中風(fēng)對人體造成衰弱，對社會造成嚴(yán)重的負面影響，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動和行為癥狀等運動和認(rèn)知缺陷可能會長期持續(xù)，并阻止患者完全重新融入社會。

在臨床上為中風(fēng)開發(fā)的唯一神經(jīng)保護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。因此，迫切需要開發(fā)在中風(fēng)發(fā)作后的最初幾個小時后仍有效的治療劑。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、運動學(xué)習(xí)原理、運動皮層刺激（使用rTMS、TDCS）和輔助技術(shù)的物理療法有助于恢復(fù)功能性運動。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胞的潛力，例如成體干細胞、神經(jīng)干細胞、臍帶血以及來自脂肪組織和皮膚的細胞。
中風(fēng)恢復(fù)模式

受中風(fēng)影響的個體的恢復(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，第一個時期包括中風(fēng)后的最初幾個小時，此時血流、水腫和促炎機制發(fā)生快速變化。

第二個時期與自發(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)事件達到峰值水平，大腦被激發(fā)以啟動修復(fù)，這表明是啟動外源性恢復(fù)療法的黃金時期。

第三個時期開始于中風(fēng)后數(shù)周至數(shù)月，此時自發(fā)行為增益通常達到穩(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)。

干細胞在神經(jīng)修復(fù)中的作用機制

干細胞具有分化成所有類型細胞的能力。外源性施用的細胞似乎刺激內(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)為靜脈注射的細胞會回到受傷部位并替換死亡的神經(jīng)元，但目前使用這些細胞的意識形態(tài)認(rèn)為這些細胞會釋放許多營養(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)機制。生長因子的上調(diào)、持續(xù)細胞死亡的預(yù)防以及宿主和移植物之間突觸連接的增強是靜脈內(nèi)干細胞作為“伴侶”發(fā)揮作用的一些常見途徑。干細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

干細胞自我更新和分化的獨特能力已被用于設(shè)計針對各種神經(jīng)退行性疾病（包括腦中風(fēng)）的細胞療法。有幾項研究報告了干細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行討論。

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

治療腦中風(fēng)的干細胞有哪些

缺血性中風(fēng)通過破壞異質(zhì)細胞群和神經(jīng)元連接以及血管系統(tǒng)，對腦細胞造成嚴(yán)重損害。幾種類型的干細胞如胚胎干細胞、神經(jīng)干細胞、成體干細胞（間充質(zhì)干細胞）和誘導(dǎo)多能干細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。

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

神經(jīng)干細胞：神經(jīng)干細胞 (NSC) 是神經(jīng)修復(fù)最合適的細胞候選者，因為它們屬于同一組織來源，并且具有分化成神經(jīng)元細胞的自然傾向。NSC是多能細胞，通常存在于海馬齒狀回的顆粒下區(qū)。

據(jù)報道，NSCs的植入會導(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。它們通過改善細胞外微環(huán)境從而促進神經(jīng)元回路可塑性來實現(xiàn)這一點。NSC恢復(fù)神經(jīng)元功能，因為它們分泌多種神經(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)細胞的保護、維持和增殖中也起著重要作用。

間充質(zhì)干細胞：另一種具有驚人的神經(jīng)恢復(fù)潛力并具有其他幾個理想特性的細胞是間充質(zhì)干細胞 (MSC)。MSC是多能干細胞，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、細胞替代、線粒體轉(zhuǎn)移等。MSCs還具有血管生成作用。據(jù)報道，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)多能干細胞：最近探索其轉(zhuǎn)化價值的另一種干細胞是誘導(dǎo)多能干細胞 (iPSC)。由于其免疫原性低、易于獲取、非干預(yù)性且不會引起倫理問題，iPSC比其他類型的干細胞更具優(yōu)勢。然而，它們的生成仍然是一個未解決的問題，因為重編程效率仍然很低。

腦卒中的生物活性成分：聯(lián)合療法

間充質(zhì)干細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，有時會在MSC中觀察到炎癥。一項研究表明，載有柚皮素（一種強抗炎劑）的明膠涂層聚己內(nèi)酯納米制劑可保護 MSC 免受氧葡萄糖剝奪引起的炎癥，并降低促炎細胞因子的水平。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)與干細胞療法的新聯(lián)合療法可能成為基于干細胞的神經(jīng)再生的新視角。

干細胞治療腦中風(fēng)的臨床試驗

我們對中風(fēng)臨床研究數(shù)據(jù)庫進行了嚴(yán)格搜索，發(fā)現(xiàn)超過56項關(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。

他們中的大多數(shù)使用間充質(zhì)干細胞、脂肪組織、骨髓來源的細胞以及脊髓和臍帶細胞。表格1介紹了一些涉及干細胞療法（自體和同種異體）的臨床試驗，給出了他們的研究設(shè)計、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，計算機斷層掃描；NIHSS，美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表；BI，巴塞爾指數(shù)。

2010年，進行了一項開放標(biāo)記的觀察者盲法臨床試驗，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，一項自體骨髓單核細胞治療慢性缺血性腦卒中的非隨機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，在一項針對急性中風(fēng)后2周患者的II期隨機、雙盲、安慰劑對照單中心試點臨床試驗中，靜脈注射來自脂肪組織的同種異體間充質(zhì)干細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，因為已證明它們?nèi)狈I類HLA抗原。

2018年，在另一項I期、開放標(biāo)簽、前瞻性臨床試驗中，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胞的單次靜脈輸注。在3、6和12個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匹配的人臍帶血細胞對患有缺血性中風(fēng)的成人是安全的，并支持開展一項隨機、安慰劑對照的2期研究。

2019年，在一項單點I期研究中，觀察了源自單個人胎兒脊髓的 NSI-566原代貼壁神經(jīng)細胞的可行性和安全性。在一項患者隊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。其背后的潛在機制是干細胞來源的組織主要由中間神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞組成，它們促進再生并充當(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“自體干細胞治療中風(fēng)隨機對照臨床試驗”STARTING-2?(Stem?cell?Application?Researches?and?Trials?In?Neurology)”進行了分析。

STARTING-2試驗的參與者以2:1的比例被隨機分配接受靜脈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動功能，且沒有明顯的副作用。

國內(nèi)干細胞治療腦中風(fēng)研究進展

2018-2019年，國家研發(fā)計劃“干細胞及轉(zhuǎn)化研究”重點專項中，《神經(jīng)干細胞腦內(nèi)精準(zhǔn)移植治療腦卒中的臨床研究》和《負載多種干細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》兩大項目通過審批。

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

2020年5月，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院啟動了“人源性神經(jīng)干細胞治療缺血性卒中的單中心隨機對照研究”，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，從使用的干細胞種類開始，有多能干細胞（ESCs和iPSCs）、神經(jīng)干細胞和成體干細胞（來自各種組織的MSCs）。存在與多能干細胞相關(guān)的倫理問題。此外，NSCs在體外具有局限性擴張（根據(jù)需要移植的神經(jīng)干細胞數(shù)量）。MSCs有能力解決這個問題。

另一個問題是宿主和移植干細胞之間的免疫耐受性。這個問題可以通過使用患者自己的細胞衍生出MSC的iPSC來解決（因為它們沒有HLAII類）。

除了這些問題之外，還有其他幾個問題，例如細胞提取、擴增和分化的效率是否足以進行移植，以及最佳注射方式和最佳注射次數(shù)。雖然將干細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研究以及患者的長期隨訪結(jié)果，進一步推動干細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.