腦損傷是全球普遍存在的問(wèn)題，本文探討干細(xì)胞治療在腦修復(fù)中的應(yīng)用。

目錄

1. 什么是干細(xì)胞療法？
2. 干細(xì)胞療法修復(fù)大腦的作用機(jī)制是什么？
3. 在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中有何應(yīng)用？
4. 臨床進(jìn)展如何？面臨哪些挑戰(zhàn)？

介紹：人類大腦由數(shù)十億個(gè)神經(jīng)元組成。其自我修復(fù)能力往往有限。傳統(tǒng)的治療方式對(duì)創(chuàng)傷性腦損傷、中風(fēng)和神經(jīng)退行性疾病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的療效甚微；然而，這種治療方法通常無(wú)法恢復(fù)失去的功能或逆轉(zhuǎn)損傷。干細(xì)胞療法被認(rèn)為是一種革命性的方法，有望修復(fù)和再生受損的腦組織。

創(chuàng)傷性腦損傷 (TBI) 是全球范圍內(nèi)的重大健康問(wèn)題。目前，臨床上尚無(wú)有效的治療方法可以增強(qiáng)患者的神經(jīng)結(jié)構(gòu)修復(fù)和功能恢復(fù)。最近的研究表明，成年哺乳動(dòng)物大腦神經(jīng)源性區(qū)域中的成體神經(jīng)干細(xì)胞通常在應(yīng)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS) 損傷時(shí)具有再生和修復(fù)作用?；蛘撸?xì)胞移植是一種修復(fù)和再生受傷腦細(xì)胞的潛在技術(shù)。本文討論了神經(jīng)干細(xì)胞修復(fù)受傷大腦的潛力，目標(biāo)是調(diào)節(jié)內(nèi)源性成體神經(jīng)發(fā)生。此外，它促進(jìn)創(chuàng)傷性腦損傷后的再生。神經(jīng)干細(xì)胞還具有進(jìn)行神經(jīng)移植以修復(fù)受傷大腦的能力。

什么是干細(xì)胞療法？

干細(xì)胞是特殊的細(xì)胞，可以發(fā)育成體內(nèi)各種細(xì)胞類型。它們可以自我繁殖和更新，使其成為再生醫(yī)學(xué)的資源。干細(xì)胞療法涉及利用這些細(xì)胞的再生潛力來(lái)修復(fù)或替換受損組織。

兩種類型的干細(xì)胞在腦修復(fù)方面表現(xiàn)出特別好的前景：

• 胚胎干細(xì)胞（ESC）。
• 誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞 (iPSC)。

胚胎干細(xì)胞 (ESC) 是從早期胚胎中提取的，而 iPSC 則來(lái)自經(jīng)過(guò)重新編程以像 ESC 一樣運(yùn)作的成體細(xì)胞。兩者都可以分化成神經(jīng)細(xì)胞，即神經(jīng)系統(tǒng)的組成部分。

美國(guó)每年約有 350,000 人受到嚴(yán)重和中度創(chuàng)傷性腦損傷的影響，這種損傷可能導(dǎo)致長(zhǎng)期殘疾。這種損傷率已導(dǎo)致美國(guó)有 300 多萬(wàn)人殘疾。盡管創(chuàng)傷性腦損傷后的存活率較高，但美國(guó)每年仍有 80,000 人（約）遭受創(chuàng)傷性腦損傷，導(dǎo)致嚴(yán)重的長(zhǎng)期殘疾。這些損傷包括記憶和行為，并可能導(dǎo)致完全植物人狀態(tài)（個(gè)人無(wú)法進(jìn)行需要思考或有意識(shí)意圖的活動(dòng)）。這300萬(wàn)幸存者中的大多數(shù)人依靠他人進(jìn)行日常護(hù)理。

各種臨床和動(dòng)物模型研究表明，嚴(yán)重甚至中度創(chuàng)傷性腦損傷可能是由于神經(jīng)元和白質(zhì)損失以及進(jìn)一步的腦萎縮和神經(jīng)功能障礙造成的。損傷可能是局部損傷，因?yàn)樗ǔ３霈F(xiàn)在急性硬膜下血腫后，也可能是彌漫性損傷，并伴有明顯延遲的神經(jīng)元損失，因?yàn)樗ǔ０l(fā)生在彌漫性軸突損傷后。迄今為止，尚無(wú)有效的創(chuàng)傷性腦損傷治療方法。

