帕金森?。?/strong>帕金森病 (PD) 是最常見的神經(jīng)退行性疾病之一,大多數(shù)神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如多發(fā)性硬化癥 (MS)、肌萎縮側(cè)索硬化癥 (ALS)、阿爾茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD) 和亨廷頓病 (HD) 是無法治愈或非常難以治療的。因此,尋求使用干細(xì)胞的新療法。它們通常是患者康復(fù)或減緩疾病癥狀進展的唯一希望。主要影響50歲以上的人群。
PD是第二常見的神經(jīng)退行性疾病,在過去60年中使1%的人口衰弱,是老齡化社會中的一個特殊問題。目前,我們至少可以區(qū)分這種疾病的三種主要類型。
- 在第一種類型中,即散發(fā)性,其中疾病的原因尚不清楚,我們只能假設(shè)某些基因中的核苷酸發(fā)生變化,但其直接影響尚未明確。
- 第二種——環(huán)境毒物,是多年來已知的化學(xué)毒物的影響,它專門破壞多巴胺能神經(jīng)元。
- 第三種類型——家族性帕金森病,是由其中一個基因的特定突變引起的:α-突觸核蛋白、parkin、泛素L1水解酶和PINK1激酶。蛋白激酶PINK1參與線粒體狀態(tài)的控制。它表現(xiàn)為運動功能不斷進行性紊亂。
PD的臨床癥狀包括塑性肌張力增加、靜息性震顫、運動緩慢或姿勢障礙。進行物理治療程序是為了提高身體的整體效率和步態(tài)模式,增強核心肌肉,并提高中樞穩(wěn)定性。用于治療帕金森病患者的物理治療方法可以預(yù)防永久性殘疾并有助于維持日常生活的獨立性。盡管如此,盡管進行了康復(fù)和藥物治療,患者的日?;顒幽芰θ匀幌陆?,導(dǎo)致生活質(zhì)量顯著惡化。當(dāng)注射細(xì)胞后,動物的運動能力得到改善。因此決定繼續(xù)進行人體研究。結(jié)果如表3所示。目前正在進行研究以確定適當(dāng)?shù)闹委焺┝俊?/p>
目前許多帕金森病療法僅針對癥狀,而不是帕金森病潛在的神經(jīng)變性。有幾種藥物可以幫助控制帕金森病的癥狀。這些包括左旋多巴、多巴胺激動劑、MAO-B抑制劑和COMT抑制劑。物理治療可以幫助改善帕金森病患者的活動能力和平衡能力。它可以包括提高肌肉力量和協(xié)調(diào)性的練習(xí)以及伸展和靈活性練習(xí)。
為了更好地了解病理生理狀態(tài),科學(xué)家們?nèi)栽趯ふ易顪?zhǔn)確反映疾病表型癥狀的模型。個性化醫(yī)療和細(xì)胞重編程的進步使得特定患者能夠獲得以前無法實現(xiàn)的細(xì)胞療法。這些療法使用誘導(dǎo)脂肪來源的成體基質(zhì)細(xì)胞 (ADAS)和人間充質(zhì)干細(xì)胞 (hMSC)。這兩種藥物均被注射到大鼠黑質(zhì)中。該療法減少了黑質(zhì)紋狀體通路的變性和6-OHDA引起的行為缺陷。此外,它還削弱了小膠質(zhì)細(xì)胞的激活,增加了保護多巴胺能神經(jīng)元并促進其存活的神經(jīng)營養(yǎng)因子的產(chǎn)生。ADAS細(xì)胞在移植后存活,但不分化為多巴胺能神經(jīng)元。
干細(xì)胞治療帕金森病
人類羊水干細(xì)胞和骨髓間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞的作用也在帕金森病大鼠模型中進行了評估。將人羊水干細(xì)胞(hAFSC)和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(hBMSC)注射到膀胱損傷部位。細(xì)胞給藥后十四天,膀胱容量、排尿壓力、自發(fā)活動和閾值壓力均得到改善。
在轉(zhuǎn)基因小鼠模型PD [(Thy1) -h[A30P]aS] 中通過鼻內(nèi)給藥 (INA) 研究了骨髓來源的MSC (BM-MSC) 向大腦的遞送。給藥7天后,記錄了嗅球(ESR)、皮質(zhì)、杏仁核、紋狀體、海馬、小腦和腦干中表達eGFP的MSC。最顯著的分布是在ESR和腦干內(nèi)。此外,鼻內(nèi)檢查顯示所施用的細(xì)胞具有抗炎和神經(jīng)保護作用。
