慢性失眠障礙(CID)是最常見的睡眠障礙,也是第二常見的精神障礙癥狀,失眠嚴重影響患者生活質(zhì)量、身心健康和社會功能。CID定義為在睡眠環(huán)境理想的情況下,存在入睡困難、睡眠維持困難、早醒等癥狀,每周至少3個晚上,持續(xù)3m或更長時間,伴有主觀上有日間功能或健康造成損害的癥狀。
目前國內(nèi)外對于CID治療的指南推薦主要為認知行為治療、藥物治療及物理治療等。認知行為治療受到起效較慢、依從性差和成本較高的限制;藥物治療可能伴有多種副作用,包括耐受性、依賴性及其它全身不良反應(yīng)等;物理治療雖然方法多,但療效不確定,目前尚無統(tǒng)一的標準和臨床上的常規(guī)應(yīng)用。因此,迫切需要研究能夠改善癥狀和長期預(yù)后的其他替代治療策略以改善CID患者的睡眠質(zhì)量、降低不良預(yù)后風險。
近年來,干細胞治療已成為用于疾病基礎(chǔ)研究及臨床治療的一種新型工具。間充質(zhì)干細胞 (MSCs)是一類多能干細胞,具有較強的自我復(fù)制、更新能力和多向分化潛能,在免疫調(diào)節(jié)方面也展現(xiàn)出優(yōu)勢。其可在體外培養(yǎng)擴增,在特定條件下分化為神經(jīng)細胞。據(jù)ClinicalTrials. gov統(tǒng)計,2019年全球有210多項MSCs處于臨床研究階段,主要集中于傷口愈合、骨骼肌再生、心血管、肝腎疾病、腫瘤、神經(jīng)退行性疾病和自身免疫性疾病以及器官移植等方面。當前,干細胞相關(guān)臨床試驗已被應(yīng)用于大部分神經(jīng)系統(tǒng)疾病,包括遺傳、損傷和退行性疾病等。
空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科綜述CID的流行病學(xué)、病理機制,淺析干細胞治療慢性失眠障礙的現(xiàn)狀及研究進展,并對干細胞治療CID的可能作用機制進探討。
失眠的流行病學(xué)
新近多種流行病學(xué)調(diào)查資料顯示,我國失眠障礙的患病率約為13%~ 33%,約有45. 4%的人群至少在過去的1m中經(jīng)歷過不同程度的失眠。近期一項在10個國家進行的大規(guī)模、全球橫斷面調(diào)查顯示,31.6%的受試者阿森斯失眠量表(AIS)符合失眠診斷,而17. 5%的受試者可被視為亞臨床失眠。
在COVID-19大流行期間,失眠的患病率更是高達23. 87%~38. 9%,特殊人群的患病率更高,最近一項meta分析顯示,醫(yī)務(wù)人員失眠的全球患病率約為43. 76%,遠高于一般人群。CID的患病率逐年攀升,容易造成日間困倦,精力、體力下降,嚴重危害患者生活質(zhì)量,還增加精神和軀體疾病的患病風險,增加全因死亡率,導(dǎo)致更多的經(jīng)濟和社會負擔。因此,研究CID的發(fā)病機制和針對性治療方法具有重要的現(xiàn)實意義。
失眠導(dǎo)致腦損害的病理機制
良好的睡眠有助于體力恢復(fù)、記憶鞏固及維持機體的各項功能。睡眠質(zhì)量差或睡眠不足會引發(fā)一系列病理過程,增加罹患多種疾病的風險。
神經(jīng)元損傷:CID患者伴隨神經(jīng)元細胞營養(yǎng)不良、萎縮、退化乃至凋亡。?
Zhao等的研究證實,動物模型中,睡眠剝奪(SD)產(chǎn)生大量自由基,損傷DNA,甚至造成DNA發(fā)生突變、交聯(lián)等結(jié)構(gòu)功能改變,從而使神經(jīng)元細胞退化、變性、凋亡。因此,SD或失眠導(dǎo)致神經(jīng)元損傷、神經(jīng)可塑性發(fā)生改變。
免疫系統(tǒng)失調(diào):眾多臨床和動物研究均提示睡眠可增強機體的免疫防御機制。動物研究發(fā)現(xiàn),睡眠可使小鼠單核細胞數(shù)量增加、功能增強,促進細菌感染后的恢復(fù)。小鼠在睡眠充足的情況下,全身細菌感染后血液和脾臟中的菌群數(shù)量顯著降低,感染后的存活率增加;相反,SD導(dǎo)致NK細胞、淋巴細胞等免疫細胞數(shù)量和功能下降,同時促進炎性細胞因子釋放,進而導(dǎo)致免疫功能受損。臨床研究也證實,SD導(dǎo)致機體免疫系統(tǒng)功能紊亂??傊邤_亂機體免疫系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),CID患者存在免疫系統(tǒng)功能失調(diào)。
神經(jīng)遞質(zhì)失衡:通過對大腦促覺醒和睡眠區(qū)域以及與學(xué)習(xí)、記憶有關(guān)腦區(qū)的研究發(fā)現(xiàn),SD導(dǎo)致不同神經(jīng)遞質(zhì)及受體功能發(fā)生顯著改變。失眠及SD影響體內(nèi)多種神經(jīng)遞質(zhì)的水平,如褪黑素、食欲素、黑色素濃縮激素、乙酰膽堿、甘丙肽和Ghrelin等。
其他:長期睡眠不足或睡眠質(zhì)量欠佳導(dǎo)致一系列不良健康結(jié)局,如日間思睡、疲乏、情緒低落等,降低生活質(zhì)量、增加意外事故發(fā)生風險,增加代謝相關(guān)疾病、心血管事件和腫瘤等的發(fā)生。SD與認知功能減退密切相關(guān),SD損害海馬神經(jīng)發(fā)生,盡管其潛在機制尚不完全清楚。?
