中風(fēng)對人體造成衰弱，對社會(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，全球發(fā)病率為六分之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織稱，全世界每年有1500萬人患有中風(fēng)。其中，500萬人死亡，另外500萬人永久殘疾。偏癱、癱瘓、慢性疼痛以及精神運(yùn)動(dòng)和行為癥狀等運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知缺陷可能會(huì)長期持續(xù)，并阻止患者完全重新融入社會(huì)。

在臨床上為中風(fēng)開發(fā)的唯一神經(jīng)保護(hù)劑是重組組織纖溶酶原激活劑 (rtPA)，它用于溶栓，治療窗僅為3-4.5小時(shí)。因此，迫切需要開發(fā)在中風(fēng)發(fā)作后的最初幾個(gè)小時(shí)后仍有效的治療劑。這需要將范式轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂眯虏呗?，從神?jīng)保護(hù)到治療受傷或受損腦組織的神經(jīng)恢復(fù)。

盡管有幾種神經(jīng)康復(fù)療法，但大多數(shù)中風(fēng)幸存者仍存在一定程度的殘疾，尤其是上肢功能障礙。結(jié)合鍛煉、運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)原理、運(yùn)動(dòng)皮層刺激（使用rTMS、TDCS）和輔助技術(shù)的物理療法有助于恢復(fù)功能性運(yùn)動(dòng)。再生醫(yī)學(xué)的出現(xiàn)激發(fā)了讀者和臨床醫(yī)生研究其潛力的興趣。在過去十年中，人們做了大量工作來探索各種細(xì)胞的潛力，例如成體干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、臍帶血以及來自脂肪組織和皮膚的細(xì)胞。
中風(fēng)恢復(fù)模式

受中風(fēng)影響的個(gè)體的恢復(fù)在很大程度上取決于病變的大小、腦損傷的內(nèi)部環(huán)境以及患者的年齡和合并癥狀態(tài)。

一般來說，第一個(gè)時(shí)期包括中風(fēng)后的最初幾個(gè)小時(shí)，此時(shí)血流、水腫和促炎機(jī)制發(fā)生快速變化。

第二個(gè)時(shí)期與自發(fā)行為恢復(fù)有關(guān)，它在中風(fēng)發(fā)作后幾天開始并持續(xù)數(shù)周。在此期間，隨著內(nèi)源性修復(fù)相關(guān)事件達(dá)到峰值水平，大腦被激發(fā)以啟動(dòng)修復(fù)，這表明是啟動(dòng)外源性恢復(fù)療法的黃金時(shí)期。

第三個(gè)時(shí)期開始于中風(fēng)后數(shù)周至數(shù)月，此時(shí)自發(fā)行為增益通常達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且這種穩(wěn)定狀態(tài)對許多恢復(fù)性干預(yù)有反應(yīng)。

干細(xì)胞在神經(jīng)修復(fù)中的作用機(jī)制

干細(xì)胞具有分化成所有類型細(xì)胞的能力。外源性施用的細(xì)胞似乎刺激內(nèi)源性修復(fù)過程并且不替代受傷的腦組織。人們曾經(jīng)認(rèn)為靜脈注射的細(xì)胞會(huì)回到受傷部位并替換死亡的神經(jīng)元，但目前使用這些細(xì)胞的意識形態(tài)認(rèn)為這些細(xì)胞會(huì)釋放許多營養(yǎng)因子，如VEGF、IGF、BDNF和組織生長因子刺激大腦的可塑性和恢復(fù)機(jī)制。生長因子的上調(diào)、持續(xù)細(xì)胞死亡的預(yù)防以及宿主和移植物之間突觸連接的增強(qiáng)是靜脈內(nèi)干細(xì)胞作為“伴侶”發(fā)揮作用的一些常見途徑。干細(xì)胞所有可能的作用模式已在圖1。

再生醫(yī)學(xué)治療腦中風(fēng)的轉(zhuǎn)換方法

干細(xì)胞自我更新和分化的獨(dú)特能力已被用于設(shè)計(jì)針對各種神經(jīng)退行性疾?。òX中風(fēng)）的細(xì)胞療法。有幾項(xiàng)研究報(bào)告了干細(xì)胞在治療各種疾病中的應(yīng)用，這些研究將在接下來的段落中進(jìn)行討論。

