帕金森病 (PD) 是由多巴胺水平下降引起的,多巴胺是大腦中產(chǎn)生的一種化學(xué)物質(zhì),負(fù)責(zé)維持平穩(wěn)運(yùn)動和運(yùn)動控制,并影響記憶、愉悅感和動機(jī)。
在帕金森病中,多巴胺生成細(xì)胞的逐漸喪失會導(dǎo)致帕金森病患者出現(xiàn)一系列運(yùn)動和非運(yùn)動癥狀,顯著影響個人的生活質(zhì)量、人際關(guān)系和執(zhí)行某些功能的能力。當(dāng)一個人得到正式的帕金森病診斷時,估計他們已經(jīng)失去了大約一半的多巴胺神經(jīng)元。
目前治療帕金森病的藥物通常包括對癥治療,重點(diǎn)是通過給予人工形式的多巴胺(例如左旋多巴)來減輕運(yùn)動癥狀(例如震顫)。然而,目前缺乏專注于阻止帕金森疾病進(jìn)展和解決疾病緩解治療的方法。最近,利用干細(xì)胞的治療方法因其創(chuàng)新和有前景的方法而受到關(guān)注,這些方法可以替代和恢復(fù)帕金森病患者大腦中逐漸喪失的多巴胺神經(jīng)元。
什么是干細(xì)胞?
干細(xì)胞可以被認(rèn)為是我們器官的通用細(xì)胞或構(gòu)建塊。它們是分支并成為所有其他細(xì)胞(包括大腦、皮膚和肌肉細(xì)胞)的細(xì)胞。最近,研究人員開始關(guān)注干細(xì)胞,作為替代受損或丟失的多巴胺產(chǎn)生細(xì)胞的潛在方法。
干細(xì)胞有不同的來源,包括:成體干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC)。成體干細(xì)胞遍布全身,它們不斷地替代丟失或受損的細(xì)胞。據(jù)估計,我們的成體干細(xì)胞每天會再生并替換體內(nèi)3300億個細(xì)胞(約占體內(nèi)所有細(xì)胞的1%)1。然而,成體干細(xì)胞受到限制,只能替換它們通常居住的器官中的細(xì)胞類型,而我們大腦中的干細(xì)胞的活性不足以替換帕金森病中受損的細(xì)胞。
另一方面,胚胎干細(xì)胞(ESC)可以在整個人體(包括腦細(xì)胞)中產(chǎn)生任何細(xì)胞類型,這使得它們成為治療研究的有趣工具。用于研究的ESC來自體外受精 (IVF) 程序中未使用的胚胎組織(通常會被破壞)。在將這些細(xì)胞用于研究之前,必須滿足道德考慮和廣泛的政府法規(guī),以確保適當(dāng)?shù)陌踩院偷赖虏少?sup>2。
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC)是在實(shí)驗室中通過從人體組織中提取常用細(xì)胞(例如皮膚細(xì)胞)并將其轉(zhuǎn)回干細(xì)胞狀態(tài)而產(chǎn)生的干細(xì)胞。然后,這些iPSC可用于生成任何細(xì)胞類型(例如產(chǎn)生多巴胺的細(xì)胞)并移植回體內(nèi)。由于有可能使用患者自身的細(xì)胞來生成iPSC,因此移植細(xì)胞的排斥風(fēng)險可能較小。
帕金森氏癥的干細(xì)胞療法
多年來,研究人員一直致力于設(shè)計一種有效的帕金森氏癥干細(xì)胞療法,其基礎(chǔ)是他們有可能創(chuàng)造出新的、功能性的多巴胺產(chǎn)生細(xì)胞來替代帕金森氏癥中丟失或受損的細(xì)胞3。
加拿大帕金森病繼續(xù)資助所有治療領(lǐng)域的突破性研究,包括干細(xì)胞,例如由拉瓦爾大學(xué)Tiago Cardoso 博士領(lǐng)導(dǎo)的一個項目,他致力于干細(xì)胞基因工程,以改善移植細(xì)胞的細(xì)胞存活和回路形成4。
一些研究小組已經(jīng)開發(fā)出在實(shí)驗室中使用胚胎干細(xì)胞產(chǎn)生多巴胺前體細(xì)胞的療法,這些細(xì)胞將安全地植入并以與帕金森病大腦中最初丟失的多巴胺產(chǎn)生細(xì)胞相同的方式發(fā)揮作用。
由于ESC在實(shí)驗室中具有自我更新和分裂的能力,因此它們成為用于治療目的的干細(xì)胞的有前途的來源,因為每個接受治療的患者都需要數(shù)百萬個移植細(xì)胞。這種方法可以大規(guī)模生產(chǎn)多巴胺產(chǎn)生細(xì)胞,這些細(xì)胞可以在動物模型中進(jìn)行測試,以確保細(xì)胞在用于人體臨床試驗之前是安全的3。
