慢性脊髓損傷 (SCI) 是一種破壞性疾病，會導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)功能障礙和社會負(fù)擔(dān)。它繼續(xù)根據(jù)癥狀進(jìn)行管理，并且沒有為其治療設(shè)計出真正的治療策略。在實(shí)驗性SCI模型中用于治療慢性SCI的神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞 (NSCs/NPC) 不僅可以替代丟失的細(xì)胞并使損傷部位的軸突再生，還可以支持它們的生長并提供神經(jīng)保護(hù)因子。目前，世界范圍內(nèi)正在進(jìn)行多項使用神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞的臨床研究。神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞也有可能分化成所有三種神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞譜系，以再生神經(jīng)回路、使脫髓鞘的軸突脫髓鞘并為內(nèi)源性細(xì)胞提供營養(yǎng)支持。

介紹

嚴(yán)重的創(chuàng)傷性脊髓損傷 (SCI) 會破壞長的下行和上行神經(jīng)纖維以及白質(zhì)束的定向神經(jīng)膠質(zhì)框架，從而導(dǎo)致運(yùn)動、感覺和自主功能的喪失。隨后反應(yīng)性組織疤痕和囊性空洞的形成導(dǎo)致軸突再生生長的分子和物理障礙的發(fā)展以及慢性 SCI 的長期神經(jīng)功能缺陷。

據(jù)估計，全世界每年有250,000至500,000人受到SCI影響。得益于旨在防止SCI造成衰弱的長期影響的計劃，許多受影響的人仍然健康且富有成效。雖然這些護(hù)理方面的進(jìn)步是巨大的，但仍然迫切需要可以改善長期脊髓損傷患者修復(fù)過程和康復(fù)的治療方法。盡管進(jìn)行了廣泛的研究，但尚未開發(fā)出有效的治療方法來修復(fù)慢性SCI。

各種細(xì)胞群可用于治療SCI實(shí)驗?zāi)Ｐ椭械穆許CI。目前世界各地正在進(jìn)行多項使用干細(xì)胞的臨床試驗。在這些試驗中，使用外源性神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC) 的療法似乎特別有前途，因為這些細(xì)胞能夠分化成所有三種神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞譜系，從而允許神經(jīng)回路再生、裸露軸突脫髓鞘和內(nèi)源性細(xì)胞的營養(yǎng)支持。

本文討論了在未來十年內(nèi)具有最大轉(zhuǎn)化潛力的關(guān)鍵神經(jīng)干細(xì)胞和神經(jīng)祖細(xì)胞 (NSC/NPC) 技術(shù)。

神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞的特征

神經(jīng)干細(xì)胞是自我更新的多能細(xì)胞，最初產(chǎn)生放射狀神經(jīng)膠質(zhì)祖細(xì)胞，在胚胎發(fā)育過程中產(chǎn)生所有動物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。一些神經(jīng)祖細(xì)胞干細(xì)胞保留在成年脊椎動物大腦的高度受限區(qū)域，以在整個生命過程中產(chǎn)生神經(jīng)元。NSC的主要特征在于它們能夠分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。

神經(jīng)祖細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的祖細(xì)胞，它們產(chǎn)生存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)胞類型。NPC不會生成非神經(jīng)細(xì)胞。相反，NPC可以通過胚胎干細(xì)胞或 iPSC的分化在體外產(chǎn)生，它們源自成年成纖維細(xì)胞或血細(xì)胞。NPC移植到受傷的脊髓后可能分化為神經(jīng)細(xì)胞，以替代丟失或受損的細(xì)胞，提供營養(yǎng)支持，恢復(fù)連通性，并促進(jìn)再生。

NSC是多能細(xì)胞，可以無限地自我更新和增殖，產(chǎn)生最終分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞的后代細(xì)胞。NSC的非干細(xì)胞后代稱為NPC。與NSC不同，NPC具有增殖和分化為多種細(xì)胞類型的能力。因此，它們可以是單能的、雙能的或多能的。與干細(xì)胞不同，NPC的顯著特征是其有限的增殖能力和無法自我更新。

神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的細(xì)胞療法

基于細(xì)胞的慢性SCI治療的兩個主要目標(biāo)是替換丟失或受傷的細(xì)胞，如神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞，并為細(xì)胞提供支持或增強(qiáng)病變內(nèi)細(xì)胞提供神經(jīng)保護(hù)和促進(jìn)再生能力的微環(huán)境。神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞有能力在損傷部位替換丟失的細(xì)胞并使軸突再生髓鞘，并為它們提供支持性生長和神經(jīng)保護(hù)因子。

