阿爾茨海默病 (AD) 是最常見的癡呆癥類型，2019年導(dǎo)致超過121,499例AD死亡，使AD成為美國第六大原因。AD是一種進行性神經(jīng)退行性疾病，其特征是記憶力下降和行為障礙，影響一個人獨立運作的能力，最終導(dǎo)致死亡。當(dāng)前對AD治療的迫切需求干細胞治療領(lǐng)域的進步，使得干細胞成為治療阿爾茨海默病一個有前途的研究領(lǐng)域。

盡管干細胞技術(shù)取得了進步，并通過鼓勵在AD動物模型中使用干細胞來證實，但評估干細胞療法療效的臨床試驗數(shù)量有限，許多正在進行的AD細胞療法臨床試驗的結(jié)果仍懸而未決。神經(jīng)干細胞（NSC）一直是這些研究的主要焦點，報告了有關(guān)安全性的令人鼓舞的結(jié)果，但其功效尚未得到證實。

在本文中，我們回顧了不同來源的干細胞治療阿爾茨海默病的最新進展，并提供了國家和國際注冊處每項可用臨床試驗的綜合列表。最后，我們討論了AD病理學(xué)帶來的缺點和阻礙干細胞技術(shù)從實驗室向臨床過渡的技術(shù)限制。我們的研究結(jié)果強調(diào)需要增加臨床試驗，以揭示移植細胞的作用方式和潛在治療機制以及控制再生和神經(jīng)元微環(huán)境的分子機制。

治療阿爾茨海默病的干細胞類型有哪些

胚胎干細胞治療阿爾茨海默病

胚胎干細胞在體外具有無限的增殖壽命，同時還具有在體內(nèi)產(chǎn)生任何成體細胞的能力。限制ESC在臨床試驗中使用的障礙包括其純化和保存過程、分離細胞多能性的驗證、胚胎體形成、其致瘤能力以及使用人類ESC（hESC）所產(chǎn)生的倫理影響源于植入前胚胎。然而，它們作為AD嚙齒動物模型細胞移植來源的作用已得到廣泛研究。

臨床前研究已在體外使用各種生長因子和化合物成功地從hESC中產(chǎn)生了NPC。關(guān)于它們的功效，一些動物AD模型的臨床前研究已經(jīng)顯示出有希望的結(jié)果。整個Meynert基底核 (NBM) 的基底前腦膽堿能神經(jīng)元 (BFCN) 的神經(jīng)元和突觸退化導(dǎo)致病理性膽堿能不足。NBM是新皮質(zhì)膽堿能神經(jīng)支配的重要來源，并且在AD中受到影響，因此，退化的BFCN的重新增殖可能是改善AD患者認知癥狀的重要一步。

胚胎神經(jīng)干細胞也被研究為AD小鼠模型中治療細胞的另一種可能來源。神經(jīng)干細胞是多能神經(jīng)前體細胞，在體外和體內(nèi)均可分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞。人們提出了解釋NSC可能的疾病改善作用的不同機制，包括神經(jīng)血管損傷修復(fù)、通過與小膠質(zhì)細胞相互作用進行免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)元替代、神經(jīng)遞質(zhì)補充、促進突觸可塑性和細胞存活的神經(jīng)營養(yǎng)支持。NSC可以分化并產(chǎn)生成熟的神經(jīng)元（直接神經(jīng)發(fā)生），也可以首先分化為神經(jīng)NPC（間接神經(jīng)發(fā)生）。

胎兒和成人神經(jīng)干細胞治療阿爾茨海默癥

僅在少數(shù)研究中，胎兒來源的人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)衍生的神經(jīng)干細胞（huCNS-SC）一直是干細胞的主要來源。當(dāng)移植到NSE/APPsw轉(zhuǎn)基因AD模型小鼠的側(cè)腦室時，它們已表現(xiàn)出成功的植入、遷移和分化特性。觀察到通過BASE1表達減少tau磷酸化和Aβ產(chǎn)生，小膠質(zhì)細胞失活，隨后神經(jīng)炎癥減少，以及細胞凋亡信號減弱，從而誘導(dǎo)突觸可塑性。此外，與對照組相比，移植小鼠表現(xiàn)出空間記憶的改善。

