-從人類身上分離出來的自然產(chǎn)生的干細(xì)胞已經(jīng)用于治療幾十年了。這主要涉及到原代細(xì)胞的移植，如造血干細(xì)胞（HSC）和間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC），以及最近的多能干細(xì)胞（PSC）衍生物的移植。
而 細(xì)胞工程技術(shù)的出現(xiàn)引領(lǐng)了 新一代基于干細(xì)胞的療法，極大地擴(kuò)展了其治療用途。這些下一代干細(xì)胞被用作 遞送系統(tǒng)，用于改善藥物和溶瘤病毒對頑固性腫瘤的輸送，并且還被工程化為具有血管生成，神經(jīng)營養(yǎng)和抗炎分子，以加速受損或患病組織的修復(fù)。此外， 基因治療和基因編輯技術(shù)正在被用于制造干細(xì)胞衍生物，其功能、特異性和反應(yīng)性都比天然細(xì)胞更好。
總的來說，依附于基因與細(xì)胞改造的新一代干細(xì)胞治療技術(shù)，目前主要被應(yīng)用于兩大領(lǐng)域， 藥物的運(yùn)輸與 細(xì)胞治療。
干細(xì)胞具有天然的腫瘤遷徙特性，也就是在輸入體內(nèi)后會自發(fā)的向腫瘤組織靠攏，因此在干細(xì)胞中包裝抗癌藥可以使這些藥物更易于進(jìn)入腫瘤和/或轉(zhuǎn)移灶，同時降低全身毒性。
目前，神經(jīng)干細(xì)胞（NSCs）與間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于抗腫瘤藥物的傳遞研究中，因?yàn)樗鼈兿鄬Χ圆痪哂忻庖咴裕⑶視憫?yīng)腫瘤分泌的趨化因子，血管生成因子和/或炎癥信號而向腫瘤遷移。其中最有前途的方法是利用干細(xì)胞裝載前藥轉(zhuǎn)化酶、細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)因子基因或溶瘤病毒（OVs），這些方法均已通過臨床測試。
下一代 干細(xì)胞本身也可以作為治療劑，在免疫腫瘤學(xué)、組織修復(fù)和遺傳疾病等多種應(yīng)用中發(fā)揮作用。在免疫腫瘤學(xué)中，下一代造血干細(xì)胞(HSC)可以通過其多譜系移植能力提供長期的抗原特異性免疫，而下一代多能干細(xì)胞（PSC）的分化則可能提供“ 現(xiàn)貨型”抗原特異性免疫療法。
為了用于組織修復(fù)，對干細(xì)胞進(jìn)行了改造以使其過表達(dá)神經(jīng)營養(yǎng)因子，抗炎性細(xì)胞因子或血管生成因子，從而促因損傷或疾病而受損的組織的愈合或恢復(fù)。最后，為了治療遺傳性疾病，下一代干細(xì)胞被用于提供長期的酶替代，以糾正或消除致病突變的影響。因此，在確保安全性的同時，提供長期持續(xù)性治療的工程方法對取得足夠的治療益處是必要的。
使用TCR或CAR的工程T細(xì)胞進(jìn)行過繼細(xì)胞療法已經(jīng)探索了數(shù)十年。在血液腫瘤中取得的的顯著臨床效果使美國FDA批準(zhǔn)了兩種靶向CD19的CAR-T細(xì)胞療法，Kymriah（Novartis）和Yescarta（吉利德/Kite Pharma），用于治療B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病和復(fù)發(fā)/難治性彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤。目前還正在開發(fā)更多工程化T細(xì)胞療法以針對多種癌癥，同時也在HIV等領(lǐng)域進(jìn)行探索。
在眾多開發(fā)方向中，也有興趣在于在干細(xì)胞（包括HSC，MSC和PSC）領(lǐng)域中應(yīng)用TCR和CAR技術(shù)，以期延長抗原特異性免疫應(yīng)答的時間，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，以及產(chǎn)生現(xiàn)成的抗原特異性細(xì)胞療法。
基因治療旨在為具有致病性遺傳突變的患者提供糾正性、功能性基因替代。將基因治療應(yīng)用于HSC是目前臨床研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，可作為遺傳性血液病、原發(fā)性免疫缺陷等的治療選擇。
例如，2016年5月，EMA批準(zhǔn)了葛蘭素史克（GSK）公司的離體HSC基因療法Strimvelis上市，用于治療腺苷酸脫氫酶（ADA）缺失導(dǎo)致的嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷（SCID）(GSK于2018年將其出售給Orchard Therapeutics公司，現(xiàn)在由Orchard Therapeutics出售)。此外，2019年6月，EMA還批準(zhǔn)了藍(lán)鳥生物的離體HSC基因療法Zyntelgo上市，用于治療12歲及以上的非β0/β0基因型輸血依賴性β-地中海貧血(TDT)患者，在今年1月中旬，這款基因療法在德國正式推出上市，進(jìn)行商用。
其他基于HSC的基因治療產(chǎn)品正在臨床試驗(yàn)中。例如，近期發(fā)表的一項關(guān)于成功慢病毒遞送的HSC基因療法治療Fanconi貧血患者的臨床研究和自體HSC基因療法用于治療HIV相關(guān)淋巴瘤患者的臨床研究（I期試驗(yàn)NCT02797470）正在進(jìn)行中。除了HSC外，利用干細(xì)胞的基因療法也正在探索用于治療其他遺傳性疾病。
干細(xì)胞的體外基因編輯可以針對內(nèi)源性基因位點(diǎn)，以覆蓋或糾正基因突變?；蚓庉嬤€可以用于破壞特定位點(diǎn)的基因表達(dá)，以改善體內(nèi)功能，或在其他情況下，改善患者體內(nèi)細(xì)胞的持久性。到目前為止，在各種臨床前實(shí)例中，已通過基因編輯實(shí)現(xiàn)了對誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）中致病突變的校正，而對HSC的基因編輯已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。
在過去的50-60年中，干細(xì)胞領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化，一些已經(jīng)獲批上市應(yīng)用于臨床。作為一類保有有增殖分化功能的細(xì)胞，干細(xì)胞有著其獨(dú)特的治療優(yōu)勢，同時，如果要進(jìn)入臨床使用，每種類型的干細(xì)胞也都有自身的一系列挑戰(zhàn)需要克服。例如基于HSC的療法的HLA匹配所需的時間和精力，關(guān)于獲取胎兒組織來源干細(xì)胞的倫理困境，以及過去的MSC和心臟干細(xì)胞臨床試驗(yàn)失敗或基于PSC療法的致瘤風(fēng)險等。
通過使用工程技術(shù)方法有望克服其中一些挑戰(zhàn)，這些方法可提高其特異性和功效或?qū)?yīng)用范圍擴(kuò)大到新的治療領(lǐng)域。目前，干細(xì)胞治療技術(shù)仍在不斷前進(jìn)并快速發(fā)展著，有望給更多患者帶來治療的可能。
