间充质干细胞移植治疗帕金森病的临床疗效

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一种中枢系神经系统退行性疾病，常见于中老年人，起病隐匿，进展缓慢，其临床特征由英国医生James Parkinson 于1817年首次记录并描述。

 

帕金森病平均发病年龄为60岁左右，40岁以下起病的青年帕金森病较少见。我国65岁以上人群PD的患病率大约是1.7%。大部分帕金森病患者为散发病例，仅有不到10%的患者有家族史。

 

据统计，全球约有450万帕金森病患者，中国目前已有220万的帕金森患者 。并且，近年来，帕金森病患者越来越年轻化，“青少年型帕金森病”患者占总患病人数10%左右。

PD的典型病理改变主要存在于中脑黑质-纹状体系统，包括黑质多巴胺能神经元变性坏死、路易小体（主要成分为α-突触核蛋白）形成，纹状体内多巴胺含量及多巴胺受体数量明显减少等。

 

运动迟缓、静止性震颤、肌强直、步态姿势异常为其最常见的运动症状，PD患者往往同时伴有精神行为障碍、自主神经功能异常、感觉障碍、睡眠障碍等非运动症状。

 

目前临床对PD的一线治疗方法主要有多巴胺能药物治疗、手术治疗和物理辅助治疗。手术治疗主要指脑深部电极刺激术（DBS），神经核损毁术因存在损伤较大、疗效不肯定等劣势现已很少临床应用。但无论是药物治疗还是手术治疗，都只能起到改善症状作用，还不能有效延缓病情进展，更无法逆转病情，达到彻底治愈疾病的目的。

 

间充质干细胞（mesenchymal stemcells，MSCs）由Friedenstein于 1966 年首次发现，它是一类多功能干细胞，来源于早期的中胚层，保留强大的增殖分化能力。

 

来源于新生儿脐带的MSCs不仅成功避开了胚胎干细胞来源缺乏、有悖于道德伦理、异体排斥反应等缺陷，而且与目前研究较多的骨髓间充质干细胞相比较也具备诸多优势。

 

hUC-MSCs被病毒污染的可能性很小，并且不会随着供体年龄的增长而出现细胞增殖、分化能力明显下降的趋势，便于采集，对分离提纯培养技术无过高要求。

 

因此脐带间充质干细胞（hUC-MSCs）成为目前干细胞领域新的研究热点。已有大量体外实验证实，在不同的诱导条件下，hUC-MSCs（human umbilical cord mesenchymal stemcells， hUC-MSCs）不仅可向成骨、软骨、脂肪细胞等中胚层来源的组织细胞分化，还可以向外胚层和内胚层来源的神经元样细胞和肝细胞样细胞等各种细胞分化。

 

传统理论认为，中枢神经系统的神经元一旦因缺血缺氧、中毒等原因变性坏死就不会再生，这是一种不可逆损伤。

 

干细胞移植作为一种从病因着手治疗中枢神经系统退行性疾病的新方法，其疗效在诸多动物模型和临床研究中已经得到广泛证实。

 

已有研究证明hUC-MSCs移植对缺血缺氧性脑病、帕金森综合征、PD均有疗效，但是存在研究病例数量不足、随访周期较短、评价指标较单一、移植途径创伤性较高等缺陷。

 

hUC-MSCs移植治疗PD可选的移植途径较广，包括经侧脑室移植、经壳核移植、经蛛网膜下腔移植、经各类血管移植等。相较于其它移植途径，经外周静脉移植具有临床操作便捷、对患者创伤小、更有利于患者接受、方便普及推广等显著优势。hUC-MSCs具有向损伤部位炎性归巢的特性，并且在PD病理条件下可透过血脑屏障，因此从理论上讲经血管移植的hUC-MSCs同样可以归巢到脑内，治疗中枢神经系统疾病。有相关研究已证实经外周静脉移植治疗PD有效。

 

hUC-MSCs移植不违背伦理道德，hUC-MSCs无免疫原性或免疫原性很弱，不需要严格配对，配合外周静脉滴注这种创伤很小的移植途径，相较于其它高创伤性移植途径，更有利于患者接受，更方便临床推广。

 

静脉输注hUC-MSCs对PD多种症状的临床疗效

 

2017年4月至2017年12月河北医科大学第一医院神经内二科，根据2015年国际运动障碍协会（MDS）PD诊断新标准中临床确诊PD的条件，收治的34例PD患者为研究对象，通过静脉输注hUC-MSCs对PD多种症状的临床疗效进行评估。

34例PD患者的基本特征

 

 

治疗方案

 

临床治疗

 

