神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC) 療法是一種很有前途的創(chuàng)傷性腦損傷 (TBI) 治療方法。此外,間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 因其在神經(jīng)再生和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)作用中的作用,已被用于治療TBI。
在本研究中,在10名嚴(yán)重TBI患者中研究了自體MSC衍生的NSC樣細(xì)胞移植的安全性、可行性和生物學(xué)效應(yīng)。所有患者均接受了靜脈或鞘內(nèi)注射人類(lèi)NSC樣細(xì)胞,并通過(guò)身體和神經(jīng)系統(tǒng)檢查、常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢查和神經(jīng)放射學(xué)檢查進(jìn)行評(píng)估。
結(jié)果表明,大多數(shù)患者在隨訪期間神經(jīng)功能均有不同程度的改善。移植后未觀察到任何患者死亡或嚴(yán)重不良事件。與治療前相比,移植后檢測(cè)到的血清神經(jīng)生長(zhǎng)因子和腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子水平較高??傮w而言,目前的結(jié)果表明,移植自體神經(jīng)干細(xì)胞是可行的,并且對(duì)于治療非急性重度TBI似乎是安全的。
介紹
創(chuàng)傷性腦損傷 (TBI) 是導(dǎo)致死亡和殘疾的主要原因,尤其是對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家的年輕人。在美國(guó),每年頭部受傷的發(fā)生率約為十萬(wàn)人300人,死亡率為十萬(wàn)人/25人。盡管創(chuàng)傷管理系統(tǒng)和手術(shù)技術(shù)已經(jīng)得到改進(jìn),但嚴(yán)重 TBI 的總體死亡率仍然約為25%。
在所有類(lèi)型的傷害中,腦損傷很可能導(dǎo)致死亡或永久性殘疾。TBI幸存者可能會(huì)面臨長(zhǎng)期影響,也會(huì)影響患者的家庭和社區(qū)。雖然康復(fù)治療對(duì)于最大限度地實(shí)現(xiàn)TBI后的功能恢復(fù)很重要,但神經(jīng)系統(tǒng)損傷治療后有效的臨床恢復(fù)方法有限。因此,任何可能改善恢復(fù)過(guò)程的治療方法都可能有幫助。
近年來(lái),有多項(xiàng)研究調(diào)查了干細(xì)胞的潛在神經(jīng)保護(hù)作用及其在TBI動(dòng)物模型中刺激內(nèi)源性再生的能力。雖然這種療法的功能機(jī)制尚未確定,但先前的研究表明,干細(xì)胞治療可改善實(shí)驗(yàn)動(dòng)物TBI后的功能恢復(fù)。此外,干細(xì)胞移植已成功用于治療肌萎縮側(cè)索硬化癥、多發(fā)性硬化癥和腦癱患者的臨床試驗(yàn)。
因此,干細(xì)胞移植可能是恢復(fù)人類(lèi)TBI后腦功能的一種有吸引力的方法。然而,到目前為止,很少有臨床研究評(píng)估TBI患者的干細(xì)胞移植。
神經(jīng)干細(xì)胞移植治療10例嚴(yán)重腦外傷患者的安全性評(píng)估
本研究對(duì)10名重度TBI患者進(jìn)行了一項(xiàng)探索性試驗(yàn),使用來(lái)自自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC) 樣細(xì)胞。
本研究的目的是進(jìn)行一項(xiàng)I期研究,以評(píng)估靜脈或鞘內(nèi)自體MSC衍生的NSC樣細(xì)胞移植對(duì)重度TBI患者的安全性、可行性和生物學(xué)效應(yīng)。此外,該研究報(bào)告了我們?cè)诖祟?lèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn),包括患者招募、治療前后監(jiān)測(cè)以及當(dāng)前臨床試驗(yàn)中不良事件的識(shí)別。
方法
研究設(shè)計(jì)和患者招募
本研究報(bào)告了2012年1月至2013年6月期間荊門(mén)市第一人民醫(yī)院(中國(guó)荊門(mén))對(duì)10名患者進(jìn)行的觀察結(jié)果,這些患者參與了一項(xiàng)旨在評(píng)估自體人類(lèi)MSC衍生的NSC樣細(xì)胞輸注的安全性和可行性的方案。
結(jié)果
患者基線(xiàn)特征
10名患者的主要特征列于表1中??傊?,納入患者3名女性和7名男性,平均年齡38.10±12.73歲(范圍:21–55歲)?;颊咴趪?yán)重TBI(GCS評(píng)分:6–8)后20–60天接受靜脈(7名患者)或鞘內(nèi)(3名患者)NSC樣細(xì)胞輸注。所有患者均按照嚴(yán)重TBI管理的標(biāo)準(zhǔn)化指南進(jìn)行治療。共有5名患者在TBI急性期接受了開(kāi)顱減壓術(shù)。
安全性
連續(xù)的臨床、實(shí)驗(yàn)室和放射學(xué)評(píng)估表明,在移植過(guò)程中或隨訪期間(180天),沒(méi)有出現(xiàn)死亡或嚴(yán)重不良事件。NSC樣細(xì)胞治療后未立即發(fā)現(xiàn)明顯的血液動(dòng)力學(xué)或呼吸系統(tǒng)變化。移植后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何患者出現(xiàn)新的神經(jīng)功能障礙。 磁共振成像隨訪評(píng)估未發(fā)現(xiàn)任何新的病變或腫瘤發(fā)展。此外,在隨訪期間,沒(méi)有患者新診斷出心律失?;虬d癇發(fā)作。這些結(jié)果證實(shí)了手術(shù)的良好耐受性。