其他幾個小組已經(jīng)采取了一種方法,從健康的成人供體細(xì)胞(同種異體)或個人自己的皮膚細(xì)胞(自體)開始。這些基于iPSC的方法還會產(chǎn)生多巴胺前體細(xì)胞,這些細(xì)胞將被移植到帕金森病患者的大腦中。然而,由于使用患者特異性iPSC的個性化性質(zhì),該過程可能更加費(fèi)力、耗時且昂貴,一些估計治療一名患者的費(fèi)用為800,000美元?3, 5。
任何細(xì)胞移植療法的兩個主要風(fēng)險是:
- 1)仍然保留干細(xì)胞樣特征的細(xì)胞形成腫瘤的可能性,以及
- 2)移植細(xì)胞的排斥。
因此,在將任何細(xì)胞移植到患者體內(nèi)之前,研究人員在實(shí)驗室中實(shí)施嚴(yán)格的方法,以確保用于移植的細(xì)胞是純多巴胺前體細(xì)胞群。為了防止移植細(xì)胞的排斥,許多團(tuán)體都使用免疫抑制藥物至少12個月3。有趣的是,使用患者自身細(xì)胞作為起始材料的移植不需要使用這些免疫抑制藥物,哈佛大學(xué)對一名帕金森病患者的臨床研究成功證明了這一點(diǎn) 6。
早期臨床試驗結(jié)果顯示出希望
BlueRock Therapeutics最近公布了一項I期臨床試驗的結(jié)果,其中加拿大和美國的12名帕金森病患者接受了低劑量(180萬個細(xì)胞)或高劑量(540萬個細(xì)胞)干細(xì)胞的手術(shù)移植衍生療法稱為bemdaneprocel。對這些患者進(jìn)行了一年的隨訪,以評估整體安全性、耐受性和運(yùn)動癥狀的改善。這些患者將繼續(xù)接受一年的隨訪。
重要的是,在一年的隨訪期間,據(jù)報道沒有患者出現(xiàn)任何與治療相關(guān)的嚴(yán)重不良事件。成像掃描(用于可視化和評估多巴胺活性)還顯示,移植的多巴胺細(xì)胞存活并成功植入患者的大腦中。這意味著該臨床試驗實(shí)現(xiàn)了其主要目標(biāo),即顯示帕金森病患者治療的安全性和耐受性7。
還評估了患者運(yùn)動癥狀的改善情況,低劑量組和高劑量組均有所改善,處于“ON”狀態(tài)的時間更長(癥狀得到良好控制),而處于“OFF”狀態(tài)的時間更少(癥狀惡化)。接受較高劑量的患者在臨床監(jiān)測量表上表現(xiàn)出最大的改善。
STEM-PD小組也已在瑞典開始了1/2期臨床試驗。他們計劃對8名中晚期帕金森病患者進(jìn)行細(xì)胞移植手術(shù)。首先,將給4名患者注射低劑量(700 萬個細(xì)胞),并監(jiān)測6-10個月的安全性,然后再對第二組4名高劑量患者(1420萬個細(xì)胞)進(jìn)行注射。患者將被隨訪12個月,以評估兩種劑量的安全性和耐受性,評估將持續(xù) 3年,以全面評估這種治療在減少臨床運(yùn)動癥狀(例如處于“關(guān)閉”狀態(tài)的時間)方面的有效性8- 9。
位于日本京都的CiRA小組也已開始1/2期臨床試驗,目標(biāo)是在7名帕金森病患者中測試其基于iPSC的干細(xì)胞療法。他們計劃對每位患者進(jìn)行兩年的隨訪,以評估安全性和耐受性。這項研究的結(jié)果預(yù)計將于2024年10 月11日發(fā)布。
最后,Aspen Neuroscience最近獲得FDA批準(zhǔn),可以進(jìn)行一種治療方法的臨床試驗,該治療方法將從帕金森病患者的皮膚細(xì)胞中提取iPSC,然后培養(yǎng)數(shù)百萬個產(chǎn)生多巴胺的細(xì)胞,用于移植回患者自己的大腦中。迄今為止,該公司尚未公布有關(guān)接受給藥的患者人數(shù)或公布即將進(jìn)行的試驗結(jié)果的時間的任何詳細(xì)信息12。
工作小組 | 干細(xì)胞來源 | 臨床階段 | 臨床試驗 ID# | 患者數(shù)量 |
BlueRock Therapeutics | ESC | 完成Ph1 | NCT04802733 | 12 |