干細胞治療失眠的現(xiàn)狀
國內(nèi)一項臨床研究觀察了人臍帶MSCs移植治療CID的有效性和安全性。該研究選擇CID患者39例,隨機分為移植組和對照組,移植組給予人MSCs移植治療1次,對照組口服阿普唑侖1m,采用SF-36健康調(diào)查簡表和匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)評價臨床療效,均隨訪觀察1y。
發(fā)現(xiàn)經(jīng)一次靜脈輸注臍帶MSCs懸液治療后,睡眠質(zhì)量和日間功能障礙均得到明顯改善,且這種作用持續(xù)1y以上,治療后1m,臍帶MSCs的睡眠改善作用同口服藥物相當,治療2m后,睡眠質(zhì)量評分明顯好于對照組,治療3m后,生活質(zhì)量也明顯優(yōu)于對照組,且觀察期內(nèi)無發(fā)熱、嘔吐、頭暈、頭痛等不良反應(yīng),該研究表明,臍帶MSCs移植治療可有效治療CID,改善失眠癥狀、提升患者生活質(zhì)量。
隨后,鄒邦銀等公開了一種治療失眠的人臍帶MSCs的分離培養(yǎng)方法, 為治療CID的人臍帶MSCs再生原理的深入研究提供了基礎(chǔ)條件。
最近王寧等展示了一種含有MSCs外泌體的凍干粉膠囊及其制備方法,并證實該膠囊能顯著改善失眠癥狀。
國外也有少部分研究
在其他疾病或疾病模型中表明MSCs對失眠具有治療作用。Boika等的研究評估了骨髓MSCs治療對帕金森病(PD)患者運動和非運動癥狀的有效性,該研究借助漢密爾頓抑郁量表、匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)、Epworth嗜睡量表、非運動癥狀量表和39項PD問卷等量表評估非運動癥狀的強度,發(fā)現(xiàn)移植組非運動癥狀(包括睡眠障礙)的嚴重程度顯著降低。
此外,既往一些研究報道了干細胞移植前、移植過程中及移植后患者睡眠情況,但僅小部分研究對移植后失眠癥狀是否改善進行了持續(xù)追蹤。Enderlin等在造血干細胞移植(HSCT) 前后進行2次多導(dǎo)睡眠監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)移植前患者入睡后清醒時間長,睡眠效率低,許多患者還表現(xiàn)出阻塞性睡眠呼吸暫停和頻繁的腿部不適,接受治療后,患者睡眠質(zhì)量較前變好。
Bevans等的研究描述了同種異體HSCT前和移植后0d、30d和100d76例成人患者的癥狀體驗,根據(jù)癥狀困擾量表的11個癥狀評估癥狀發(fā)生、困擾和頻率,發(fā)現(xiàn)在移植0d受試者中32%發(fā)生失眠,30d11的患者存在失眠癥狀,較前明顯下降。這些研究發(fā)現(xiàn)HSCT治療過程中及治療后患者睡眠質(zhì)量改善,間接提示干細胞治療可能可以應(yīng)用于CID的治療。總之,以上研究表明,干細胞技術(shù)在治療CID中顯示出良好前景,這為開發(fā)CID患者干細胞治療途徑打開了新的視角。
干細胞治療失眠的作用機理
中樞神經(jīng)系統(tǒng)可通過自身內(nèi)源性神經(jīng)干細胞(NSCs)來修復(fù),但原始NSCs數(shù)量稀少,且處于靜止狀態(tài),由于缺乏標志而不能高度純化分離,很難克隆化。因此,MSCs移植或可為失眠治療提供一個新的手段。
神經(jīng)保護及修復(fù):針對CID患者存在大腦皮質(zhì)神經(jīng)元細胞的退化、變性、凋亡等損傷,作為目前臨床研究廣泛的醫(yī)療技術(shù),MSCs具備組織修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)等方面的作用。Mao等的研究表明牙齦來源的MSCs-細胞外囊泡可激活Schwann細胞修復(fù),促進神經(jīng)細胞再生,通過靜脈輸注,其分泌的大量神經(jīng)營養(yǎng)因子在改善神經(jīng)遞質(zhì)環(huán)境、維護神經(jīng)細胞組織完整性的同時,可以上調(diào)患者的Treg細胞,完成對損傷細胞的修復(fù)與補充,最終改善長期失眠導(dǎo)致的各種癥狀。
