同時(shí)還回顧了神經(jīng)干細(xì)胞移植植入治療動(dòng)物模型和臨床試驗(yàn)中各種神經(jīng)缺陷和損傷的當(dāng)前進(jìn)展。最后，還討論了神經(jīng)干細(xì)胞移植衍生的潛在優(yōu)化策略，并在不久的將來(lái)對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞移植的療法的臨床轉(zhuǎn)化提出了緊迫的挑戰(zhàn)。

最終結(jié)果得知如下：

• 神經(jīng)干細(xì)胞移植是一種很有前途的治療與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病的方法，因?yàn)樗鼈兎置诳扇苄砸蜃硬⒎只缮窠?jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。
• 利用最近的技術(shù)進(jìn)步，神經(jīng)干細(xì)胞可以從三個(gè)不同的來(lái)源獲得：從原代組織直接分離、從多能干細(xì)胞分化和從體細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。
• 神經(jīng)干細(xì)胞移植的細(xì)胞療法用于治療動(dòng)物模型和臨床試驗(yàn)中的各種神經(jīng)缺陷和損傷已得到廣泛研究。

需要研究的問(wèn)題

• 哪種神經(jīng)干細(xì)胞推導(dǎo)策略對(duì)臨床翻譯最有效、最安全？
• 神經(jīng)干細(xì)胞移植方法如何從臨床前研究轉(zhuǎn)化為臨床試驗(yàn)？
• 在不久的將來(lái)，神經(jīng)干細(xì)胞移植的療法在臨床轉(zhuǎn)化有哪些優(yōu)化策略和緊迫的挑戰(zhàn)？

神經(jīng)系統(tǒng)疾病是難治性疾病，可引起感覺(jué)喪失、運(yùn)動(dòng)功能喪失和記憶力減退，直接威脅患者生命。目前，這些疾病的致病因素及其發(fā)病機(jī)制尚不清楚。傳統(tǒng)的藥物治療用于延緩疾病進(jìn)展，不能恢復(fù)功能或再生組織。最近的研究表明，神經(jīng)干細(xì)胞移植是治療神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病、神經(jīng)細(xì)胞再生和損傷部位微環(huán)境恢復(fù)的一種很有前途的治療方式。圖1)

神經(jīng)干細(xì)胞分泌可溶性因子，包括神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子，從而保護(hù)現(xiàn)有的神經(jīng)細(xì)胞免受原位損傷。此外，它們通過(guò)定向祖細(xì)胞階段分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞，以取代丟失的神經(jīng)細(xì)胞。神經(jīng)保護(hù)或細(xì)胞替代可通過(guò)神經(jīng)再生幫助急性或慢性損傷后的神經(jīng)功能恢復(fù)。

細(xì)胞來(lái)源是神經(jīng)干細(xì)胞在臨床治療中應(yīng)用的第一個(gè)必須解決的問(wèn)題，因?yàn)樽銐蛞浦菜璧募?xì)胞劑量非常高。利用最近的技術(shù)進(jìn)步，神經(jīng)干細(xì)胞可以從三種不同的來(lái)源獲得，包括從原代組織直接提取、從多能干細(xì)胞分化和從體細(xì)胞轉(zhuǎn)分化（圖2)。

利用最近的技術(shù)進(jìn)步，神經(jīng)干細(xì)胞可以通過(guò)三種不同的方法獲得：直接從初級(jí)CNS組織中提取，包括胎兒大腦、成人大腦和脊髓組織；從多能干細(xì)胞分化而來(lái)，例如胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞；體細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化，如皮膚成纖維細(xì)胞、尿細(xì)胞和血細(xì)胞，這些細(xì)胞在臨床上很容易采集。從上述來(lái)源產(chǎn)生的神經(jīng)干細(xì)胞可以通過(guò)基因改造進(jìn)一步永生化。

神經(jīng)干細(xì)胞的分離和生成策略

從原代組織中分離和培養(yǎng)神經(jīng)干細(xì)胞：細(xì)胞分離和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的建立導(dǎo)致了有利的實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)展，并為 NSC 研究確定了豐富的細(xì)胞來(lái)源。