僅在中國臨床試驗注冊中心記錄了測試這些類型干細胞的臨床試驗（表1）。

一項單中心隨機雙盲試驗將評估ANGE004人類神經(jīng)干細胞 (hNSC) (ChiCTR2000028744) 的安全性和有效性。分為三組，每組10名患者，將鼻內(nèi)接受低、中或高劑量的hNSC，而另一組將接受安慰劑藥物。主要和次要結(jié)果將包括不良事件和神經(jīng)心理學(xué)措施。

另一項具有類似設(shè)計的隨機雙盲研究 (ChiCTR2000039011) 將招募36名患者并評估鼻內(nèi)hNSC給藥的安全性和有效性。值得注意的是，一項開放標(biāo)簽研究（ChiCTR-ONC-17014171）旨在檢驗自體NSC管理的可行性，但尚未獲得倫理委員會的批準(zhǔn)。

間充質(zhì)干細胞和造血干細胞治療阿爾茨海默癥

在不同的成體干細胞系中，間充質(zhì)干細胞和造血干細胞很容易獲得，因此作為AD的可能治療方法已成為研究最廣泛的細胞系。MSC是分層的出生后干細胞，能夠自我更新并保留多種分化能力。間充質(zhì)干細胞可以從多種來源分離，并且可以分化成多種類型的組織，具有高擴增能力和低免疫原性和致癌潛力。

關(guān)于其在AD病理學(xué)中的作用，據(jù)報道，間充質(zhì)干細胞可以通過釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子來增強神經(jīng)發(fā)生，增強Aβ清除率，通過上調(diào)IL-10等神經(jīng)保護細胞因子來改變先天性和適應(yīng)性免疫細胞反應(yīng)，同時減少促炎細胞因子的量TNF-α和IL-1β。還觀察到β-淀粉樣蛋白沉積減少和小膠質(zhì)細胞吞噬活性增加。

多項臨床研究已記錄了hUC-MSC對AD患者可能的治療益處（表2）。

開放標(biāo)簽I期試驗 (NCT01297218) 中的NEUROSTEM?-AD治療（人臍帶血衍生間充質(zhì)干細胞）在前12周內(nèi)沒有出現(xiàn)嚴重不良事件，也沒有劑量限制性毒性也不是在長期、24個月的隨訪期內(nèi)，該隨訪期在I/IIa期 (NCT01696591) 臨床試驗中進行了評估。

此外，作者報告說，將hUCB-MSC立體定向施用到海馬和楔前葉是可行的、安全的且耐受性良好。然而，數(shù)據(jù)表明，受試者的認知能力下降速度比典型的AD進展速度更快，作者將其歸因于該疾病的早發(fā)階段。由于樣本量小且缺乏對照組，無法就療效得出安全結(jié)論。

另一項雙盲、單中心、I/IIa期臨床試驗 (NCT02054208) 研究了NEUROSTEM?3次重復(fù)腦室內(nèi) (ICV) 給藥的安全性、劑量限制毒性和探索性療效。這項研究由兩個階段組成：第一個階段是開放標(biāo)簽，參與者被分為低劑量組和高劑量組。在第二個雙盲隨機階段，患者被分配到高劑量組或安慰劑組。治療后24周的不良反應(yīng)和神經(jīng)心理學(xué)評分修改（ADAS-Cog、MMSE等）是測量的結(jié)果。

