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脊髓损伤的干细胞治疗离我们有多远?
  发布时间:2017/8/1  点击:1478

简单来说,干细胞具有治疗脊髓损伤的前景,目前有多项临床试验在进行中,并显示一定的疗效。因此,干细胞治疗脊髓损伤并非遥不可及。


一、脊髓损伤

脊髓损伤(spinal cord injury)是指由于外界直接或间接因素导致脊髓损伤,在损害的相应节段出现各种运动、感觉和括约肌功能障碍、肌张力异常及病理反射等的相应改变。脊髓损伤的程度和临床表现取决于原发性损伤的部位和性质,越往上症状越严重。造成脊髓损伤的常见因素有交通事故、运动受伤、意外摔落、犯罪伤害等,我国前著名体操运动员桑兰就是运动受伤导致脊髓损伤的典型例子。

目前全球范围内脊髓损伤的年发生率在25.5/百万左右[1],而由于脊髓损伤本身并不会立即导致患者死亡,患者在人群中的比例远高于这个数值(20倍左右)。脊髓损伤患者的平均年龄为31.7岁,严重影响后半生的生活质量,而目前临床上尚无有效的治疗方法。


二、干细胞治疗脊髓损伤的原理

脊髓是源自脑的中枢神经系统延伸部分,位于脊柱的椎管内且被脊椎保护。它相当于人体的电话线,将来自大脑的指令传达给四肢,从而做出相应动作。当脊柱受到巨大外力作用时,会导致脊髓损伤。由于“电话线”被切断,大脑无法指挥断口以下部位的肌肉运动,导致瘫痪、感觉丧失等症状。

 

脊柱折断导致脊髓损伤示意图

  

脊髓损伤治疗有两大难点:一是神经系统的再生能力弱;二是损伤处会形成疤痕组织,抑制神经元轴突的再生作用。针对以上难点,干细胞治疗脊髓损伤的机制包括:分化成包裹神经元轴突的胶质细胞;抑制炎症反应并分泌神经营养因子。

  

脊髓损伤病理机制示意图

 

三、治疗脊髓损伤的干细胞类型

根据来源不同,治疗脊髓损伤的干细胞大致包括以下几类:胚胎干细胞、ips细胞、神经干细胞和间充质干细胞。这几种干细胞的研究阶段如下:

胚胎干细胞来自植入前囊胚的内细胞团,可以分化成人体任何一种细胞。国际上首个胚胎干细胞临床试验是脊髓损伤的治疗,由位于美国加州的杰龙(Geron)公司开展。该临床试验利用人胚胎干细胞分化成的少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cells,OPCs)治疗脊髓损伤,于2010年10月11日启动。遗憾的是,杰龙公司于2011年终止该项研究,将研发重点转移到癌症药物研发。

2013年,BioTime公司从杰龙公司购得相关技术,继续该研究,目前处于II期临床阶段(ClinicalTrials注册号为NCT02302157),计划招募35位病人。

iPS细胞是成体细胞(例如皮肤细胞、血细胞等)经过重编程(通过过表达特定基因,如Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc等)得到的类似胚胎干细胞的多能干细胞。2014年,国际上首例iPS细胞临床试验在日本开展,用iPS细胞分化成的视网膜色素上皮细胞治疗黄斑变性。2017年2月份,日本庆应大学的研究团队申请开展异体ips细胞分化成的神经前体细胞治疗脊髓损伤的临床试验,目前该申请仍在审批中。

胎儿和成人脑组织中含有神经干细胞,可以分化成神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞。Stem Cells Inc.是国际上首个开展神经干细胞(来自胎儿脑组织)治疗脊髓损伤的公司,部分病人的感觉功能有所改善。

然而,2016年5月,Stem Cells Inc.宣布终止神经干细胞治疗脊髓损伤的II期临床试验,同时该公司也宣告破产,被以色列的Microbot Medical Inc.公司收购。

间充质干细胞治疗脊髓损伤的临床试验最多,仅ClinicalTrials上注册的临床试验就超过20项。其中,间充质干细胞的来源包括骨髓、脂肪和脐带组织。尽管有文献报道,间充质干细胞可以分化为神经细胞,目前认为间充质干细胞主要通过旁分泌作用治疗脊髓损伤。另外,将间充质干细胞和生物支架材料(胶原蛋白等)结合,治疗效果更佳。

值得一提的是,中国科学院的戴建武教授在这方面进行了大量研究,包括临床试验。该团队于2015年1月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。该团队也在尝试胶原支架结合脐带间充质干细胞治疗脊髓损伤的临床研究,同样观察到部分患者出现感觉功能和运动功能的改善。


四、展望

除了上述干细胞类型,其他几类细胞也被尝试用来治疗脊髓损伤,包括嗅鞘细胞(Olfactory ensheathing cells)、雪旺细胞(Schwann cells)和巨噬细胞。然而,这几种细胞治疗脊髓损伤的临床效果目前尚无定论。从全球临床研究现状来看,ES/ips细胞及间充质干细胞是治疗脊髓损伤的两大方向,而后者进展更快。

最近的研究表明,胎盘是间充质干细胞的重要来源,而且具有数量大、免疫源性低、免疫调节能力强的特点。此外,戴建武团队的研究结果显示人胎盘间充质干细胞在脊髓损伤动物模型中显示良好的治疗效果。

随着国际上对胎盘干细胞关注度的提高,国内一些机构也在开展胎盘干细胞的存储服务及临床研究。博雅干细胞库是全球首家通过胎盘间充质干细胞AABB认证的干细胞库;同时通过和国内多家医院合作,开展胎盘干细胞治疗自体免疫疾病、骨关节炎、宫腔粘连、地中海贫血、早衰症等疾病的临床研究。博雅正在和国内外同行一起,探索胎盘干细胞的临床应用潜力,并造福人类。

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