將來自恒河猴的神經(jīng)元引發(fā)的ASCs(rASCs)與含有NTN和酪氨酸羥化酶(TH)的腺病毒(Ad-NTN-TH)組合植入PD猴模型的紋狀體和黑質(zhì)中。分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)錄并表達多巴胺能神經(jīng)元特有的各種基因。他們顯示了神經(jīng)元的分化,恢復(fù)了神經(jīng)保護功能。它們表現(xiàn)出比單獨基因治療更好的神經(jīng)保護作用。
使用MHC衍生的多能干細(xì)胞 (iPSC) 進行了主要組織相容性復(fù)合物 (MHC) 研究。免疫組織學(xué)分析表明,MHC匹配通過抑制移植物中小膠質(zhì)細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的積累,并提高iPSC移植物中的細(xì)胞存活率,有效降低免疫反應(yīng)。因此,MHC排列增加了移植的多巴胺神經(jīng)元的存活率。還使用人類iPSC進行了類似的研究。移植后,它們充當(dāng)獼猴中腦的多巴胺能神經(jīng)元。組織學(xué)研究表明,多巴胺能神經(jīng)元成熟。將密集的神經(jīng)突延伸到宿主的紋狀體中。還觀察到移植后猴子的自發(fā)運動有所增加。此外,這些細(xì)胞至少兩年內(nèi)沒有在大腦中形成腫瘤。
2017年,Shin等人研究發(fā)現(xiàn),與脂質(zhì)體治療相比,接受MSC外泌體治療的兩組大鼠在功能恢復(fù)方面均表現(xiàn)出顯著改善。此外,用富含miR-17-92簇的MSC外泌體治療對改善神經(jīng)發(fā)生具有更強的作用,從而刺激少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生并改善神經(jīng)元功能。
周琪院士團隊,利用人類孤雌胚胎干細(xì)胞(hpESC)衍生的多巴胺能細(xì)胞,在帕金森猴子模型中證明多巴胺能細(xì)胞的有效性和安全性后,2017年隨即開啟臨床試驗,這也是世界首個基于配型使用胚胎干細(xì)胞治療帕金森的臨床研究。2018年,Stem Cell Reports 雜志報道了周琪團隊的動物實驗研究成果。在靈長類動物模型中,研究人員將經(jīng)過嚴(yán)格質(zhì)檢后的臨床級人類孤雌胚胎干細(xì)胞衍生的中腦多巴胺能細(xì)胞,移植到帕金森猴腦內(nèi),并進行了長達兩年的跟蹤評價。結(jié)果表明,植入的細(xì)胞可以在動物體內(nèi)長期存活并進一步成熟,能明顯改善帕金森猴的癥狀,24個月的時間里未見腫瘤形成。
2019年,墨西哥總醫(yī)院在8名中度PD患者中測試了人類神經(jīng)祖細(xì)胞 (NPC)。該文獻發(fā)表在《細(xì)胞移植》期刊上,研究人員使用現(xiàn)代手術(shù),將NPC懸浮液注射到患者的雙側(cè)殼核中。細(xì)胞移植一年后,患者表現(xiàn)出不同程度的運動改善,其中五名患者對藥物表現(xiàn)出更好的反應(yīng)。中腦的多巴胺能活性增加。經(jīng)過4年的治療,進展略有下降,但仍然好于最初。還注意到殼核背側(cè)多巴胺能神經(jīng)傳遞的增加,這可能與運動功能的改善相關(guān)。
2020年維克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所,兩名PD患者接受了自體脂肪源性血管基質(zhì)成分 (SVF) 治療。它們被直接給予面部和鼻子的肌肉。SVF后,兩名患者的運動表現(xiàn)均有所改善,且多巴胺能治療水平較低。盡管作用機制未知,但這種潛在的療法需要進一步研究。
干細(xì)胞治療帕金森病的臨床試驗
有許多針對帕金森病的臨床試驗。雖然其中許多研究仍在進行中,但已經(jīng)有關(guān)于干細(xì)胞療法對帕金森病患者有效性的初步報告。
2014年,哈佛大學(xué)和麥克萊恩醫(yī)院神經(jīng)再生研究所,進行了一項帕金森病患者多巴胺能神經(jīng)元移植后的長期健康狀況的臨床研究。