STEM-PD | ESC | 開始第一階段 | NCT056354409 | 8 |
CiRA?(Center for iPS Cell Research and Application) | iPSC–同種異體 | 第1/2階段 – 2024年得出結(jié)果 | UMIN000033564 | 7 |
Aspen Neuroscience | iPSC-自體 | 招募第一階段 | 尚未分配 | 尚未披露 |
值得注意的是,干細(xì)胞治療帕金森病方法仍處于試驗階段,加拿大衛(wèi)生部或FDA尚未批準(zhǔn)在帕金森病中廣泛使用。建議帕金森氏癥患者對任何銷售與已批準(zhǔn)的臨床試驗無關(guān)的細(xì)胞移植產(chǎn)品或帕金森氏癥手術(shù)的團(tuán)體保持警惕,并與他們的醫(yī)療團(tuán)隊進(jìn)一步討論這些治療方法。
看到多巴胺細(xì)胞替代療法領(lǐng)域的進(jìn)展令人鼓舞,我們期待未來看到這些小組更先進(jìn)的2期和3期結(jié)果。這些更大規(guī)模的臨床試驗對于為任何潛在治療方法的安全性和有效性提供進(jìn)一步的證據(jù)至關(guān)重要。
參考資料:
- Our Bodies Replace Billions of Cells Every Day – Scientific American
- Stem Cells: What’s the latest?. We discuss the latest research… | by Rachel Lesbirel | Parkinson’s UK | Medium
- Cha, Y. et al., (2023). Current Status and Future Perspectives on Stem Cell-Based Therapies for Parkinson’s Disease.?J Mov Disor.?16(1):22-41 –?link to paper
- Modifying stem cells to treat Parkinson’s – Parkinson Canada
- Doss and Sachinidis. (2019). Current Challenges of iPSC-Based Disease Modeling and Therapeutic Implications. Cells. 8(5); 403 –?link to paper
- Schweitzer, J.S., et al., (2020). Personalized iPSC-Derived Dopamine Progenitor Cells for Parkinson’s Disease.?New Eng. J. Med. 382: 1926-1932 –?link to paper
- BlueRock’s Phase I study with bemdaneprocel in patients with Parkinson’s disease meets primary endpoint – BlueRock Therapeutics LP (bluerocktx.com)
- Kirkeby, A. et al., (2023). Preclinical quality, safety, and efficacy of a human embryonic stem cell-derived product for the treatment of Parkinson’s disease, STEM-PD. Cell Stem Cell. 30(10): P1299-1314. –?link to paper
- The STEM-PD Clinical Trial
- The Bluerockers have started – Cure Parkinson’s (cureparkinsons.org.uk)
- CiRA Annual Report 2022 (kyoto-u.ac.jp)
- Aspen Neuroscience
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