多能干細(xì)胞向神經(jīng)干細(xì)胞的分化：多能干細(xì)胞，包括胚胎干細(xì)胞 (ESC) 和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC)，可以通過(guò)分化產(chǎn)生所需的細(xì)胞，這是原代細(xì)胞分離的有吸引力的替代方法。一般來(lái)說(shuō)，多能干細(xì)胞的神經(jīng)分化方案可分為兩大類(lèi)：胚狀體 (EB) 形成和單層培養(yǎng)。

體細(xì)胞向神經(jīng)干細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化：術(shù)語(yǔ)轉(zhuǎn)分化，也稱(chēng)為譜系重編程，最初由Selman和Kafatos于1974年創(chuàng)造。在此過(guò)程中，一種類(lèi)型的成熟體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為另一種類(lèi)型的成熟體細(xì)胞，而無(wú)需經(jīng)歷中間多能狀態(tài)。該過(guò)程主要由譜系特異性轉(zhuǎn)錄因子 (TF) 的外源表達(dá)和化合物誘導(dǎo)。

TF誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)分化：Ding等人首先證明，多能性因子的瞬時(shí)表達(dá)與適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)信號(hào)輸入相結(jié)合，可以成功誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞形成可擴(kuò)張的NSCs，這被稱(chēng)為誘導(dǎo)NSCs (iNSCs)。這一發(fā)現(xiàn)為通過(guò)病毒介導(dǎo)的外源基因表達(dá)后的直接細(xì)胞轉(zhuǎn)分化來(lái)產(chǎn)生NSC提供了一種新策略。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的進(jìn)展

什么是神經(jīng)退行性疾病：神經(jīng)退行性疾病是由大腦或脊髓中的神經(jīng)或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞缺陷引起的，導(dǎo)致記憶力減退、認(rèn)知障礙、癡呆或身體運(yùn)動(dòng)障礙，主要包括肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）、帕金森?。≒D）、阿爾茨海默?。?AD) 和亨廷頓病 (HD)。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療漸凍癥

漸凍癥的特征是大腦皮層、腦干??和脊髓中運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的退化和喪失，從而導(dǎo)致肌肉萎縮、虛弱，并最終在5年內(nèi)死亡。人類(lèi)神經(jīng)干細(xì)胞分泌神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和腦衍生的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，在ALS轉(zhuǎn)基因大鼠模型中誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的再生。

此外，人iPSCs衍生的NSCs在鞘內(nèi)或靜脈注射后有效改善神經(jīng)肌肉和運(yùn)動(dòng)單位的功能，并顯著延長(zhǎng)ALS小鼠的壽命。除了動(dòng)物模型，神經(jīng)干細(xì)胞移植治療漸凍癥多年來(lái)一直處于臨床試驗(yàn)階段。臨床結(jié)果表明這種通過(guò)脊髓注射的治療方法是安全的。

大量的研究也證實(shí)神經(jīng)干細(xì)胞移植在治療漸凍癥上具有潛在的治療效果。

美國(guó)的一項(xiàng)正在進(jìn)行的臨床實(shí)驗(yàn)分別往12例ALS患者脊柱內(nèi)注射神經(jīng)干細(xì)胞，臨床評(píng)估顯示在注射后的第6個(gè)月到第18個(gè)月，疾病惡化明顯延緩，安全性也有所保障，

后續(xù)研究仍在進(jìn)行2016年，該團(tuán)隊(duì)對(duì)椎管移植神經(jīng)干細(xì)胞的患者進(jìn)行跟蹤研究報(bào)道，結(jié)果顯示部分移植的細(xì)胞分化成神經(jīng)元，并有部分仍保留其干細(xì)胞表型；直至移植后2.5年仍檢測(cè)到有移植的細(xì)胞存活。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療帕金森病

帕金森病是一種以黑質(zhì)致密部及其紋狀體末端多巴胺神經(jīng)元丟失為特征的疾病。在PD動(dòng)物模型中，移植的人神經(jīng)干細(xì)胞刺激大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞的去分化和外源生長(zhǎng)因子的分泌，從而抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化并通過(guò)調(diào)節(jié)病變微環(huán)境來(lái)減緩PD進(jìn)展。

