上一期談到什么是干細(xì)胞,什么是神經(jīng)退行性疾病,以及干細(xì)胞在肌萎縮側(cè)索硬化癥的研究進展,這期主要談?wù)劯杉?xì)胞在多發(fā)性硬化癥的臨床研究進展。
多發(fā)性硬化癥(Multiple Sclerosis, MS)是一種免疫介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘疾病,具有以下特點:
定義
多發(fā)性硬化癥的特征是中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙的癥狀和體征的多樣化,配合反復(fù)的緩解與復(fù)發(fā)。
多發(fā)性硬化癥的癥狀
多發(fā)性硬化癥的癥狀因人而異,可能時好時壞,或是隨著時間的推移而加重。常見癥狀包括:
- 一個或多個肢體有麻木感或無力
- 麻刺感
- 頸部活動時有觸電的感覺(萊爾米特征)
- 缺乏協(xié)調(diào)性
- 步態(tài)不穩(wěn)或無法行走
- 視力問題,如部分或完全喪失,通常一次只發(fā)生在一只眼睛上
- 長時間復(fù)視
- 視物模糊
- 眩暈
- 性功能、腸道功能和膀胱功能問題
- 疲勞
- 言語不清
- 認(rèn)知問題
- 情緒障礙
治療多發(fā)性硬化癥的方法
多發(fā)性硬化癥的治療目標(biāo)是降低復(fù)發(fā)的頻率和嚴(yán)重程度,減緩疾病進展,控制癥狀,提高生活質(zhì)量。
- 急性期治療:以減輕惡化期癥狀、縮短病程、改善殘疾程度和防治并發(fā)癥為主要目標(biāo)。主要藥物包括糖皮質(zhì)激素、血漿置換和IVIG。
- 緩解期治療:主要目的是減少多發(fā)性硬化復(fù)發(fā)、延緩疾病進展、提高患者生活質(zhì)量。
- 疾病修飾療法(DMT):應(yīng)盡早針對多發(fā)性硬化癥開始采用特定的疾病修飾療法,以減緩疾病進展并防止復(fù)發(fā)。
- 對癥治療:使用藥物來減輕多發(fā)性硬化癥的癥狀,如疲勞、肌肉緊縮、抑郁、泌尿系統(tǒng)問題或性功能障礙。這些藥物不會改變病程,但有助控制癥狀。
- 康復(fù)治療:物理療法和職業(yè)療法能幫助病患改善運動功能,提高生活自理能力。
- 新治療策略:隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進步,一些新的治療策略,如干細(xì)胞療法、免疫調(diào)節(jié)療法等也在研究之中,為未來的治療提供了新的可能。
多發(fā)性硬化癥目前尚無法徹底治愈,但通過上述治療方法可以有效管理病情,延緩病程進展,減輕癥狀,提高生活質(zhì)量。
干細(xì)胞治療多發(fā)性硬化癥的機制原理
干細(xì)胞治療多發(fā)性硬化癥(MS)的機制原理主要包括以下幾個方面:
- 神經(jīng)保護:干細(xì)胞能夠分泌多種神經(jīng)營養(yǎng)因子,這些因子有助于保護神經(jīng)細(xì)胞,減緩神經(jīng)退行性變化。
- 免疫調(diào)節(jié):干細(xì)胞具有調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的能力,能夠降低MS患者的自身免疫攻擊,抑制過度活躍的免疫反應(yīng),減少炎癥因子的產(chǎn)生,從而減輕對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的攻擊。
- 促進神經(jīng)再生:干細(xì)胞能夠分化為神經(jīng)細(xì)胞或膠質(zhì)細(xì)胞,促進神經(jīng)組織的修復(fù)和再生。它們能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞,為神經(jīng)組織恢復(fù)和細(xì)胞修復(fù)提供策略。
- 髓鞘再生:特定類型的干細(xì)胞能夠分化為髓鞘形成細(xì)胞,有助于恢復(fù)神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)功能,減少脫髓鞘、星形膠質(zhì)細(xì)胞增生和軸突損失。
- 抗炎作用:干細(xì)胞分泌的因子具有抗炎功能,能夠減少炎癥過程,為減輕MS病變的進展提供了新的方法。
- 營養(yǎng)支持和修復(fù):干細(xì)胞通過其“分泌組”及其與神經(jīng)退行性疾病動物模型疾病改善的相關(guān)性,為神經(jīng)保護和神經(jīng)修復(fù)提供營養(yǎng)支持。
- 細(xì)胞替代:干細(xì)胞具有分化成關(guān)鍵神經(jīng)細(xì)胞類型的能力,包括神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞,有助于替換受損的神經(jīng)細(xì)胞。
- 內(nèi)源性修復(fù)機制的培育:干細(xì)胞能夠培育有利于內(nèi)源性修復(fù)機制的環(huán)境,通過營養(yǎng)因子支持內(nèi)源性修復(fù)以及增強祖細(xì)胞分化。