神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞可分化為神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。移植的神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞在慢性SCI損傷中存活，空腔減少并促進(jìn)軸突再生。此外，分化的少突膠質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)軸突的髓鞘再生。分化的運(yùn)動神經(jīng)元和中間神經(jīng)元在宿主細(xì)胞和移植細(xì)胞之間形成新的神經(jīng)元回路，以形成新的突觸連接。還支持分化的星形膠質(zhì)細(xì)胞提供新的血管化和支持性生長/神經(jīng)保護(hù)因子。

有關(guān)神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞治療慢性脊髓損傷的實(shí)驗和臨床研究

2022年12月搜索了PubMed/Medline數(shù)據(jù)庫 [搜索策略：“（神經(jīng)干細(xì)胞）OR（神經(jīng)祖細(xì)胞）AND（慢性 SCI）”]。SCI后4周內(nèi)關(guān)于細(xì)胞移植的文章被排除在分析之外，關(guān)于其他形式的沒有神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞的細(xì)胞移植的文章以及那些缺乏描述運(yùn)動功能恢復(fù)結(jié)果的文章也是如此。總共初步確定了184篇文章，并根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)最終選擇了16篇文章。綜述10篇，臨床移植6篇（表1，表2)。

表1：神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的臨床試驗

作者，年份	研究題目	細(xì)胞移植時機(jī)	受傷部位	細(xì)胞療法	細(xì)胞來源	給藥途徑	組合	結(jié)果
柯蒂斯等人，2018 年	神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的首次人體 I 期研究	慢性的	Th2-T12	神經(jīng)干細(xì)胞 (NSI-566)	人體脊髓	移植到受傷的脊髓中		移植到患者脊柱損傷部位的NSI-566可以安全地進(jìn)行。
列維等人，2019 年	慢性頸椎脊髓損傷人神經(jīng)干細(xì)胞移植多中心研究的臨床結(jié)果	慢性（4-24 個月）	C5-7	神經(jīng)干細(xì)胞 (HuCNS-SC) ?	人腦	移植到受傷的脊髓髓內(nèi) 徒手（手動）移植		隊列 I 和隊列 II 在接受治療的參與者中表現(xiàn)出上肢運(yùn)動評分 (UEMS) 和力量、敏感性和握力分級重新定義評估 (GRASSP) 運(yùn)動增益的趨勢。
列維等人，2018 年	慢性頸胸脊髓損傷中人神經(jīng)干細(xì)胞髓內(nèi)移植的新出現(xiàn)安全性	慢性的	C5-7 Th2-T12	神經(jīng)干細(xì)胞 (HuCNS-SC) ?	人腦	移植到受傷的脊髓髓內(nèi) 徒手（手動）移植		手動注射技術(shù)是安全可行的。
Ghobrial 等人，2017年	人類神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性頸椎脊髓損傷：II 期臨床試驗 12個月時的功能結(jié)果	慢性的	頸椎/ 胸椎	神經(jīng)干細(xì)胞 (HuCNS-SC) ?	人腦	移植到受傷的脊髓髓內(nèi) 徒手（手動）移植		整體平均功能結(jié)果測量的改進(jìn)。
Moviglia 等人，2009年	細(xì)胞聯(lián)合療法治療慢性脊髓損傷患者臨床效果病例報告	慢性的	頸椎/ 胸椎	自體神經(jīng)干細(xì)胞		供血動脈輸液	骨髓單個核細(xì)胞 效應(yīng)T細(xì)胞	八名患者中有五名從 ASIA A演變?yōu)锳SIA D。
Moviglia 等人，2006年	慢性脊髓損傷細(xì)胞治療聯(lián)合方案。 2例患者電功能恢復(fù)報告	慢性的	頸椎/ 胸椎	自體神經(jīng)干細(xì)胞	骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞	供血動脈輸液	神經(jīng)康復(fù)	對慢性脊髓損傷的修復(fù)有效。

表2：神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷文獻(xiàn)綜述

作者，年份	研究題目
Yousefifard 等人，2016 年	用于脊髓損傷治療的神經(jīng)干/祖細(xì)胞移植；系統(tǒng)回顧和薈萃分析
普拉特等人，2020 年	脊髓損傷干細(xì)胞臨床試驗：美國研究簡評
金等, 2016	神經(jīng)祖細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷
Vancamp 等人，2020 年	甲狀腺激素和神經(jīng)干細(xì)胞：修復(fù)大腦和脊髓損傷后的潛力
萊恩等人，2017 年	提高脊髓損傷后神經(jīng)祖細(xì)胞移植的治療效果
簡而言之，2012	慢性脊髓損傷中的人類神經(jīng)干細(xì)胞
Tsuji 等人，2019	簡明回顧：為基于誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的脊髓損傷干預(yù)的首次人體研究奠定基礎(chǔ)
Dalamagkas 等人，2018 年	慢性脊髓損傷的轉(zhuǎn)化再生療法
Nagoshi 等人，2020 年	使用 iPSC 技術(shù)對脊髓損傷進(jìn)行再生治療
鈴木和酒井，2021 年	慢性脊髓損傷干細(xì)胞治療的當(dāng)前概念