免疫調(diào)節(jié):MSCs具有固有的免疫調(diào)節(jié)特性,通過直接接觸免疫細胞和局部微環(huán)境因素,影響大多數(shù)免疫效應(yīng)細胞的功能。Wang等總結(jié)了MSCs調(diào)節(jié)免疫的機制,包括抑制巨噬細胞活化,使其由促進促炎因子分泌的M1表型向抗炎的M2表型轉(zhuǎn)化,并通過相關(guān)蛋白(如 IL-10)、外泌體和炎癥因子進行調(diào)節(jié),同時,MSCs能夠抑制樹突狀細胞(DC)的增殖、成熟和分化,增強T淋巴細胞、B淋巴細胞的功能,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。干細胞的免疫調(diào)節(jié)作用可以幫助降低患者體內(nèi)因失眠引起的免疫細胞及炎性因子的增多,改善CID患者的免疫功能紊亂,起到明顯的抗炎和調(diào)節(jié)免疫作用。
影響睡眠-覺醒相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì):干細胞移植治療影響神經(jīng)遞質(zhì)水平。SD改變維持睡眠-覺醒狀態(tài)相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的水平,而干細胞治療影響神經(jīng)遞質(zhì)水平,但相關(guān)研究并不多,因此深入了解干細胞治療對于相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)水平的影響,將有助于我們理解干細胞治療CID的機制。
干細胞移植治療慢性失眠障礙的困境與展望
綜上所述,CID患者存在大腦皮質(zhì)神經(jīng)元細胞的退化、變性、凋亡等損傷,也存在免疫紊亂。
MSCs具有跨胚層分化潛能,在適宜條件下可以轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細胞,具備修復(fù)細胞損傷、免疫調(diào)節(jié)、抗炎等多方面的作用,其分泌的大量神經(jīng)營養(yǎng)因子在改善神經(jīng)遞質(zhì)環(huán)境、維護神經(jīng)細胞組織的完整性的同時,完成對損傷細胞的修復(fù)與補充。
干細胞的免疫調(diào)節(jié)作用可幫助降低患者體內(nèi)因失眠引起的免疫細胞及炎性因子的增多,起到明顯的抗炎和調(diào)節(jié)免疫作用。干細胞治療也可能通過調(diào)節(jié)睡眠-覺醒相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的表達水平影響睡眠,最終起到改善失眠癥狀、減少不良預(yù)后風險,達到治療CID的目的。神經(jīng)發(fā)生受到睡眠和基因表達表觀遺傳修飾的調(diào)控,同時睡眠也調(diào)節(jié)干細胞的穩(wěn)態(tài)和功能。MSCs是改善因睡眠剝奪造成的細胞損傷和免疫紊亂的理想方法。因此,我們有理由推測,干細胞治療可能成為慢性失眠患者一種有前景的治療手段。
目前干細胞治療仍存在一些難題。一方面,由于其倫理、可控性、經(jīng)濟等方面的原因,目前大多數(shù)在體研究只在嚙齒類動物進行,缺乏大型Ⅲ期臨床試驗的研究結(jié)果;人體病變可能與定制的實驗室模型有很大的不同,為了確保干細胞治療的有效性與安全性,必須在基礎(chǔ)研究、臨床前和臨床研究之間建立更好的聯(lián)系。
另一方面,人體內(nèi)的間充質(zhì)干細胞較少,無法分離后直接輸入體內(nèi)用于治療。再者,如何保證移植細胞存活,如何定向分化并發(fā)揮治療作用,如何選擇最佳治療方案(干細胞類型、數(shù)量、移植時機和途徑等),目前尚無標準。與預(yù)期相比,臨床結(jié)局方面的結(jié)果可能不甚理想。此外,植入的神經(jīng)細胞是否形成其他功能性突觸/環(huán)路,突觸可塑性和重建神經(jīng)元細胞連接的方向也需要進一步明確。
參考資料:鐘曌,張麗萍,趙顯超,等. 干細胞治療慢性失眠障礙的現(xiàn)狀和展望[J]. 中風與神經(jīng)疾病雜志,2022,39(3):221-224. DOI:10.19845/j.cnki.zfysjjbzz.2022.0056.
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