這些機制共同作用,使得干細(xì)胞治療成為多發(fā)性硬化癥的一種有前途的治療策略,為患者提供了新的治療希望。
干細(xì)胞作為神經(jīng)退行性疾病的潛在治療方法之多發(fā)性硬化癥篇
已經(jīng)進行了許多使用造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床試驗,如表2所示。該療法已被證明對患者是安全的,并且可以減少ALS進展。在大鼠模型中使用脂肪干細(xì)胞和納米囊泡(ASC-NV)的研究取得了有希望的結(jié)果,但需要進一步研究將該療法用于人類治療。
各種治療解決方案支持干細(xì)胞的動員。這種效果可以通過施用各種營養(yǎng)因子和生長因子來實現(xiàn),例如EPO(促紅細(xì)胞生成素)、BDNF(腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子)或GDNF(膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子),趨化因子,例如SDF-1(基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1)細(xì)胞因子。
早在2010年,在Karussiset al在MS和ALS患者中進行了MSC研究。所有干細(xì)胞均通過腰部鞘內(nèi)注射獲得。一些患者還接受了間充質(zhì)干細(xì)胞靜脈注射治療。MRI顯示間充質(zhì)干細(xì)胞位于腦室枕角,表明標(biāo)記的細(xì)胞可能在腦膜、蛛網(wǎng)膜下腔和脊髓中遷移。移植后24小時后,對所有患者的數(shù)據(jù)分析總共顯示調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(CD4+CD25+)百分比增加72%,淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)降低,CD40+、CD83+、CD86+和HLA-表達骨髓樹突狀細(xì)胞的DR。此外,在用植物血凝素刺激淋巴細(xì)胞后。
2018年里奧達諾等人。進行了一項臨床試驗,測試臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞 (UCMSC) 治療MS的有效性和安全性(20名受試者)。
在這項為期一年的研究中,同意的受試者在7天內(nèi)接受了7次靜脈輸注20×106UCMSC。在基線、治療后1個月和1年評估療效,包括磁共振成像 (MRI)、Kurtzke擴展殘疾狀態(tài)量表 (EDSS)、斯克里普斯神經(jīng)評定量表、九孔測試、25英尺步行測試和RAND Short Form-36生活質(zhì)量調(diào)查問卷。
尚未報告有嚴(yán)重不良反應(yīng)。治療后1個月,患者病情的改善最為明顯。這些結(jié)果可能表明,多發(fā)性硬化癥患者接受UC-MSC輸注治療是安全的。
2019年,在一項初步研究中,[NCT00273364]對110名復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化癥患者進行的造血干細(xì)胞治療 (HSCT) 導(dǎo)致疾病進展時間延長。患者被隨機分配接受HSCT以及環(huán)磷酰胺和抗胸腺細(xì)胞球蛋白治療。HSCT組中僅3名患者出現(xiàn)疾病進展。第一年,平均EDSS分?jǐn)?shù)下降(提高)。沒有死亡,也沒有潛在的危及生命的事件(Burt et al. 2019)。
對患有進行性多發(fā)性硬化癥的患者進行了一項研究,以確定施用源自間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC-NP)的自體神經(jīng)祖細(xì)胞的長期安全性和有效性。鞘內(nèi)MSC-NP治療的安全性和有效性維持了2年,但殘疾逆轉(zhuǎn)的程度并未得到完全支持。針對IT-MSC-NP治療而改變的CSF生物標(biāo)志物可能反映了MS治療反應(yīng)的特定免疫調(diào)節(jié)和營養(yǎng)機制 (Harris et al. 2020 )。
為了檢查移植后2和3年后長期免疫重建對自體造血干細(xì)胞移植 (AHSCT) 的影響,使用流式細(xì)胞儀對22名MS患者的外周血單核細(xì)胞進行了高維免疫表型分析。
結(jié)果表明,AHSCT在治療后長達3年內(nèi)可誘導(dǎo)MS患者免疫系統(tǒng)的促炎和免疫調(diào)節(jié)成分發(fā)生顯著的重新校準(zhǔn)。觀察到特定促炎性免疫細(xì)胞(T-helper-17 (Th17) 細(xì)胞)基線頻率較高、免疫調(diào)節(jié)性CD56+自然殺傷細(xì)胞和終末分化CD8+CD28—CD57+細(xì)胞的頻率和絕對計數(shù)增加。