這些研究使用了各種干細(xì)胞，例如成體干細(xì)胞（間充質(zhì)干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞）、胚胎干細(xì)胞和最新的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。除了使用不同類型的干細(xì)胞外，科學(xué)家們還報(bào)告了獨(dú)特的作用模式來支持他們的研究結(jié)果。除了這些可變點(diǎn)之外，還有其他考慮因素，例如干細(xì)胞的劑量、干細(xì)胞的給藥方式以及是否需要加強(qiáng)劑量，取決于疾病的嚴(yán)重程度。

治療腦中風(fēng)的干細(xì)胞有哪些

缺血性中風(fēng)通過破壞異質(zhì)細(xì)胞群和神經(jīng)元連接以及血管系統(tǒng)，對腦細(xì)胞造成嚴(yán)重?fù)p害。幾種類型的干細(xì)胞如胚胎干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、成體干細(xì)胞（間充質(zhì)干細(xì)胞）和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的再生潛力已被評估用于治療中風(fēng)。這些研究的結(jié)果和觀察結(jié)果并不一致。大多數(shù)研究只評論了該部位干細(xì)胞的歸巢、存活、增殖和分化及其有限的神經(jīng)恢復(fù)能力。

胚胎干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞 (ESC) 是源自胚泡內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的多能細(xì)胞。然而，由于胚胎干細(xì)胞的免疫原性和形成畸胎瘤的傾向，許多其他團(tuán)體反對在臨床環(huán)境中使用胚胎干細(xì)胞。因此，科學(xué)家們現(xiàn)在正試圖建立其他干細(xì)胞類型的神經(jīng)恢復(fù)能力。

神經(jīng)干細(xì)胞：神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC) 是神經(jīng)修復(fù)最合適的細(xì)胞候選者，因?yàn)樗鼈儗儆谕唤M織來源，并且具有分化成神經(jīng)元細(xì)胞的自然傾向。NSC是多能細(xì)胞，通常存在于海馬齒狀回的顆粒下區(qū)。

據(jù)報(bào)道，NSCs的植入會(huì)導(dǎo)致突觸連接的重建和受損大腦中成熟神經(jīng)元電生理特性的改善。它們通過改善細(xì)胞外微環(huán)境從而促進(jìn)神經(jīng)元回路可塑性來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。NSC恢復(fù)神經(jīng)元功能，因?yàn)樗鼈兎置诙喾N神經(jīng)營養(yǎng)因子，如BDNF和VEGF，有助于維持神經(jīng)元的健康、生成、增殖和存活，同時(shí)維持ECM。VEGF特別有助于因缺血而受損的血管的血管生成和血管修復(fù)。NSCs分泌的CNTF、GDNF、NGF和其他此類因子在神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)、維持和增殖中也起著重要作用。

間充質(zhì)干細(xì)胞：另一種具有驚人的神經(jīng)恢復(fù)潛力并具有其他幾個(gè)理想特性的細(xì)胞是間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)。MSC是多能干細(xì)胞，MSCs通過一種或多種作用模式導(dǎo)致神經(jīng)恢復(fù)，例如旁分泌因子的釋放、細(xì)胞替代、線粒體轉(zhuǎn)移等。MSCs還具有血管生成作用。據(jù)報(bào)道，它們通過釋放血管內(nèi)皮生長因子 (VEGF) 誘導(dǎo)血管生成。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞：最近探索其轉(zhuǎn)化價(jià)值的另一種干細(xì)胞是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC)。由于其免疫原性低、易于獲取、非干預(yù)性且不會(huì)引起倫理問題，iPSC比其他類型的干細(xì)胞更具優(yōu)勢。然而，它們的生成仍然是一個(gè)未解決的問題，因?yàn)橹鼐幊绦嗜匀缓艿汀?/p>