经医院伦理委员会批准，所有入组患者均住院治疗，签署干细胞移植知情同意书。第1周进行常规检查，排除禁忌证，同时调节口服抗PD药物致合适剂量，并保持此剂量至随访结束。第2周起经外周静脉滴注hUC-MSCs，同时按已经调节好的剂量规律口服抗PD药物。

 

移植之前先予以苯海拉明20mg肌肉注射，以预防过敏反应，再经外周静脉滴注hUC-MSCs注射液 90 mL(1.0×10E7/ml)。移植过程中监测患者各项生命体征，并注意观察询问有无过敏、发热等不良反应，监护仪应用到到移植后72h。每周移植1次，共3次。嘱患者出院后到3个月随访结束期间按医嘱剂量规律口服的抗PD药物，无特殊情况不调整药物种类及用法用量，如必须调整药物，请先与管床医生沟通。

 

hUC-MSCs制备

 

该临床研究采用的hUC-MSCs由某干细胞实验室提供，生产流程如下：经过医院伦理委员会批准，产妇知情同意后，取健康产妇足月产婴儿的脐带，浸入4℃的生理盐水，迅速转移到实验室，用磷酸盐缓冲液把脐动静脉内的残血冲洗干净，剔除大血管，仅保留沃顿胶组织，将其剪成1mm3大小的组织块，经100目筛网过滤收集细胞，接种于无血清培养基中。置于37℃，5%CO2孵箱内进行培养。

 

3天后全量更换培养液，第6-7天后镜下可见单个梭形细胞从组织块中游离出来并贴壁生长，再次换液。12天左右时，细胞70-80%融合，用0.25%胰蛋白酶消化并传代。原代细胞以1:1的比例进行传代，记为P1代。P2代以后按1:3或l:4的比例传代。

 

取P5代处于对数生长期的细胞，配以生理盐水制成单细胞悬浊液，经流式细胞仪免疫表型鉴定CD90、CD105、CD73表达率≥95%，CD14、CD34、CD45、CD79a、HLA-DR 表达率≤2%,乙肝五项、梅毒艾滋抗体、内毒素等检测阴性，质检合格后调节浓度至1.0×107/ml,可应用于临床移植。

 

随访观察

 

分别于治疗后1个月、治疗后3个月时对患者进行随访观察。每次随访均对上述11项量表进行测评，记录评分情况。量表测评内容及方法与基线调查时要求相同。

 

结局评价

 

以治疗前后11项量表测评结果的变化情况作为结局评价指标。UPDRSⅢ、SCOPA-AUT、HAMD24、HAMA14、NPI、VAS、RLSS、PSQI、RBDS评分降低，可以认为相应症状好转；MoCA、ADL评分升高可以认为相应症状或日常日常生活能力改善。

 

疗效评价

 

随访期间34例患者均未出现明显的过敏反应及移植物抗宿主病，无新发肿瘤，血常规、肝肾功能、电解质等常规检查均未出现明显异常变化，初步证明hUC-MSCs移植治疗是安全的。

 

1）移植后1个月的疗效观察

 

由下表可见，反映治疗效果的11项指标中，10项在治疗前后的变化具有统计学意义，只有反映自主神经功能症状指标SCOPA-AUT，治疗前后差异无统计学意义。在有变化的10项指标中，只有MoCA 、ADL治疗后评分升高，其他评分均有所下降，表明移植后1个月患者的运动功能、焦虑抑郁情绪、认知功能、精神症状、异常痛觉、RLS症状、睡眠障碍、RBD症状、日常生活能力得到了改善，提示移植治疗是有效的。

 

移植后1个月疗效

 

 

2）移植后3个月的疗效观察

 

由下表可见，移植后3个月的治疗效果与1个月时基本相同，仍然是SCOPA-UT指标无统计学意义，MoCA、ADL值较治疗前是升高的，其他评分均有所下降，各项指标较移植前改善，说明移植后3个月治疗仍然有效。

 

移植后3个月疗效

 

 

3）移植后1个月和3个月的疗效比较

 

由下表可见，移植后3个月与移植后1个月相比较，虽然大部分指标均值有改善的趋势，但差异均无统计学意义，不能认为移植后3个月疗效好于移植后1个月疗效，可以认为移植后1个月到3个月期间基本处于稳定状态，改善可维持到第3个月。

 

移植移植后1个月、移植后3个月疗效的比较

 

 

结论

 

PD发病率仅次于阿尔茨海默病，是中老年人第二常见神经系统变性疾病，以运动迟缓、静止性震颤、肌强直、步态姿势异常为其最常见的运动症状（MS）常被称为“PD―四主征”。

 