神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞治療慢性脊髓損傷的臨床研究

我們展示了納入的慢性SCI臨床研究的特征表1。移植的神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞是自體NSI-566和HuCNS-SC?細(xì)胞。細(xì)胞來源是骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 以及來自人脊髓和大腦的細(xì)胞。所有的文章都表明，在患者脊髓損傷部位移植神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞是可以安全進(jìn)行的。

此外，包括徒手移植和在供血動脈內(nèi)輸注在內(nèi)的注射技術(shù)是安全可行的。一份病例報告顯示，八名患者中有五名從ASIA（美國脊髓損傷協(xié)會）A 級演變?yōu)?ASIA D。據(jù)報道，注射 HuCNS-SC^?細(xì)胞可改善總體平均功能結(jié)果指標(biāo)。

神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞治療慢性脊髓損傷的文獻(xiàn)總結(jié)

我們列出了關(guān)于神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的評論文章表2。這些文章回顧了許多治療慢性SCI的治療方法，許多研究報告說，細(xì)胞移植在重建受損脊髓的結(jié)構(gòu)方面提供了最大的希望。大多數(shù)正在進(jìn)行的臨床試驗都是針對急性至亞急性SCI；然而，有幾個也包括慢性期表2。一些文章表明，移植的神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞具有很強(qiáng)的分化成神經(jīng)細(xì)胞的能力，并且保留了生長因子和再生分子的分泌功能。然而，有兩篇文章指出，僅移植神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞后運(yùn)動功能的恢復(fù)相當(dāng)困難。幾篇評論文章提到，除了慢性脊髓損傷中的神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞移植外，聯(lián)合治療可能是使用藥物管理和康復(fù)的適當(dāng)策略。

目前神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞治療慢性脊髓損傷的主要問題所在

一些論文回顧了源自人類iPSC的神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞的安全問題及其解決方案。主要的安全問題是腫瘤形成的風(fēng)險。一篇文章列出了提高源自人類iPSC的神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞安全性所涉及的五個關(guān)鍵問題。

• 第一，不要使用基因不穩(wěn)定的人類 iPSC；
• 第二，防止未分化的多能細(xì)胞污染；
• 第三，防止祖細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤；
• 第四，盡量減少分化抗性異常細(xì)胞增殖的風(fēng)險；
• 第五，移植后去除任何異常細(xì)胞。

目前正在進(jìn)行的針對使用神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的臨床試驗

我們列出了目前正在進(jìn)行的針對慢性SCI的臨床試驗，這些試驗使用神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞表3。所有正在進(jìn)行的臨床試驗都是在臨床前研究取得良好結(jié)果的基礎(chǔ)上開始的。在慢性SCI中，目前正在進(jìn)行1期和2期研究，以使用含有產(chǎn)物的自體新鮮干細(xì)胞或MSC移植神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞。只有NCT02688049研究將NeuroRegen支架移植到 NSCs/NPCs。

表3：目前正在進(jìn)行的臨床試驗針對使用神經(jīng)干/神經(jīng)祖細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷 ( https://www.clinicaltrials.gov/ )。

標(biāo)識符	研究題目	階段	受試者 （參加者）	細(xì)胞療法	給藥途徑	組合
NCT04205019	脊髓損傷中的安全干細(xì)胞	階段1	10	Neuro-Cells（自體新鮮干細(xì)胞產(chǎn)品）	鞘內(nèi)
NCT02688049	NeuroRegen Scaffold ?聯(lián)合干細(xì)胞 修復(fù)慢性脊髓損傷	第一階段 第二階段	30	具有間充質(zhì)干細(xì)胞的神經(jīng)干細(xì)胞	移植到受傷的脊髓中	神經(jīng)再生支架
NCT01772810	人脊髓源性神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的安全性研究	階段1	8個	人脊髓來源的神經(jīng)干細(xì)胞	手術(shù)植入

結(jié)論

目前，許多臨床和實(shí)驗研究在慢性脊髓損傷中神經(jīng)干/祖細(xì)胞治療的功能改善方面顯示出積極的結(jié)果。人類慢性脊髓損傷試驗仍然存在一些固有的局限性。然而，在基礎(chǔ)研究和臨床試驗中已經(jīng)報道了有希望的結(jié)果。我們相信，神經(jīng)干/祖細(xì)胞療法將在不久的將來為慢性脊髓損傷患者提供所需的徹底治療。