腦卒中的生物活性成分：聯(lián)合療法

間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療腦卒中患者是一種新途徑，但由于治療期間缺氧，有時(shí)會(huì)在MSC中觀察到炎癥。一項(xiàng)研究表明，載有柚皮素（一種強(qiáng)抗炎劑）的明膠涂層聚己內(nèi)酯納米制劑可保護(hù) MSC 免受氧葡萄糖剝奪引起的炎癥，并降低促炎細(xì)胞因子的水平。在腦缺血灌注大鼠模型中測試了從Acorus gramineus中分離出的活性化合物丁香酚。在大鼠模型中用丁香酚預(yù)處理表明，它通過 AMPK/mTOR/P70S6K信號通路誘導(dǎo)自噬，從而迅速減輕腦缺血損傷。

許多臨床前研究已經(jīng)使用植物衍生產(chǎn)品進(jìn)行，這些產(chǎn)品有助于調(diào)節(jié)?MSCs的增殖和分化，并可用于生物材料領(lǐng)域。因此，植物化學(xué)物質(zhì)與干細(xì)胞療法的新聯(lián)合療法可能成為基于干細(xì)胞的神經(jīng)再生的新視角。

干細(xì)胞治療腦中風(fēng)的臨床試驗(yàn)

我們對中風(fēng)臨床研究數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了嚴(yán)格搜索，發(fā)現(xiàn)超過56項(xiàng)關(guān)于使用再生醫(yī)學(xué)（自體或同種異體）治療腦血管中風(fēng)的臨床試驗(yàn)。

他們中的大多數(shù)使用間充質(zhì)干細(xì)胞、脂肪組織、骨髓來源的細(xì)胞以及脊髓和臍帶細(xì)胞。表格1介紹了一些涉及干細(xì)胞療法（自體和同種異體）的臨床試驗(yàn)，給出了他們的研究設(shè)計(jì)、劑量、給藥途徑和結(jié)果。

mRS，改良 Rankin 評分；MRI，磁共振成像；PET，正電子發(fā)射斷層掃描；CT，計(jì)算機(jī)斷層掃描；NIHSS，美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表；BI，巴塞爾指數(shù)。

2010年，進(jìn)行了一項(xiàng)開放標(biāo)記的觀察者盲法臨床試驗(yàn)，以評估自體MSC的長期安全性和有效性。MSCs移植后，MSC治療組患者的臨床癥狀有所改善，這與血清基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1水平和側(cè)腦室下腦室區(qū)域的受累程度有關(guān)。患者長期隨訪未見嚴(yán)重不良反應(yīng)。合并癥的發(fā)生率與對照組相似。

2012年，一項(xiàng)自體骨髓單核細(xì)胞治療慢性缺血性腦卒中的非隨機(jī)觀察對照研究顯示出更好的療效，并且在長期隨訪患者期間未觀察到任何不良反應(yīng)或神經(jīng)系統(tǒng)異常。

2014年，在一項(xiàng)針對急性中風(fēng)后2周患者的II期隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照單中心試點(diǎn)臨床試驗(yàn)中，靜脈注射來自脂肪組織的同種異體間充質(zhì)干細(xì)胞顯示出更好的療效，且未發(fā)生不良事件。此外，使用同種異體MSC可能是治療中風(fēng)的替代療法，因?yàn)橐炎C明它們?nèi)狈I類HLA抗原。

2018年，在另一項(xiàng)I期、開放標(biāo)簽、前瞻性臨床試驗(yàn)中，急性缺血性中風(fēng)患者在3-10天內(nèi)接受了同種異體人臍帶血細(xì)胞的單次靜脈輸注。在3、6和12個(gè)月的患者隨訪中分析了UCB輸注后、移植物抗宿主病、感染和超敏反應(yīng)。

治療后3個(gè)月，所有參與者的mRS（平均2.8±0.9）和NIHSS（平均5.9±1.4）相對于基線至少提高了一個(gè)等級。總之，這些數(shù)據(jù)表明，單次靜脈注射同種異體非HLA匹配的人臍帶血細(xì)胞對患有缺血性中風(fēng)的成人是安全的，并支持開展一項(xiàng)隨機(jī)、安慰劑對照的2期研究。

2019年，在一項(xiàng)單點(diǎn)I期研究中，觀察了源自單個(gè)人胎兒脊髓的 NSI-566原代貼壁神經(jīng)細(xì)胞的可行性和安全性。在一項(xiàng)患者隊(duì)列研究中研究了三種不同的劑量，結(jié)果表明，將人脊髓來源的神經(jīng)干細(xì)胞移植到穩(wěn)定性中風(fēng)患者的梗死周圍區(qū)域是有益的。其背后的潛在機(jī)制是干細(xì)胞來源的組織主要由中間神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞組成，它們促進(jìn)再生并充當(dāng)再生神經(jīng)元纖維之間的橋梁。