迄今為止，該研究第一階段的結(jié)果已經(jīng)提供。有3名患者被分配到低劑量組，6名患者被分配到高劑量組。hUCB-MSC通過Ommaya儲庫直接注入右側(cè)腦室3次，每4周一次。沒有記錄到植入副作用，然而，所有參與者在hUCB-MSC給藥后均出現(xiàn)發(fā)燒，且發(fā)燒持續(xù)時間不超過36小時，也沒有導(dǎo)致并發(fā)癥。腦脊液 (CSF) 中還發(fā)現(xiàn)短暫的白細胞增多，高劑量組的白細胞計數(shù)較高。這些免疫反應(yīng)歸因于間充質(zhì)干細胞，盡管有證據(jù)表明它們具有低免疫原性潛力。至于療效，注射后1天觀察到腦脊液生物標(biāo)志物減少和MSC生物標(biāo)志物（Galactin-3、sICAM-1、顆粒體蛋白前體、GDF-15）增加，但在注射后1天沒有再次觀察到。4周檢查點，作者將其歸因于MSC的壽命較短。

脂肪干細胞治療阿爾茨海默病

脂肪源性SC (ADSC) 已被廣泛研究，因為脂肪組織是MSC的可利用儲存庫。通過MWM和新物體識別 (NOR) 測試評估，在APP/PS1小鼠腦內(nèi)注射ADSC可減少Aβ沉積、激活小膠質(zhì)細胞并增強認知功能。在Tg2576AD模型小鼠中靜脈輸注人ADSC也表現(xiàn)出類似的效果，以及分泌抗炎和神經(jīng)營養(yǎng)因子。

臨床前證據(jù)已轉(zhuǎn)化為多項正在進行的臨床試驗（表3）。

自體脂肪源性基質(zhì)血管成分 (ADSVF)（ADSC和造血干細胞的來源）的I期試驗研究了31名神經(jīng)系統(tǒng)患者注射ICV的安全性，其中10名患有AD的患者此前所有可用的治療方案都失敗了。根據(jù)先前ADSVF安全性試驗的標(biāo)準(zhǔn)選擇患者，其中ADVSF是靜脈內(nèi)或關(guān)節(jié)內(nèi)給藥 (NCT01953523)，但尚未發(fā)表結(jié)果。每2-3個月通過植入的Ommaya儲庫或通過現(xiàn)有的功能性VP分流器注射一次細胞。據(jù)報道，唯一令人擔(dān)憂的副作用是持續(xù)不到24小時的輕微頭痛和手術(shù)切口疼痛。在AD患者中，8例在認知測試中保持穩(wěn)定或改善，3例顯示腦脊液中磷酸t(yī)au和Aβ負荷減少，并且在1例患者中，經(jīng)過8次基質(zhì)血管分數(shù)治療后，海馬體積從不到第5個百分位增加到第48個百分位（SVF）注射。

脂肪間充質(zhì)干細胞外囊泡（也稱為干細胞外泌體）的施用似乎是干細胞移植的一種有前途的替代方案。外泌體是天然存在的納米大小的囊泡，由天然脂質(zhì)雙層組成，具有豐富的粘附蛋白，易于與細胞膜相互作用。

給APP/PS1小鼠施用ADSC-外泌體可促進模型小鼠的神經(jīng)發(fā)生、減少 Aβ斑塊并挽救記憶缺陷。目前正在招募的兩項研究，即開放標(biāo)簽I/II期 (NCT04388982) 和ChiCTR2000032579臨床試驗，將評估同種異體脂肪MSC衍生的外泌體 (MSC-Exos) 在50歲以上輕度或中度患者中的安全性和有效性AD（表3）。這兩項研究都將評估肝/腎功能實驗室值和不良事件作為主要結(jié)果指標(biāo)，而ADAS-Cog評分、生活質(zhì)量評估、MRI和PET-CT神經(jīng)影像學(xué)作為次要指標(biāo)。

骨髓間充質(zhì)干細胞治療阿爾茨海默癥

由于其可及性，骨髓MSC (BM-MSC) 通常與ADSC一起作為干細胞治療用于各種疾病模型。通過MWM測試檢查，與鹽水處理的小鼠相比，移植到3xTg-AD模型小鼠側(cè)腦室的人類BM-MSC保留了其工作記憶。同時，在內(nèi)嗅皮質(zhì)中檢測到Aβ56水平降低，谷氨酰胺合酶水平保持不變，而室下區(qū) (SVZ) 則誘導(dǎo)神經(jīng)發(fā)生。