目前的治療方法通常旨在減少二次創(chuàng)傷的程度，而不是修復(fù)原發(fā)性損傷造成的損害。創(chuàng)傷性腦損傷后，海馬體特別容易受到二次損傷。與學(xué)習(xí)和記憶問(wèn)題相關(guān)的海馬體損傷是腦損傷的標(biāo)志。它們是創(chuàng)傷性腦損傷中最具破壞性的缺陷，因?yàn)樗鼈儠?huì)通過(guò)損害就業(yè)和社交互動(dòng)來(lái)阻止患者重新融入日常生活。

干細(xì)胞療法修復(fù)大腦疾病的作用機(jī)制是什么？

當(dāng)干細(xì)胞被輸送到大腦時(shí)，它可以通過(guò)多種機(jī)制發(fā)揮治療作用：

1. 細(xì)胞替代：干細(xì)胞可以分裂成神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞（一種神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞亞型，構(gòu)成人類中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS) 中的大多數(shù)細(xì)胞）和其他神經(jīng)細(xì)胞類型，從而替代受損或腦丟失的細(xì)胞。
2. 微環(huán)境的調(diào)節(jié)：干細(xì)胞可以改變大腦的局部微環(huán)境，增強(qiáng)組織修復(fù)、新血管的形成（血管生成）和神經(jīng)回路重塑。
3. 神經(jīng)保護(hù)：干細(xì)胞產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)因子和細(xì)胞因子，促進(jìn)減少炎癥、提高細(xì)胞存活率并保護(hù)現(xiàn)有神經(jīng)元免受進(jìn)一步損害。

在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中干細(xì)胞治療有何應(yīng)用？

干細(xì)胞療法已顯示出對(duì)多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的良好效果，包括：

中風(fēng)：干細(xì)胞已顯示出通過(guò)增強(qiáng)神經(jīng)可塑性和血管生成以及替換受損的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞來(lái)促進(jìn)中風(fēng)后恢復(fù)的潛力。

近年來(lái)，干細(xì)胞治療研究快速發(fā)展，臨床醫(yī)生也越來(lái)越重視干細(xì)胞移植治療腦中風(fēng)的療效，而國(guó)內(nèi)利用干細(xì)胞治療腦中風(fēng)開始的也比較早。

早在2004年就已經(jīng)開展了首個(gè)臨床研究，北京武警總醫(yī)院和哈爾并醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院共招募患者50名，所有患者進(jìn)行3次腰椎穿刺蛛網(wǎng)膜下腔植入神經(jīng)干細(xì)胞，術(shù)后患者功能獨(dú)立性評(píng)定FIM有顯著改善。

2006年，深圳市第六人民醫(yī)院應(yīng)用臍血干細(xì)胞治療了64例腦卒中后遺癥患者，治療后兩組血清NGF水平明顯高于治療前，且研究組高于對(duì)照組，這說(shuō)明了臍血干細(xì)胞移植后能有效提高患者外周血NGF含量，從而支持神經(jīng)元的營(yíng)養(yǎng)存活。

2008年，海軍總醫(yī)院科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)腦立體定向移植干細(xì)胞治療了16名腦出血患者，手術(shù)后6個(gè)月臨床癥狀改善，有效率達(dá)81.25%(13例/16例),本組16例術(shù)前FIM評(píng)分平均為90.21±2.32,術(shù)后1個(gè)月為92.76±1.89,術(shù)后6個(gè)月平均為96.37±3.83.各組比較差異有顯著性意義。

2011年1月至2013年9月河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院對(duì)100例老年腦出血患者進(jìn)行分組，兩組各50例，治療組50例在腦出血后6個(gè)月在立體定向下行自體干細(xì)胞移植治療，顯示兩組FIM評(píng)分、神經(jīng)功能缺損評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2018年，南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院的科研團(tuán)隊(duì)完成一項(xiàng)為期4年涉及18名患者的研究結(jié)果，證明了實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)增的自體內(nèi)皮祖細(xì)胞治療缺血性中風(fēng)的長(zhǎng)期安全性。

