原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙(PTD)是由基因突變引起的,并且通常逐漸進(jìn)展。目前,尚無(wú)能夠抑制進(jìn)展的療法。神經(jīng)干細(xì)胞(NSC)正在被研究作為神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缰酗L(fēng)和創(chuàng)傷)的潛在療法。
肌張力障礙涉及主動(dòng)肌和拮抗肌同時(shí)收縮,導(dǎo)致不自覺(jué)的持續(xù)和重復(fù)姿勢(shì)以及定向運(yùn)動(dòng)。原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙 (PTD) 的發(fā)病機(jī)制與多種基因突變有關(guān)。PTD常常導(dǎo)致患者嚴(yán)重殘疾。PTD的傳統(tǒng)療法包括口服抗帕金森病藥物、肉毒桿菌神經(jīng)毒素、蒼白球切開(kāi)術(shù)和深部腦刺激 (DBS) 。然而,這些療法通常無(wú)法有效預(yù)防 PTD 進(jìn)展,可能會(huì)引起嚴(yán)重的副作用,并且成本高昂(例如DBS設(shè)備)。神經(jīng)干細(xì)胞(NSC)療法在帕金森病、小腦萎縮、中風(fēng)和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病領(lǐng)域取得了一些臨床進(jìn)展。這種方法的臨床療效為其抑制PTD 進(jìn)展帶來(lái)了希望。
神經(jīng)干細(xì)胞移植治療原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙:一例報(bào)告
本研究探討了通過(guò)立體定向手術(shù)對(duì)一名原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙患者進(jìn)行神經(jīng)干細(xì)胞移植的有效性,該患者在手術(shù)后4年的隨訪中表現(xiàn)出部分神經(jīng)功能恢復(fù)。據(jù)我們所知,這是首次報(bào)道神經(jīng)干細(xì)胞移植用于治療原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙。
方法:患者的基因檢測(cè)顯示扭轉(zhuǎn)肌張力障礙1 (DYT1) 基因 (907-909delGAG) 存在突變。通過(guò)立體定向手術(shù)將神經(jīng)干細(xì)胞植入患者雙側(cè)蒼白球。
結(jié)果:術(shù)前,患者的(Burke-Fahn-Marsden)肌張力障礙運(yùn)動(dòng)評(píng)分(BFMDMS)為21分,術(shù)后逐漸下降,術(shù)后1、2、3、4年分別降至18、17、15、13分。術(shù)后4年,BFMDMS改善了38.1%。盡管計(jì)算機(jī)斷層掃描和磁共振成像檢查顯示手術(shù)前后沒(méi)有顯著變化,但術(shù)后腦部正電子發(fā)射斷層掃描顯示移植區(qū)域的葡萄糖代謝增加。神經(jīng)干細(xì)胞移植在該患者中的臨床療效表明其治療原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙患者的潛力。
患者選擇
本研究選擇的患者為18歲男性,患有PTD,預(yù)產(chǎn)期剖宮產(chǎn)出生,無(wú)任何遺傳病家族史,無(wú)腦炎、黃疸、腦腫瘤病史或外傷。他在5歲時(shí)首次出現(xiàn)左下肢不自主痙攣和扭轉(zhuǎn),沒(méi)有任何誘發(fā)因素。臨床特征從5歲至9歲逐漸擴(kuò)展到全身。18歲時(shí),患者無(wú)法書寫、抓握、站立或行走。他吞咽固體食物有些困難,但沒(méi)有癲癇癥狀?;颊咧橇φ!n^部計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT;圖1a)和磁共振成像(MRI;圖2a)提示大腦輕度萎縮。PTD是根據(jù)上述數(shù)據(jù)診斷的。
(A) 術(shù)前CT顯示腦萎縮。
(BE)術(shù)后1年、2年、3年、4年CT與術(shù)前相比均無(wú)明顯變化。
