一种支持体内回输、安全的细胞冷冻保存剂及其在低剂量保护干细胞中的应用

本发明属于生物医药，具体涉及一种支持体内回输、安全的细胞冷冻保存剂及其在低剂量保护干细胞中的应用。

背景技术：

1、造血干细胞移植已经广泛应用于血液病肿瘤的治疗当中，新鲜的造血干细胞一般用于异基因造血干细胞移植，而自体造血干细胞移植则需要将干细胞冷冻保存，在数日乃至数月的化疗降瘤之后再进行移植。干细胞冷冻保存是干细胞移植中的重要步骤，冷冻保护剂是一种低温保护剂。干细胞冷冻保存的原理在于尽可能降低细胞内的晶体形成，减少细胞内水凝固所形成的高浓度溶质对细胞造成的低温损伤，从而提高细胞复苏时的存活率。

2、现有应用于临床造血干细胞移植的冷冻保存技术所使用的细胞冷冻保存剂主要成分为二甲基亚砜(dmso，dimethyl sulfoxide)，是一种渗透性保护剂，它可以渗入细胞内使细胞脱水，降低细胞冰点，减少冷冻时细胞内冰晶的形成，减轻自由基对细胞的损害，抑制干细胞的生长和衰老，减少低温冷冻对干细胞的损伤。但是，dmso也存在一定的毒性作用，其与蛋白质疏水基团发生作用，导致蛋白质变性，具有血管毒性和肝肾毒性。在移植时，dmso会随着复苏的造血干细胞一起回输至患者体内，给患者带来一系列不良反应，例如恶心、呕吐、腹泻等。因此，冷冻保存剂中的dmso比例和其他营养组成成分对保证细胞复苏活率的同时，减少移植患者不良反应具有重要意义。目前临床和科研上较常用的细胞冷冻保存剂主要成分为100％dmso与rpmi-1640基础培养液以1:1的比例混合，再添加至细胞中。现有冻存保护剂中，dmso在保存剂中的占比为50％，在总体系中的占比为8.3％。

3、rpmi-1640基础培养液含有多种营养成分，为冷冻保存的干细胞提供适宜的营养环境并且价格低廉，目前与dmso混合作为复合冷冻保存剂。rpmi-1640基础培养液含10％胎牛血清，主要成分是多种氨基酸和维生素、葡萄糖等。rpmi-1640基础培养液的主要作用在于作为dmso的溶剂，在细胞外完成散热过程，减低高温对干细胞伤害，以及为细胞提供营养物质。在《实用造血干细胞移植》和国外文献中均提到rpmi-1640基础培养液作为干细胞冻存剂的成分。但是，在临床上该成分并不具备回输资质；并且现有技术冻存的干细胞，在37℃水浴复苏后的活率为58.47±14.62％。《健康献血者的单个核细胞资源储存规范》(中国研究型医院学会)中提到的单个核细胞在冻存后1周复苏存活率不应低于80％，1年复苏存活率不应低于75％，现有技术所冻存细胞复苏存活率显然低于该标准。

4、目前一些医院、公司也在使用商用细胞冻存液来冻存造血干细胞，其具体配方和使用方法根据不同厂家而定。据了解，商用冷冻细胞保存剂主要使用到的成分有羟乙基淀粉、泊洛沙姆等，使用时与干细胞体积1：1甚至2：1混合。但是，这会使得整体冻存干细胞体积成倍数增加，对于一些体积较大的干细胞产品，冻存剂使用量增大不仅升高了冻存成本，而且会增加移植时输入量，给移植患者带来负担。并且，自体移植动员效果好的患者，一次血细胞分离单采采集250-300ml干细胞，而动员效果不佳的患者，需要2～3次采集才能达到移植所需目标细胞数，而约60％患者因受化疗次数影响往往动员效果不佳需要多次采集，此时患者的干细胞体积可高达900ml甚至近1000ml。根据商用冻存剂使用比例，患者可能使用到近2000ml冻存剂，回输近3000ml的冻存细胞，不仅极大增加了冻存成本，还大大增加了患者回输时的心脏负担，增加了不良反应发生率，提高了移植风险。