2022年，韓國首爾成均館大學(xué)三星醫(yī)學(xué)中心就其開展的“自體干細(xì)胞治療中風(fēng)隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)”STARTING-2?(Stem?cell?Application?Researches?and?Trials?In?Neurology)”進(jìn)行了分析。

STARTING-2試驗(yàn)的參與者以2:1的比例被隨機(jī)分配接受靜脈MSC注射(干預(yù)組)或僅接受標(biāo)準(zhǔn)治療(對照組)，結(jié)果表明，MSC療法改善了亞急性卒中患者的下肢運(yùn)動(dòng)功能，且沒有明顯的副作用。

國內(nèi)干細(xì)胞治療腦中風(fēng)研究進(jìn)展

2018-2019年，國家研發(fā)計(jì)劃“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”重點(diǎn)專項(xiàng)中，《神經(jīng)干細(xì)胞腦內(nèi)精準(zhǔn)移植治療腦卒中的臨床研究》和《負(fù)載多種干細(xì)胞和外泌體的可注射多功能微支架構(gòu)建及其對缺血性卒中的修復(fù)研究》兩大項(xiàng)目通過審批。

2020年2月，干預(yù)缺血性腦卒中的干細(xì)胞新藥（缺血耐受人同種異體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞）申請獲得臨床試驗(yàn)?zāi)驹S可。

2020年5月，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院啟動(dòng)了“人源性神經(jīng)干細(xì)胞治療缺血性卒中的單中心隨機(jī)對照研究”，為廣大腦卒中患者的康復(fù)帶來了福音。

近年來，基于對間充質(zhì)干細(xì)胞的療法給缺血性腦卒中治療帶來了變革。國內(nèi)已經(jīng)有2款間充質(zhì)干細(xì)胞治療缺血性腦卒中的新藥IND獲得臨床默示許可，治療腦卒中的一條全新道路正在打開。

未來展望及克服的問題

隨著我們從過去和當(dāng)前的中風(fēng)臨床試驗(yàn)中獲取更多證據(jù)，再生醫(yī)學(xué)看起來越來越有吸引力，雖然干細(xì)胞已被證明是治療中風(fēng)的重要資源，但在不久的將來仍有一些障礙需要克服。

例如，從使用的干細(xì)胞種類開始，有多能干細(xì)胞（ESCs和iPSCs）、神經(jīng)干細(xì)胞和成體干細(xì)胞（來自各種組織的MSCs）。存在與多能干細(xì)胞相關(guān)的倫理問題。此外，NSCs在體外具有局限性擴(kuò)張（根據(jù)需要移植的神經(jīng)干細(xì)胞數(shù)量）。MSCs有能力解決這個(gè)問題。

另一個(gè)問題是宿主和移植干細(xì)胞之間的免疫耐受性。這個(gè)問題可以通過使用患者自己的細(xì)胞衍生出MSC的iPSC來解決（因?yàn)樗鼈儧]有HLAII類）。

除了這些問題之外，還有其他幾個(gè)問題，例如細(xì)胞提取、擴(kuò)增和分化的效率是否足以進(jìn)行移植，以及最佳注射方式和最佳注射次數(shù)。雖然將干細(xì)胞療法納入各種疾病治療的主流還存在一些挑戰(zhàn)，但干細(xì)胞療法已被用于治療多種退行性疾病和其他種類的疾病。

未來，還需要更多的臨床對照試驗(yàn)研究以及患者的長期隨訪結(jié)果，進(jìn)一步推動(dòng)干細(xì)胞治療缺血性腦卒中的臨床應(yīng)用。

參考資料：

Singh M, Pandey PK, Bhasin A, Padma MV, Mohanty S. Application of Stem Cells in Stroke: A Multifactorial Approach. Front Neurosci. 2020 Jun 9;14:473. doi: 10.3389/fnins.2020.00473. PMID: 32581669; PMCID: PMC7296176.