(F)術(shù)前18F-氟脫氧葡萄糖 (FDG) PET 掃描顯示,整個(gè)大腦皮層FDG攝取彌漫性減少,細(xì)胞核FDG攝取相對(duì)高于其他區(qū)域。術(shù)前1天,豆?fàn)詈撕颓鹉X的標(biāo)準(zhǔn)化攝取值 (SUV) 平均值/最大值分別為4.3/5.8和3.3/4.5。
(GJ) 神經(jīng)干細(xì)胞移植治療后分別 1、2、3 和 4 年的 18F-FDG PET 掃描顯示,雙側(cè)植入部位的豆?fàn)詈撕颓鹉X對(duì) 18F-FDG的攝取增加(紅十字)與植入前相同部位進(jìn)行比較。 豆?fàn)詈撕颓鹉X的SUV*平均值/最大值在 1、2、分別是術(shù)后3年和4年。 該結(jié)果表明移植后葡萄糖代謝比移植前稍高。
(A) 術(shù)前 MRI 顯示腦萎縮。 (BD)術(shù)后1年、3年、4年MRI與術(shù)前MRI相比無(wú)明顯變化。 (E) 術(shù)后3天,計(jì)算機(jī)斷層掃描顯示沒(méi)有出血或水腫。
遺傳分析、影像觀察和隨訪
遺傳分析發(fā)現(xiàn)患者DYT1?(?TOR1A?)第五外顯子存在突變 (907-909 delGAG) 。他對(duì)神經(jīng)外科手術(shù)表現(xiàn)出良好的耐受性,并于4點(diǎn)出院。沒(méi)有與細(xì)胞植入或外科手術(shù)相關(guān)的嚴(yán)重不良事件。POD時(shí)的CT掃描顯示沒(méi)有出血或水腫(圖2e)。術(shù)后1個(gè)月,患者的PTD癥狀開(kāi)始改善。BFMDMS逐漸增加,從術(shù)前的21分別增加到術(shù)后1、2、3和4年的18、17、15和13,術(shù)后4年改善38.1%(表1)。
BFMDMS,Burke-Fahn-Marsden 肌張力障礙運(yùn)動(dòng)評(píng)分。
CT(圖1b-e)和MRI(圖2b-d)掃描顯示4年隨訪期間沒(méi)有顯著變化。?手術(shù)前1天(圖1f)和手術(shù)后1、2、3和4年(圖1g-j)?獲得18F-FDGPET掃描。術(shù)后雙側(cè)植入部位豆?fàn)詈撕颓鹉X18F-FDG攝取值較術(shù)前增加。這一結(jié)果表明,自移植以來(lái),葡萄糖代謝逐年略有增加。
討論
作為遺傳性原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙最常見(jiàn)和最嚴(yán)重的形式之一,DYT1的特點(diǎn)是兒童期發(fā)病的進(jìn)行性肌張力障礙,通常以節(jié)段性(主要是手臂或腿部)肌張力障礙開(kāi)始,隨后普遍化。病理主要表現(xiàn)為基底節(jié)尾狀核和殼核小神經(jīng)細(xì)胞變性,蒼白球變性,小腦齒狀核細(xì)胞缺失。本研究中,患者的臨床表現(xiàn)與DYT1表型一致,基因檢測(cè)結(jié)果證實(shí)其為DYT1陽(yáng)性。腦CT和MRI檢查顯示腦萎縮。腦部PET掃描顯示,大腦皮層的葡萄糖代謝普遍下降??傊?,這些發(fā)現(xiàn)支持上述病理退化模式。
原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙的傳統(tǒng)治療包括各種藥物、腦內(nèi)核損傷和DBS。盡管DBS在一定程度上是有利的,但它無(wú)法抑制PTD進(jìn)展。神經(jīng)干細(xì)胞研究的最新進(jìn)展使得神經(jīng)干細(xì)胞移植能夠用于治療原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙。在某些條件下,神經(jīng)干細(xì)胞可以增殖、遷移并分化為特定位置的神經(jīng)細(xì)胞,以替代局部受損的細(xì)胞。通過(guò)這些過(guò)程,神經(jīng)干細(xì)胞修復(fù)異常的神經(jīng)通路,分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子并保護(hù)受損的神經(jīng)元。
