作为最有前景的技术,干细胞治疗脊髓损伤“曙光已现”

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室

脊髓损伤(Spinal cord injury),通常指脊髓受到外部影响,造成损伤部位及其以下部分瘫痪或全部瘫痪,使患者终身残疾。脊髓损伤是一种比较常见的外伤。

长期以来,治疗脊髓损伤主要通过手术脊髓减压恢复其稳定性,通过药物、高压氧等治疗来抑制或减轻其继发性损伤。在一定程度上减轻了患者症状,但并未在神经功能方面取得根本的改变。因此,当今急需一种高效安全的治疗方案来改变这种状况。

干细胞移植治疗脊髓损伤的研究大约始于50年前,最近才开始临床试验。

不同类型的细胞移植修复脊髓损伤的能力已经被研究。在脊髓损伤细胞移植治疗中,研究最广泛的细胞类型是神经干细胞、祖细胞、少突胶质祖细胞、间充质干细胞、雪旺细胞和嗅鞘细胞。少突胶质祖细胞是少突胶质细胞的前体,而少突胶质细胞是中枢神经系统中形成髓鞘的细胞。雪旺细胞是周围神经的髓鞘细胞。大量基于动物的研究表明,所有这些细胞类型都是细胞治疗的可行候选者,通过神经保护、轴突出芽和/或再生、免疫调节和髓鞘再生等多种机制介导脊髓损伤的功能改善。

最新研究表明:在脊髓损伤中,由于脊髓损伤部位的不良微环境,仅移植干细胞不足以促进损伤神经的再生。细胞外环境在控制细胞行为,包括细胞生长和分化方面起着重要作用。移植细胞能在合适的细胞外环境中存活并分化成所需的细胞类型。许多不同类型的支架已在移植实验中进行了研究,这些支架由天然基质组成,包括基质及其组成部分,如胶原蛋白、层粘连蛋白、纤维连接蛋白或人工生物材料。将N-钙粘蛋白修饰的胶原支架、原代神经干细胞和基质的混合物、胶原蛋白/丝素蛋白3D支架和神经干细胞移植到完全横断的大鼠脊髓中,显示出与啮齿类动物脊髓损伤后类似的结果。

来自美国阿肯色州立大学的Jennifer Yanhua Xie团队认为:了解不同干细胞的信号激活途径对于脊髓损伤治疗是有益的。例如,巨噬细胞迁移抑制因子及其结合体HTRA1不仅能减少嗅觉神经的巨噬细胞数量,而且能促进嗅鞘细胞吞噬神经碎片。迁移抑制因子抑制HTRA1,进而影响嗅鞘细胞的迁移和增殖。

另一个潜在的研究领域是将不同的治疗方法结合起来,看看是否比单一的治疗方法更有效。甲基强的松龙联合Rho-Rock抑制剂治疗脊髓损伤可能比单纯使用Rho-Rock抑制剂更有效。外泌体和人工支架可能是用于脊髓损伤治疗的良好传递系统。脊髓电刺激可与多种干细胞疗法相结合,促进移植细胞与宿主细胞之间的相互作用,有力促进脊髓功能恢复。

上述内容文章在《中国神经再生研究(英文版)》杂志2022年2 月 2 期发表。

干细胞治疗脊髓损伤应运而生。

干细胞由于具有强大的自我复制能力和旁分泌作用,科学家和医生对其在治疗“脊髓损伤”方面寄予了很大希望。

关于机理,越来越多的证据表明可能有两种:

1、移植后的细胞通过提供修复损伤的细胞因子,促进原受损组织自然修复,或防止损伤进一步加重。

2、移植细胞替代受损细胞,促进脊髓损伤空洞区形成桥接,引导神经再生、调节免疫微环境、修复脊髓中非神经组织等促进神经损伤恢复。

临床试验中,最常用于治疗脊髓损伤的细胞来源,当属间充质干细胞。据统计,间充质干细胞治疗脊髓损伤,临床结果显示无明显副作用,并有一定的治疗效果。

2015年,中科院遗传所戴建武团队,开展世界首例神经再生胶原支架结合骨髓单个核细胞(里面含BMSC)移植治疗脊髓损伤的临床研究。先后在3家临床医院进行了5例脊髓损伤修复手术,安全性得到肯定。除了干细胞作用,神经再生胶原支架功不可没,避免了细胞的扩散,提高了干细胞治疗效果。

2017年,中山大学附属第三医院戎利民团队开展间充质干细胞治疗脊髓损伤。目前,戎利民团队负责 “鞘内注射人同种异体脐带间充质干细胞治疗脊髓损伤的临床试验及机制研究”项目。他们发布了干细胞治疗早慢性脊髓损伤的临床研究方案,并开展了超过百例的临床试验。

再回顾一些案例:

2016年12月8日,一篇干细胞疗法有望在中风或脊髓损伤后恢复运动功能的相关报道发布在Nature网站上。其中31岁女性中风患者SoniaOlea Coontz参加了一个小型干细胞治疗的临床试验,接受了干细胞治疗后,能举起自己右手臂过头顶,说话也变清楚了。

她已经不需要轮椅,并在36岁怀上自己第一个孩子。Coontz的主治医生,斯坦福大学神经外科主任Gary Steinberg说,Coontz是干细胞治疗的“奇迹病人”。

作为最有前景的技术,干细胞治疗脊髓损伤“曙光已现”

2018年2月,一名34岁的高位截瘫患者在某医院接受自体干细胞移植手术后,恢复了颈、胸腹部知觉。这名患者因车祸致颈3-颈4椎体骨折脱位并脊髓不完全损伤,传统康复治疗手段对其无明显效果,最终干细胞移植手术给他带来了奇迹。

作为最有前景的技术,干细胞治疗脊髓损伤“曙光已现”

看起来似乎离我们很遥远的干细胞疗法,已经通过其自身卓越的能力,让无数患者“如获新生”。在全球最大的临床试验登记系统clinicaltrials.gov上登记的干细胞治疗脑损伤临床研究共计46项,其中在国内有9项。

2015年,中国科学院某团队在国际上首次开展神经再生胶原支架联合骨髓单核细胞(里面含有间充质干细胞)移植治疗脊髓损伤的临床研究,首批4例患者出现运动功能改善。

结尾,脊髓损伤是一种治疗极为棘手的疾病,导致患者严重残疾,给个人,家庭以及社会带来沉着负担。

目前,干细胞被认为是脊髓损伤极具治疗前景的一种手段。未来仍需要进行更为深入的基础研究以及更大规模的临床试验来进一步证实干细胞对于脊髓损伤治疗的疗效,来为处于绝望边缘的患者点燃希望!

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