這些令人鼓舞的臨床前結(jié)果促進了眾多臨床試驗的開展（表4）。

一項前瞻性、隨機、雙盲I期研究 (NCT02600130) 目前正在評估Longeveron同種異體人類間充質(zhì)干細胞 (LMSC) 治療臨床診斷AD患者的安全性和有效性。33名50-80歲的參與者按照2:2:1的比例隨機分配，分別接受低劑量（2000萬）或高劑量（1億）LongeveronMSC或安慰劑靜脈注射。治療相關(guān)不良事件的發(fā)生率將被記錄為主要結(jié)局，而初步療效指標(biāo)，包括ADAS-Cog評分、生活質(zhì)量評估、血液和腦脊液生物標(biāo)志物以及MRI容積測定，被定義為次要結(jié)局。

同種異體BM-MSC的效果也正在進行多中心、隨機、單盲評估；交叉IIa期試驗 (NCT02833792)，使用抗缺血MSC。根據(jù)NINCDS-ADRDA標(biāo)準(zhǔn)診斷為輕度至中度癡呆且MMSE評分在12至24之間的55-80歲患者將在治療后評估可能的不良事件和神經(jīng)認知測試評分。

另一項多中心、非隨機、開放標(biāo)簽研究 (NCT03724136) 目前處于招募狀態(tài)，將評估自體BM-MSC在AD和自閉癥譜系障礙中的使用。一百名有癡呆癥或自閉癥譜系障礙診斷記錄的患者，如果患有癡呆癥，MMSE評分為24或更低，則有資格參加。然后，參與者將被分配到三個組之一。第一條手臂將靜脈注射14ccBM-MSC部分，第二條手臂還將在術(shù)前和術(shù)后第一天在額葉區(qū)域使用FDA批準(zhǔn)的設(shè)備進行近紅外光治療，第三條手臂將接受近紅外光治療。與靜脈內(nèi)的BM-MSC組合，鼻內(nèi)施用1cc的BM-MSC部分。MMSE評分將是AD和癡呆癥患者的主要結(jié)局，目標(biāo)是在1年隨訪中提高3分，次要結(jié)局將包括有關(guān)日?；顒雍蜕钯|(zhì)量的定性數(shù)據(jù)，如患者、朋友和家人。

最后，一項開放標(biāo)簽IIa期研究將嘗試評估NurOwn?自體MSC分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子（MSC-NTF細胞）的安全性和有效性 (EUCTR2020-002872-11-NL) 。將招募40名前驅(qū)或輕度AD患者，并通過鞘內(nèi)注射3劑治療方案。不良事件、功能和代謝改變將構(gòu)成主要結(jié)果，而腦脊液和神經(jīng)退行性變和炎癥的血液生物標(biāo)志物將構(gòu)成次要結(jié)果。值得注意的是，Elecsys系統(tǒng)將用于量化AD生物標(biāo)志物。

外周血是獲取HSC和MSC的已知方法。粒細胞集落刺激因子 (G-CSF)，也稱為非格司亭，已被用于將MSC和HSC從骨髓動員到外周血中。它已被廣泛用于治療白細胞缺乏的患者，因此具有已知的安全性。此外，它還經(jīng)常用于在動物研究中刺激和動員干細胞/祖細胞進行骨髓移植。G-CSF首次被證明可以促進Tg APP/PS1小鼠的神經(jīng)發(fā)生、海馬Aβ負荷減少和認知修復(fù)。

一項隨機I/II期臨床試驗 (NCT01617577) 在8名年齡超過55歲的患者中評估了G-CSF作為AD的治療選擇，可能的AD和MMSE評分在10到24之間?；颊咭悦刻?0mg/kg的劑量皮下注射G-CSF，持續(xù)5天，并在交叉時間接受安慰劑（D5W或5%葡萄糖溶液）持續(xù)5天，而第二組（3名受試者）遵循相反的計劃（安慰劑）隨后是G-CSF)。主要結(jié)果包括ADAS-Cog和配對關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)記憶評分 (PALmem)，以及根據(jù)總試驗持續(xù)時間調(diào)整的PAL評分，這些評分將在治療前（基線）、第2周和第4周進行測量每次干預(yù)后以及第14周試驗結(jié)束時。ADAS-Cog和PAL（總試驗調(diào)整）的降低以及PALmem分數(shù)的增加表明認知功能有所改善。