神經(jīng)系統(tǒng)評(píng)估
對(duì)患者進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)臨床檢查以及NIHSS、GCS和GOS評(píng)分評(píng)估。表1顯示了移植NSC樣細(xì)胞之前和之后的所有值的匯總。沒(méi)有觀察到任何患者在引入NSC樣細(xì)胞后出現(xiàn)神經(jīng)功能惡化的跡象。
事實(shí)上,在隨訪期間,與移植前的值相比,7名患者的神經(jīng)功能均有不同程度的改善。如圖所示表1,7名患者的隨訪期間NIHSS評(píng)分改善(范圍:-10至-22分),GCS評(píng)分也相應(yīng)提高(范圍:2至8分)??赡艿睦馐腔颊?,其GCS和NIHSS評(píng)分在輸注后1天明顯改善。然而,這些結(jié)果需要謹(jǐn)慎解讀,因?yàn)楸驹囼?yàn)未使用對(duì)照組。
神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的血清水平
表II顯示了患者在治療開(kāi)始時(shí)、移植后3天和7天的NGF和BDNF血清水平。 不同患者在移植后3天或7天檢測(cè)到的NGF水平相當(dāng)。治療開(kāi)始時(shí)與移植后7天的事后比較顯示,NGF水平顯著增加(P<0.01)。 與移植前的數(shù)值相比,細(xì)胞移植后3天和7天的BDNF血清水平也顯著增加。
因素 | 基線(xiàn)值 | 移植后第 3 天 | 移植后第 7 天 |
---|---|---|---|
血清 NGF (pg/ml) | 18.32±2.59 | 21.46±3.18 | 29.23±7.95億 |
血清 BDNF(μg/ml) | 26.16±8.28 | 32.50±8.70年 | 41.85±13.8億 |
討論
本次I期臨床試驗(yàn)通過(guò)靜脈或鞘內(nèi)注射自體MSC衍生的NSC樣細(xì)胞,旨在測(cè)試干細(xì)胞治療創(chuàng)傷性腦損傷的安全性和可行性。結(jié)果顯示,該程序耐受性良好,并且由于NSC樣細(xì)胞存在于血管或蛛網(wǎng)膜下腔,因此沒(méi)有出現(xiàn)重大不良事件。
隨訪結(jié)束時(shí),7名患者的神經(jīng)功能評(píng)分(NIHSS和GCS)均有所改善。患者3在NSC治療后1天內(nèi)GCS和NIHSS評(píng)分明顯改善,表明神經(jīng)功能明顯恢復(fù)。
先前的研究表明,移植的NSC可以改善TBI動(dòng)物模型的神經(jīng)功能缺損并促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。已提出了幾種潛在的作用機(jī)制來(lái)解釋干細(xì)胞輸注后的這些功能益處。例如,有研究表明,移植的NSC可能通過(guò)免疫調(diào)節(jié)作用、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的產(chǎn)生、特定神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和/或潛在的細(xì)胞替代來(lái)修復(fù)和恢復(fù)神經(jīng)回路。TBI后,神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)因壞死和凋亡而死亡。來(lái)自動(dòng)物模型的證據(jù)表明,NSC治療后缺血邊界區(qū)域的細(xì)胞凋亡減少,這與神經(jīng)功能恢復(fù)改善有關(guān)。
此外,干細(xì)胞移植可能會(huì)增強(qiáng)內(nèi)源性再生和可塑性反應(yīng),如血管生成、神經(jīng)生成和突觸生成。先前的實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告稱(chēng), NSC會(huì)分泌和上調(diào)某些營(yíng)養(yǎng)因子,包括NGF、BDNF、bFGF、膠質(zhì)細(xì)胞衍生因子和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子,這些因子均與神經(jīng)修復(fù)和軸突再生有關(guān)。
總結(jié)
總之,本研究通過(guò)靜脈或鞘內(nèi)注射人類(lèi)神經(jīng)干細(xì)胞樣細(xì)胞成功治療了10名重度TBI患者。目前的結(jié)果表明,所有患者均能耐受該手術(shù),且無(wú)重大并發(fā)癥,并且自體MSC衍生的NSC樣細(xì)胞移植是可行的,并且似乎可以安全地治療非急性重度TBI。
此外,在神經(jīng)干細(xì)胞移植后檢測(cè)到更高的血清神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子水平,這可能是功能恢復(fù)改善的機(jī)制途徑。需要進(jìn)一步的隨機(jī)臨床試驗(yàn)來(lái)確定該手術(shù)的有效性和長(zhǎng)期安全性。
參考資料:Wang Z, Luo Y, Chen L, Liang W. Safety of neural stem cell transplantation in patients with severe traumatic brain injury. Experimental and Therapeutic Medicine. 2017 Jun;13(6):3613-3618. DOI: 10.3892/etm.2017.4423. PMID: 28588689; PMCID: PMC5450816.
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