創(chuàng)傷性腦損傷 (TBI)：干細(xì)胞移植已被研究作為 TBI 的治療策略，以促進(jìn)組織修復(fù)、減少炎癥并改善認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)功能。

2022年，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院神經(jīng)外科腦損傷中心、上海市顱腦創(chuàng)傷研究所、上海交大醫(yī)學(xué)院上海市腫瘤微環(huán)境與炎癥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室生物化學(xué)與分子細(xì)胞生物學(xué)系、上海安集協(xié)康生物技術(shù)股份有限公司、德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心病理學(xué)系聯(lián)合發(fā)表了關(guān)于人源神經(jīng)干細(xì)胞治療創(chuàng)傷性腦損傷的科研新進(jìn)展。

神經(jīng)退行性疾病：對(duì)于帕金森病、阿爾茨海默病和亨廷頓病，MSC能夠分泌神經(jīng)生長(zhǎng)因子以促進(jìn)神經(jīng)元再生，也能夠抑制神經(jīng)退行性疾病發(fā)病過(guò)程中的神經(jīng)炎癥反應(yīng)。因此，MSC在治療神經(jīng)退行性疾病方面具有廣闊前景。

• 本正式批準(zhǔn)：靜脈和脊髓腔注射干細(xì)胞治療帕金森病進(jìn)入臨床應(yīng)用
• 國(guó)內(nèi)外臨床研究：干細(xì)胞治療阿爾茨海默病患者癥狀具有積極作用

MSC是一類可自我更新和多向分化的多能干細(xì)胞，具有一定的神經(jīng)組織修復(fù)及免疫調(diào)節(jié)功能。MSC治療神經(jīng)退行性疾病的機(jī)制仍在探索中，部分研究表明可能涉及的治療機(jī)制有以下幾種：分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥、分泌外泌體、線粒體轉(zhuǎn)移等。近年一些研究陸續(xù)在體內(nèi)和體外證實(shí)了這些治療機(jī)制，并且新的治療機(jī)制還在進(jìn)一步探索中。

臨床進(jìn)展如何？面臨哪些挑戰(zhàn)？

雖然臨床前研究表明干細(xì)胞療法對(duì)動(dòng)物腦修復(fù)有效，但在臨床實(shí)踐中復(fù)制這些發(fā)現(xiàn)可能具有挑戰(zhàn)性。這些包括

1. 安全問(wèn)題：必須確保干細(xì)胞移植的安全性，包括免疫排斥、腫瘤發(fā)生和細(xì)胞行為異常的風(fēng)險(xiǎn)，這仍然是一個(gè)突出的挑戰(zhàn)。
2. 優(yōu)化遞送方法：開發(fā)有效的遞送技術(shù)來(lái)針對(duì)大腦的某些區(qū)域并實(shí)現(xiàn)最佳的細(xì)胞植入和存活對(duì)于治療成功至關(guān)重要。
3. 患者選擇和標(biāo)準(zhǔn)化：確定合適的患者群體、加強(qiáng)治療方案和標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果測(cè)量對(duì)于進(jìn)行認(rèn)真的臨床試驗(yàn)和評(píng)估治療效果至關(guān)重要。

盡管存在這些挑戰(zhàn)，正在進(jìn)行的研究仍致力于推進(jìn)干細(xì)胞治療以修復(fù)大腦?；蚓庉?、組織工程和生物材料等新興技術(shù)有望提高干細(xì)胞治療的安全性和有效性。此外，研究人員、臨床醫(yī)生和行業(yè)合作伙伴之間的跨學(xué)科聯(lián)盟對(duì)于改善干細(xì)胞療法的轉(zhuǎn)化至關(guān)重要。

結(jié)論：干細(xì)胞療法代表了神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療模式的轉(zhuǎn)變。它可以修復(fù)失去的功能，改善全球數(shù)百萬(wàn)患者的生活質(zhì)量。盡管存在各種挑戰(zhàn)，但該領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新步伐迅速，表明大腦修復(fù)和再生的前景更加光明。隨著對(duì)研究、臨床開發(fā)和監(jiān)管監(jiān)督的持續(xù)投入，干細(xì)胞療法有能力徹底改變神經(jīng)系統(tǒng)護(hù)理的方式，為更好地治療腦損傷帶來(lái)希望。

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