2020年,Petrou等人則在一項臨床研究(試驗登記:NCT02166021)中,評估了間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)移植對活動性和進展性多發(fā)性硬化癥患者的最佳給藥方法、安全性和臨床有效性。48名患者(28名男性和20名女性)在過去一年中出現(xiàn)臨床惡化或活動的晚期證據(jù)。患者被隨機分為三組,分別接受經(jīng)皮腔內(nèi)(IT)或靜脈內(nèi)(IV)注射自體間充質(zhì)干細(xì)胞(1×106/kg)或假注射治療。
6個月后,MSC-IT組和MSC-IV組的一半患者再次接受間充質(zhì)干細(xì)胞治療,另一半患者接受假注射。最初接受假治療的患者被分為兩個亞組,分別接受間充質(zhì)干細(xì)胞-IT或間充質(zhì)干細(xì)胞-IV治療。研究持續(xù)時間為14個月。
研究未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的安全性問題。MSC-IT組和MSC-IV組治療失敗的患者明顯少于假治療組。在1年的隨訪中,分別有58.6%和40.6%接受間充質(zhì)干細(xì)胞-IT和間充質(zhì)干細(xì)胞-IV治療的患者沒有出現(xiàn)疾病活動跡象,而假體組只有9.7%。
間充質(zhì)干細(xì)胞-IT移植在復(fù)發(fā)率、核磁共振成像中T2病變負(fù)荷的每月變化、25英尺步行測試、9孔釘測試、光學(xué)相干斷層掃描、功能性核磁共振成像和認(rèn)知測試等方面產(chǎn)生了額外的益處。進行性多發(fā)性硬化癥患者對間充質(zhì)干細(xì)胞治療的耐受性良好,并能在短期內(nèi)對重要終點產(chǎn)生有益影響,尤其是對病情活躍的患者。在一些疾病參數(shù)上,鞘內(nèi)給藥比靜脈給藥更有效。
2021年,柳葉刀神經(jīng)學(xué)發(fā)表了一篇文章,主要目的為進一步的研究應(yīng)該解決間充質(zhì)干細(xì)胞對組織修復(fù)相關(guān)參數(shù)的影響。這項研究表明間充質(zhì)干細(xì)胞在多發(fā)性硬化癥中的應(yīng)用有其局限性。與其他此類研究及其開展國家相比,其優(yōu)勢在于患者數(shù)量較多。這無疑增加了其可信度。
在大多數(shù)進行的研究中,自體造血干細(xì)胞移植的有效性被定義為無進展生存期 (PFS)。2011年,35例接受造血干細(xì)胞移植治療的侵襲性多發(fā)性硬化癥患者的臨床和MRI結(jié)果。患病15年后,活動性CNS疾病患者的無進展生存率 (PFS) 為44%。具有活動性MRI病變的患者的PFS率明顯更高,并且造血干細(xì)胞移植還大大減少了MRI上釓增強病變的數(shù)量和體積。不幸的是,兩名患者死于移植相關(guān)并發(fā)癥。
在95名不同類型的多發(fā)性硬化癥患者中。造血干細(xì)胞移植后,根據(jù)臨床和生活質(zhì)量結(jié)果評估療效。在長期隨訪(約4年)中,疾病改善或穩(wěn)定的總體臨床反應(yīng)率為80%。在沒有疾病進展的患者中,磁共振成像沒有記錄到活動性、新的或擴大的病變(2012年)。
2022年,多發(fā)性硬化癥中心/神經(jīng)免疫學(xué)科在另一項研究中,觀察了間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 移植(鞘內(nèi)或靜脈內(nèi))對MS患者可能的神經(jīng)保護作用。腦脊液樣本取自48名進行性多發(fā)性硬化癥患者。觀察是在第一次注射前和治療6個月后進行的。神經(jīng)絲輕鏈(NF-L)被證明是多發(fā)性硬化癥神經(jīng)變性的可靠生物標(biāo)志物。與治療前測量值相比,鞘內(nèi)MSC治療后6個月,CSF的NF-L水平顯著降低 (Petrou et al. 2022 )。
寫在最后:與肌萎縮側(cè)索硬化癥一樣,誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC) 也正在作為多發(fā)性硬化癥的治療方法進行測試。將iPSC衍生的神經(jīng)細(xì)胞移植到脫髓鞘模型后,觀察到活動能力顯著改善,髓鞘再生能力增強。
隨著人們努力提高iPSC治療的有效性并減少其潛在副作用,iPSC技術(shù)正在不斷進步。這給人們帶來了希望,即它們將成為使用間充質(zhì)干細(xì)胞治療多發(fā)性硬化癥的替代方案。
許多利用干細(xì)胞治療多發(fā)性硬化癥的臨床試驗已經(jīng)或正在進行中。只能介紹其中的一些。然而,在分析了目前的大部分研究后,MSC注射最常被考慮用于治療多發(fā)性硬化癥。它們的使用效果通常令人滿意。盡管如此,并非所有研究都獲得了所謂的終點。大多數(shù)研究人員表示需要進行后續(xù)階段的臨床試驗,這應(yīng)該以檢查間充質(zhì)干細(xì)胞的安全性和有效性為基礎(chǔ)。
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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