迄今為止，一份報(bào)告已證實(shí)人類(lèi)神經(jīng)干細(xì)胞 (NSCs) 可以成功植入嚙齒動(dòng)物和非人靈長(zhǎng)類(lèi)PD模型的大腦中，長(zhǎng)期存活并增加多巴胺水平。此外，研究神經(jīng)干細(xì)胞致瘤潛力幾乎忽略不計(jì)，并且可安全用于臨床應(yīng)用，因此支持批準(zhǔn)基于神經(jīng)干細(xì)胞移植治療帕金森病的I/IIa期研究。

陸明與其醫(yī)療團(tuán)隊(duì)對(duì)36例PD患者通過(guò)自體神經(jīng)干細(xì)胞移植的方法治療隨訪12個(gè)月后，治療總有效率為81.48％，其中顯著改善為37.04％，有效改善為44.44％，無(wú)效率為18.52％。

李強(qiáng)與其醫(yī)療團(tuán)隊(duì)對(duì)病程4-13年的13名PD患者通過(guò)提取6-12周流產(chǎn)胎兒的胚胎組織分離并培養(yǎng)后由鞘內(nèi)注射干細(xì)胞的方法在治療后記錄1H，３天，７天，30天及60天后的UPDRS總體下降8.1％－49.3％，時(shí)間越長(zhǎng)效果越明顯，說(shuō)過(guò)此療法遠(yuǎn)期效果顯著。

經(jīng)過(guò)比較，外體神經(jīng)干細(xì)胞移植的治療效果明顯優(yōu)于自體神經(jīng)干細(xì)胞移植，通過(guò)以上相關(guān)團(tuán)隊(duì)不同醫(yī)療方法來(lái)年，神經(jīng)干細(xì)胞移植術(shù)后，帕金森病患者臨床癥狀有很大改善，生活質(zhì)量顯著提高。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療阿爾茨海默病

AD的特征是可溶性和不可溶性淀粉樣蛋白β肽水平升高。還有報(bào)道稱(chēng)，AD患者的海馬神經(jīng)元線粒體水平降低。將外源性神經(jīng)干細(xì)胞移植到轉(zhuǎn)基因AD小鼠中會(huì)導(dǎo)致線粒體數(shù)量和線粒體相關(guān)蛋白表達(dá)的顯著增加，以及改善小鼠認(rèn)知功能的。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療亨廷頓病

HD是一種常染色體顯性遺傳病，可引起尾狀核萎縮，以不自主的舞蹈動(dòng)作、認(rèn)知障礙和情緒障礙為特征。通過(guò)將喹啉酸注射到嚙齒動(dòng)物和靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的紋狀體中來(lái)模擬興奮性毒性，可以建立動(dòng)物HD模型。人類(lèi)胎兒神經(jīng)干細(xì)胞在移植到大鼠紋狀體后可以分化為神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞，部分引起HD大鼠的行為和解剖學(xué)恢復(fù)。

21世紀(jì)初，有研究者將流產(chǎn)胎兒的腦細(xì)胞移植給HD患者，跟蹤研究顯示，移植的外源細(xì)胞在患者腦損傷區(qū)域存活并檢測(cè)到分化，患者的運(yùn)動(dòng)能力及認(rèn)知能力也得到提升。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療脊髓損傷

脊髓損傷 (SCI) 是一種嚴(yán)重的身體損傷，通常會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)功能喪失和繼發(fā)性損傷。目前尚無(wú)有效的SCI常規(guī)治療方法，但在SCI小鼠模型中神經(jīng)干細(xì)胞移植可顯著改善運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，從而表明神經(jīng)干細(xì)胞可以在體內(nèi)存活、分化和改變?cè)缙诼該p傷部位的微環(huán)境。