5、本发明调整了冻存保护剂中dmso的含量，降低了dmso浓度的同时保证了细胞复苏活率，减轻干细胞移植患者身体负担。其次，本发明使用临床常用药物如甘露醇、维生素、氨基酸等，替代了没有回输资质的rpmi-1640基础培养液，使得干细胞冻存与回输操作更符合临床规范，作为冷冻保存液dmso的溶剂，会比rpmi-1640培养液更具有安全性。甘露醇注射液是临床经常使用的渗透性利尿剂，计划探索其渗透能力是否能类似dmso起到保护细胞的作用，或者辅助dmso增强细胞保护，提高细胞复苏活率。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于设计提供一种支持体内回输、安全的细胞冷冻保存剂及其在低剂量保护干细胞中的应用。本发明使用新配方成分，并验证了其在临床上具有回输资质和保护细胞作用，探索最佳比例，在保证或进一步提高冻存细胞复苏活率的前提下，减少回输风险。本发明改良的冻存剂配方，可供临床注射使用，能够降低干细胞回输风险，规范回输流程。另外，本发明改良的冻存剂配方使冻存细胞复苏存活率有较大提升，可达80.04±13.01％。本发明相比于一些商用冻存剂，使用体积减小，加入的冻存剂与干细胞的体积之比为1:5-1:20，减小了整体冻存体积。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述细胞冷冻保存剂包含有效组成成分和二甲基亚砜；

4、所述有效组成成分为氨基酸注射液、注射用多种维生素、甘露醇注射液、灭菌注射用水中的一种；

5、所述有效组成成分与二甲基亚砜的体积比例为3:1-1:1；

6、优选，所述有效组成成分与二甲基亚砜的体积比为1:1。

7、所述的一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述甘露醇注射液的浓度为20％。

8、所述的一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述细胞冷冻保存剂的有效组成成分包含甘露醇注射液和二甲基亚砜。

9、所述的一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述甘露醇注射液与二甲基亚砜的体积比例为1:1。

10、一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述细胞冷冻保存剂的有效组成成分包含氨基酸注射液、注射用多种维生素、甘露醇注射液中的两种的组合物，和二甲基亚砜；

11、所述组合物与二甲基亚砜的体积比例为3:1-1:1；

12、优选，所述组合物与二甲基亚砜的体积比为1:1；

13、优选，所述组合物中两种有效组成成分之间的体积比为1:1。

14、所述的一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述细胞冷冻保存剂的有效组成成分为甘露醇注射液、注射用多种维生素和二甲基亚砜，或细胞冷冻保存剂的有效组成成分为甘露醇注射液、氨基酸注射液和二甲基亚砜。

15、所述的一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述甘露醇注射液、注射用多种维生素和二甲基亚砜的体积比例1:1:2-1:1:1；所述甘露醇注射液、氨基酸注射液和二甲基亚砜的体积比例为1:1:2-1:1:1。

16、一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述细胞冷冻保存剂的有效组成成分包含氨基酸注射液、注射用多种维生素、甘露醇注射液和二甲基亚砜。

17、所述的一种支持体内回输的细胞冷冻保存剂，所述氨基酸注射液、注射用多种维生素、甘露醇注射液和二甲基亚砜的体积比例为1:1:1:1。

18、第二方面，本发明提供了所述的细胞冷冻保存剂在低剂量保护干细胞中的应用；

19、优选，所述细胞冷冻保存剂与干细胞的体积比为1:5-1:20。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、1、本发明可减小冻存成本和危害：改进的配方组合的保护剂使用量是干细胞体积的1/5，甚至1/20，极大地降低了由冻存剂使用量大引起的成本，减轻患者的经济负担，减轻医保的负担。缩小冻存剂的使用体积，还能够避免干细胞冻存后体积过大，移植患者输入量过大。

22、2、本发明更安全：调整了dmso占总体系比例，尽量降低了干细胞中的dmso含量，减轻dmso对移植患者产生的不良反应风险。本发明细胞冻存剂用量少，患者回输的体积少，减少了回输后心脏和肾脏的负担，降低了移植不良反应风险。

23、3、本发明更规范：本发明补充成分维生素、氨基酸、甘露醇均可在临床使用，并且具有回输资质，使干细胞回输流程更加规范和安全。