因此,神經(jīng)干細(xì)胞移植可能能夠補(bǔ)充因衰老、損傷或疾病而損失的細(xì)胞。由于NSCs的免疫原性較低,移植后的免疫排斥反應(yīng)非常輕微,為NSCs的存活提供了有利的條件。神經(jīng)干細(xì)胞移植已用于治療成人帕金森病、小腦萎縮和中風(fēng)后遺癥。神經(jīng)干細(xì)胞在這些情況下的效用為它們用于治療PTD提供了理論基礎(chǔ)。研究人員動(dòng)員腦室下區(qū)的內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞來(lái)替代黑質(zhì)中的多巴胺能細(xì)胞,從而恢復(fù)紋狀體多巴胺水平并改善帕金森病患者的運(yùn)動(dòng)癥狀。
總結(jié)
據(jù)我們所知,這是第一項(xiàng)使用神經(jīng)干細(xì)胞移植治療原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙患者的研究。該患者表現(xiàn)出腦組織惡化,術(shù)前CT和MRI掃描顯示腦萎縮,PET掃描顯示腦葡萄糖代謝下降。經(jīng)過(guò)4年的隨訪,患者沒(méi)有出現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞移植引起的并發(fā)癥。他的BFMDMS持續(xù)下降,在手術(shù)后4年內(nèi)改善了38.1%。NSC治療后1個(gè)月內(nèi)患者病情開(kāi)始好轉(zhuǎn),6個(gè)月后病情穩(wěn)定。移植部位葡萄糖攝取增加,表明NSCs可能在細(xì)胞更替和神經(jīng)通路修復(fù)中發(fā)揮作用。
在本研究中,NSC移植是使用無(wú)框架立體定向手術(shù)技術(shù)完成的。立體定向手術(shù)是一項(xiàng)成熟且可靠的技術(shù),多年來(lái)已廣泛應(yīng)用于神經(jīng)外科臨床。立體定向手術(shù)的使用確保了定位準(zhǔn)確且創(chuàng)傷最小。將NSC直接移植到基底神經(jīng)節(jié)附近。NSC治療后患者沒(méi)有表現(xiàn)出出血。
神經(jīng)干細(xì)胞移植治療原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙患者目前正處于早期臨床探索階段,在成為標(biāo)準(zhǔn)的臨床治療之前仍有一些問(wèn)題需要解決。
- 首先,神經(jīng)干細(xì)胞的致瘤性仍然是一個(gè)主要問(wèn)題,一些研究已經(jīng)分析了腫瘤生成的可能性。本研究中的患者在4年的隨訪期間沒(méi)有出現(xiàn)任何神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤,但評(píng)估NSC治療的安全性需要更長(zhǎng)的觀察時(shí)間。
- 其次,神經(jīng)干細(xì)胞的免疫排斥是一個(gè)相關(guān)問(wèn)題。大多數(shù)研究人員認(rèn)為,由于血腦屏障的完整性和NSC的輕微免疫原性,很少發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。本研究中的患者未接受長(zhǎng)期免疫抑制治療,NSC移植后未出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)。
DYT1陽(yáng)性原發(fā)性扭轉(zhuǎn)肌張力障礙患者的在神經(jīng)干細(xì)胞移植4年后隨訪期內(nèi)顯示出一定的臨床療效。盡管如此,仍需要對(duì)更多患者進(jìn)行治療評(píng)估并進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的隨訪,以證實(shí)結(jié)果并確定神經(jīng)干細(xì)胞分化的機(jī)制。
參考資料:Ren, W., Yin, F., Zhang, J., Lu, W., Liang, Y., Adlerberth, J., & Tian, Z. (2016). Neural stem cell transplantation for the treatment of primary torsion dystonia: A case report. Experimental and Therapeutic Medicine, 12, 661-666. https://doi.org/10.3892/etm.2016.3392
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