G-CSF治療導(dǎo)致ADAS-Cog（22.25至21.5）和PAL（總試驗調(diào)整）評分（從33.87至28.48）輕微下降，但這些變化在G-CSF和安慰劑組之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異。另一方面，PALmem評分顯示治療后4周從最初的2.75增加到5.50。

誘導(dǎo)多能干細胞治療阿爾茨海默病

通過逆轉(zhuǎn)至多能狀態(tài)來重新編程體細胞的能力使我們能夠生產(chǎn) iPSC。山中伸彌等人的研究。2006年，使用轉(zhuǎn)錄因子Oct3/4、Sox2、Klf4和c-Myc從小鼠胚胎和成體成纖維細胞中生成iPSC，然后在2007年由人成纖維細胞生成iPSC。產(chǎn)生的iPSC在表型、遺傳、表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄組水平上與ESC表現(xiàn)出許多相似之處，但它們也表現(xiàn)出微妙的功能差異。例如，它們沿著造血、神經(jīng)上皮和神經(jīng)元譜系分化的傾向較低。關(guān)于神經(jīng)學(xué)應(yīng)用，iPSC提出了NSC和NPC的可能來源，具有神經(jīng)源性和膠質(zhì)細胞生成潛力。

在AD動物模型中使用iPSC已顯示出有希望的結(jié)果。當(dāng)動物接受MWM測試時，將人iPSC轉(zhuǎn)化為膽堿能NPC并移植到PDAPP轉(zhuǎn)基因小鼠海馬中，在空間記憶改善方面產(chǎn)生了顯著結(jié)果。

結(jié)論和未來展望

阿爾茨海默病是一種進行性神經(jīng)退行性疾病，由于干細胞具有獨特的再生能力，因此它們可能成為一種有效的治療選擇。由于目前評估干細胞療法療效的臨床試驗數(shù)量有限，許多正在進行的AD細胞療法臨床試驗的結(jié)果仍懸而未決。這主要是由于尚未克服的限制，包括技術(shù)考慮，如細胞移植的時間、劑量和適當(dāng)?shù)某绦颍@些都尚未明確確定。與任何其他器官移植一樣，干細胞療法的缺點之一是需要免疫抑制。

另一方面，祖細胞的使用可能導(dǎo)致腫瘤形成。此外，動物模型和AD患者之間的大腦解剖結(jié)構(gòu)和微環(huán)境存在顯著差異，因此精確表征干細胞對人類AD的有益作用已被證明是困難的。人類AD病理學(xué)大多涉及散發(fā)病例，而轉(zhuǎn)基因動物模型已針對家族型AD開發(fā)出來。這限制了關(guān)于干細胞療法如何以患者特異性方式發(fā)揮作用的知識。

未來的工作需要解決這些問題。未來需要進行臨床前試驗來評估干細胞的不同來源、類型、劑量、長期安全性、有效性和精確的作用機制。

通過臨床前試驗和臨床實驗表明，干細胞移植治療阿爾茲海默癥不僅可以調(diào)節(jié)腦內(nèi)炎癥的大環(huán)境，還能促進神經(jīng)再生和突觸連接，能夠有效的改善患者病情，干細胞治療阿爾茲海默癥未來可期，能讓更多老年癡呆患者病情得到控制和有效改善。

參考資料：Karvelas N, Bennett S, Politis G, Kouris NI, Kole C. Advances in stem cell therapy in Alzheimer’s disease: a comprehensive clinical trial review. Stem Cell Investig 2022;9:2.doi: 10.21037/sci-2021-063

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