治疗PD的传统方法包括药物治疗、手术治疗和物理辅助治疗。药物治疗以多种多巴胺能药物为主，配合抗胆碱能药，金刚烷胺等，通过补充多巴胺、抑制胆碱能的原理来改善症状。外科手术治疗包括脑深部电极刺激术（Deep Brain Stimulation,DBS）、神经核损毁术，后者因创伤较大，疗效不肯定等原因目前已较少采用，DBS可以精确定位电极植入脑内核团的靶点，电极植入后刺激的强度和频率可根据症状变化调节，可改善PD患者运动症状，减少抗PD药物用量，无明显副作 。

 

重复经颅磁刺激（rTMS）是一种常见的辅助治疗手段。这是对―变化的磁场产生电场‖这一经典物理理论的医学应用，通过改变外加磁场，使颅内产生电流，从而调节患者的脑功能。rTMS治疗具有无创无痛、使用方便、操作简单等优点，刺激皮层中央前回可以改善运动功能，刺激前额叶可以改善抑郁情绪；刺激皮层语言中枢可以改善发音功能。

 

但上述传统疗法都只能起到改善症状作用，还不能有效延缓病情进展，更无法逆转病情，达到彻底治愈疾病的目的。随着再生医学的发展，干细胞移植技术为PD治疗带来了新的希望。

 

人脐带间充质干细胞移植治疗的优势

 

间充质干细胞（MSCs）由Friedenstein于20世纪60年代在骨髓组织中发现，它来源于发育早期的中胚层，是一类多功能干细胞，具备强大的自我更新能力，且保留很强的多向分化潜能，在适当的诱导条件下可分化内、中、外胚层来源细胞，如肌细胞、肝细胞、胰岛细胞、神经元样细胞、内皮细胞、软骨细胞等。

 

大量研究显示MSCs移植对多种疾病有效，如血液病、骨关节病、糖尿病、肝损伤、中枢神经系统疾病等。王福生院士的团队7年间通过MSCs移植，成功治疗了200多例肝衰竭患者。国外报道用MSCs移植治疗1型糖尿病效果显著，有半数以上患者在治疗后2年内完全脱离胰岛素，其余患者胰岛素用量也减少。多个报道显示MSCs对糖尿病足患者有效，疼痛缓解，行走距离延长。有包含600多例患者的荟萃分析结果显示，MSCs移植有助于心肌梗死患者心功能恢复，提高射血分数。

 

脐带间充质干细胞具备强大的增殖分化能力的同时，还拥有免疫调节能力。具体来说这是一种可变的免疫调节能力，被称之为免疫调节可塑性。早期的研究发现MSCs可以通过多种途径抑制B细胞、T细胞、NK细胞等免疫细胞的作用，从而起到免疫抑制效果。

 

最新研究显示hUC-MSCs拥有抗炎和促炎两种截然相反的功能，而且可以根据微环境中的炎症水平来切换功能。当炎症早期微环境中的炎症水平较低时，hUC-MSCs 可以促进免疫反应；相反当中晚期炎症水平较高时，hUC-MSCs便发挥其免疫抑制作用。这种对机体固有免疫反应的削峰去谷作用使免疫反应进行得更平缓，有利于病损部位的修复。

 

人脐带间充质干细胞移植起作用的机制

 

脐带间充质干细胞移植起作用的机制复杂，细胞替代学说认为移植的hUC-MSCs可定向归巢到黑质病损部位分化为多巴胺能神经元，或是刺激原有的内源性神经干细胞替代缺失的多巴胺能神经元以补充黑质多巴胺能神经元缺失，从而缓解症状，甚至治愈疾病。

 

神经营养学说认为hUC-MSCs并没有直接参与组织再生, 而是通过通过分泌GDNF、BDNF、NT-3等神经营养因子来调节微环境，或是通过免疫调节功能减轻组织损伤，促进修复，从而挽救变性边缘的神经元细胞，修复损坏的神经通路。

 

研究发现虽然移植后患者大部分症状得到不同程度的改善，但移植后3个月与移植后1个月相比，并未见明显改善，上述研究更倾向于神经营养学说的观点。研究还认为PD患者部分自主神经变性坏死远早于运动症状出现，上述报道的案例患者自主神经功能症状改善并不显著，结合Braak分期的理论来考虑,其原因可能是相关神经病理改变出现较早，变性坏死更彻底，因此再生、修复较困难。

 

参考文献：

Stocchi F, Rabey J M. Effect of rasagiline as adjunct therapy to levodopa on severity of OFF in Parkinson’s disease[J]. European Journal of Neurology, 2011, 18(12): 1373–1378.

Postuma R B, Berg D, Stern M, et al. MDS clinical diagnostic criteria for Parkinson’s disease[J]. Movement Disorders Official Journal of the Movement Disorder Society, 2015, 30(12): 1591.