且依赖于 “自我更新” 和 “多向分化” 两大核心特性，二者的平衡是其发挥功能的关键。

1.自我更新

维持干细胞库的长期稳定性。这是 CD34⁺ HSC 最本质的功能，指其在造血微环境的调控下，通过不对称分裂实现无限次的增殖且保持多能性不丢失，为终身造血提供保障。

2.多向分化

生成机体所有造血 / 免疫细胞谱系。CD34⁺ HSC 是多能干细胞，可逐步分化为各系造血祖细胞，最终生成体内所有成熟的造血细胞和免疫细胞，覆盖髓系和淋系两大谱系，是造血系统和免疫系统的 “共同起源”。

3.维持造血系统稳态

终身持续造血。生理状态下，机体每天需要生成约 10¹¹~10¹² 个成熟造血细胞（如红细胞、血小板、白细胞），以补充衰老、凋亡或消耗的细胞，这一过程完全依赖于骨髓中 CD34⁺ HSC 的持续分化。

4.参与组织修复与微环境调控

非造血的旁分泌功能。CD34⁺ HSC分泌多种细胞因子和生长因子，促进血管新生、内皮细胞修复和组织再生，参与缺血组织（如心肌、脑组织）的修复。

HSC的临床应用发展：从传统移植到基因治疗

HSC的临床应用已从单一的移植手段，拓展为涵盖基因治疗在内的多元化平台。异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）仍是当前最主流的根治性手段，脐带血作为即时的干细胞来源，其应用因双份脐带血移植、体外扩增技术及优化的支持治疗而复兴。UCBT后虽然免疫重建较慢，但移植物抗宿主病（GVHD）发生率相对较低，在目前临床应用上有很大的前景。

而基因编辑技术的发展，对HSC的应用有进一步的发展，基于CRISPR-Cas9的HSC基因编辑是近五年极具颠覆性的临床突破，实现了从“对症治疗”到“一次性根治”的转变。下表按疾病领域和治疗策略分类，系统展示了当前及前沿HSC在临床治疗中的主要应用场景。

表1：HSC前沿应用的主要应用场景

未来挑战与展望

尽管前景广阔，HSC领域仍面临多重挑战，构成未来的主要研究方向：

1.技术安全性：

进一步提高基因编辑的靶向精准度和递送效率，全面评估长期脱靶效应和克隆造血风险。

2.可及性与公平性：

当前基因治疗成本高达数百万美元，如何通过工艺优化、医保体系创新将其转化为可负担的普惠疗法，是全球性议题。

3.适应症拓展

将基因治疗成功经验推广至其他遗传病（如范可尼贫血），并探索HSC作为平台在艾滋病、自身免疫病等领域的应用。

4.传统移植的持续改良

优化预处理方案、控制感染与GVHD、提高老年及体弱患者的移植耐受性。

CD34⁺ HSC 在体内的来源

CD34⁺ HSC 的产生与定植是胚胎造血发育的核心过程，成体后其主要储库为骨髓，少量存在于外周血和脐带血。在临床造血干细胞移植（HSCT）及细胞治疗中，CD34⁺ HSC的来源主要分为三大类：骨髓（BM）、外周血（PBSC）和脐带血（UCB）。其中，外周血是目前成人移植的主流来源，脐带血因独特优势在儿童及部分成人中应用增加，骨髓则作为经典来源仍在特定场景中发挥重要作用。

目前在HSC细胞治疗中主要以从动员的外周血中富集CD34+ HSC。这一过程核心是从单采外周血（Apheresis）中富集外周血单个核细胞（PBMC），之后从PBMC中继续分离到CD34+ HSC。在PBMC中，HSC占比通常小于0.1%，临床和科研应用通常采用磁珠法进行富集。利用携带CD34抗体的磁珠吸附HSC，然后通过磁场将HSC分选下来。因此获取高纯度的（90+%）的HSC，如何将PBMC和磁珠进行均匀地混匀孵育，是分选成功的关键。

Cytiva Sepax C-Pro搭载的BeadWash程序

支持在密闭条件下，自动化的进行单采血或PBMC的浓缩，血小板去除，与CD34磁珠共孵育以及洗涤游离磁珠，均匀地混合磁珠与HSC，为接下来的磁场分选做好样品制备。BeadWash程序可以自定义设置多种参数，以适合临床和科研阶段的多种需求，更好的满足高标准HSC的分选。

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