h-NSC是一種由人類胎兒神經(jīng)干細(xì)胞 (h-NSC) 組成的細(xì)胞療法。h-NSC注射劑已通過鼻腔途徑注射給帕金森病患者。旨在評估帕金森病患者移植的多巴胺神經(jīng)元的長期健康狀況和功能、多巴胺轉(zhuǎn)運蛋白(DAT)的表達以及線粒體的形態(tài)。在人類胎兒中腦移植中檢查了細(xì)胞。DAT成功定位于重新受神經(jīng)支配的宿主殼核中移植的多巴胺神經(jīng)元末梢。移植的多巴胺神經(jīng)元在所有時間點都顯示出健康且未萎縮的形態(tài)。標(biāo)記線粒體外膜蛋白Tom20和α-突觸核蛋白顯示出患者黑質(zhì)中典型的細(xì)胞病理學(xué),而在移植的多巴胺神經(jīng)元中未觀察到這種情況。
2021年,白俄羅斯研究生教育醫(yī)學(xué)院神經(jīng)內(nèi)科和神經(jīng)外科完成了一項I期臨床試驗[NCT03550183],研究人員通過靜脈輸注使用臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(UC-MSC)來治療PD。通過不同持續(xù)時間的隨訪,研究人員測試了治療效果和生活質(zhì)量。
不幸的是,目前還沒有結(jié)果。本研究[NCT04146519]旨在評估引入MSC對PD患者運動和非運動癥狀有效性的直接影響。通過靜脈注射和串聯(lián)(鼻內(nèi)+靜脈)注射將MSC移植到12名PD患者體內(nèi)。
結(jié)果:我們發(fā)現(xiàn)研究組在移植后運動和非運動癥狀的嚴(yán)重程度有統(tǒng)計學(xué)上的顯著下降。
結(jié)論:積極的結(jié)果使我們可以考慮將間充質(zhì)干細(xì)胞移植作為帕金森病的一種疾病緩解治療策略。然而,這種PD治療方法并不是一個完全被理解的過程,這需要額外的研究和更長的隨訪期來監(jiān)測患者移植后的狀況。
2020年[NCT04414813]和2022年[NCT05435755],開始在帕金森病患者中進行臨床試驗。該療法將基于人類羊膜上皮干細(xì)胞(hAESC),使用現(xiàn)代手術(shù)機器人將其直接注入側(cè)腦室。這項研究將有助于制定最佳的干細(xì)胞治療策略。
目前國內(nèi)有哪些機構(gòu)開展干細(xì)胞治療帕金森的臨床研究
國內(nèi)也有機構(gòu)正在積極開展治療帕金森的干細(xì)胞療法臨床研究。在兩委局,干細(xì)胞臨床研究備案項目目前有4個,細(xì)胞來源有3種(分別hESC衍生的神經(jīng)前體細(xì)胞,胎兒神經(jīng)干細(xì)胞和羊膜上皮干細(xì)胞),如下表:
總結(jié)
干細(xì)胞療法治療帕金森病的前景看起來很有希望,正在進行的研究和臨床試驗正在探索這種創(chuàng)新方法治療這種使人衰弱的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛力。以下是我們在帕金森干細(xì)胞治療的未來可能看到的一些潛在發(fā)展和進步:改進的輸送方法、個性化治療、更安全的干細(xì)胞來源和聯(lián)合療法。
帕金森病的干細(xì)胞療法是一個有前景的研究領(lǐng)域,但它也存在潛在的風(fēng)險和危險。以下是與帕金森病干細(xì)胞療法相關(guān)的一些主要危險:免疫排斥和副作用:例如發(fā)燒、頭痛和感染。值得注意的是,這些危險并不是帕金森病干細(xì)胞療法所獨有的。它們是與任何干細(xì)胞療法相關(guān)的潛在風(fēng)險。然而,研究人員正在努力解決這些風(fēng)險,并使干細(xì)胞療法對帕金森病患者更安全、更有效。
參考資料:Cecerska-Hery?, E., P?ka?a, M., Serwin, N. et al. The Use of Stem Cells as a Potential Treatment Method for Selected Neurodegenerative Diseases: Review. Cell Mol Neurobiol 43, 2643–2673 (2023). https://doi.org/10.1007/s10571-023-01344-6
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