一項(xiàng)胎兒腦神經(jīng)干細(xì)胞移植入19例創(chuàng)傷性頸椎SCI患者的I/IIa期臨床試驗(yàn)中，17例1年后感覺(jué)運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，2例運(yùn)動(dòng)完全但感覺(jué)恢復(fù)不完全。沒(méi)有電線損壞的跡象；空洞或腫瘤形成；神經(jīng)功能惡化；并加劇神經(jīng)性疼痛或痙攣。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療中風(fēng)

中風(fēng)是一種急性腦血管疾病，包括缺血性和出血性中風(fēng)。據(jù)報(bào)道，移植的小鼠iPSC來(lái)源或人胎兒來(lái)源的NSC系可在缺血性和出血性中風(fēng)動(dòng)物模型中提供神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子并增加血管生成和神經(jīng)生成。

在開(kāi)創(chuàng)性工作中，英國(guó)已經(jīng)啟動(dòng)了使用CTX0E03（一種永生化人類(lèi)NSC系）治療缺血性中風(fēng)的I/II期臨床試驗(yàn)。招募了13名男性參加I期試驗(yàn)，其中單劑量高達(dá)2000萬(wàn)個(gè)細(xì)胞通過(guò)立體定向同側(cè)殼核注射植入，雖然神經(jīng)功能得到改善，但未觀察到不良事件。基于I期試驗(yàn)的結(jié)果，II期試驗(yàn)啟動(dòng)并仍在進(jìn)行中。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療創(chuàng)傷性腦損傷

創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）的主要機(jī)制分為局灶性腦損傷和彌漫性腦損傷，分別對(duì)應(yīng)接觸性損傷類(lèi)型和加速/減速損傷類(lèi)型。TBI極有可能導(dǎo)致認(rèn)知和記憶缺陷以及運(yùn)動(dòng)障礙。先前的研究得出結(jié)論，神經(jīng)干細(xì)胞移植可以穩(wěn)定TBI后的皮質(zhì)微環(huán)境。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療癲癇

癲癇是中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮和抑制失衡導(dǎo)致的大腦神經(jīng)元異常放電；這種失衡導(dǎo)致短暫的腦功能障礙，這主要與離子通道神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的變化有關(guān)。近30%的顳葉癲癇 (TLE) 患者對(duì)抗癲癇藥物有耐藥性。目前的報(bào)告表明，神經(jīng)干細(xì)胞移植可以抑制自發(fā)性癲癇發(fā)作。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱

腦癱(CP)是一組出現(xiàn)在兒童早期的永久性運(yùn)動(dòng)障礙，是由于發(fā)育中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)形成非進(jìn)行性病變所致。目前CP治療包括許多措施，但這些治療方法均不能治愈CP患者。近年來(lái)，對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱的安全性和有效性進(jìn)行了評(píng)估。根據(jù)目前的研究，移植血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)導(dǎo)的神經(jīng)干細(xì)胞可以部分減緩腦損傷，并對(duì)缺氧介導(dǎo)的CP新生大鼠具有神經(jīng)保護(hù)作用，從而為CP治療提供了一種新的潛在策略。

在臨床上，已發(fā)現(xiàn)將流產(chǎn)的胎兒組織來(lái)源的神經(jīng)干細(xì)胞注射到腦癱患兒的側(cè)腦室后，運(yùn)動(dòng)發(fā)育和認(rèn)知顯著加快。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療新生兒缺氧缺血性腦病

缺氧缺血性腦病 (HIE) 是一種在整個(gè)大腦未完全缺乏足夠氧氣供應(yīng)時(shí)發(fā)生的病癥。最近的研究表明，通過(guò)NSC移植對(duì)新生兒腦病進(jìn)行輕度低溫治療可以減緩疾病進(jìn)展并預(yù)防與HIE相關(guān)的長(zhǎng)期損害。

基于這些臨床前研究，需要付出很多努力來(lái)轉(zhuǎn)化神經(jīng)干細(xì)胞移植技術(shù)，以便在涉及HIE患者的臨床試驗(yàn)中進(jìn)行評(píng)估。表3總結(jié)了神經(jīng)干細(xì)胞移植治療各種疾病的臨床試驗(yàn)。