干細(xì)胞可以是人自己的細(xì)胞(稱為自體移植的程序)或供體的細(xì)胞(稱為同種異體移植的程序)。當(dāng)使用患者自身的干細(xì)胞時(shí),會在化療或放療之前收集它們,因?yàn)檫@些治療會損害干細(xì)胞。治療后將它們注射回體內(nèi)。
干細(xì)胞的來源多種多樣,如植入前胚胎、兒童、成人、流產(chǎn)胎兒、胚胎、臍帶、經(jīng)血、羊水和胎盤
新的研究表明,移植的干細(xì)胞遷移到受損區(qū)域并承擔(dān)神經(jīng)元的功能,為阿爾茨海默氏病、帕金森氏癥、脊髓損傷、中風(fēng)、腦癱、和其他神經(jīng)退行性疾病的治療帶來了希望。
干細(xì)胞的治療用途,已經(jīng)有望用于治療癌癥、免疫相關(guān)疾病和其他疾病的全新療法,有朝一日可能會擴(kuò)展到修復(fù)和補(bǔ)充大腦。
干細(xì)胞技術(shù),被譽(yù)為繼藥物治療、手術(shù)治療后的第三次醫(yī)學(xué)革命。及時(shí)地補(bǔ)充干細(xì)胞,將系統(tǒng)提高全身細(xì)胞的更新?lián)Q代能力,增強(qiáng)細(xì)胞活性,全面改善組織、器官功能。
霍金曾在《干細(xì)胞大探索》中預(yù)言道:未來,干細(xì)胞可攻克一切疾病,望來者勇敢開拓新世界!
干細(xì)胞研究人員報(bào)道了干細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中具有臨床應(yīng)用價(jià)值,并取得了普遍積極的結(jié)果,并且范圍從那時(shí)起一直在增加。
腦癱
腦癱是一種在懷孕、分娩或出生后不久因大腦受損而導(dǎo)致的疾病。它通常伴有癲癇發(fā)作、聽力損失、說話困難、失明、缺乏協(xié)調(diào)和/或智力低下。關(guān)于腦癱的10問10答
對實(shí)驗(yàn)誘發(fā)的中風(fēng)或外傷的動物進(jìn)行的研究表明,干細(xì)胞療法可能帶來益處。通過注射到脈管系統(tǒng)而不是直接注射到大腦來進(jìn)行這些移植的可能性增加了及時(shí)進(jìn)行人體研究的可能性。因此,適用于血管內(nèi)注射細(xì)胞的人體實(shí)驗(yàn)的變量,例如細(xì)胞類型、移植時(shí)間和對功能的影響,(1)
腦癱導(dǎo)致兒童慢性運(yùn)動障礙。原因多種多樣,從大腦發(fā)育異常到出生相關(guān)傷害再到產(chǎn)后腦損傷。由于極早產(chǎn)兒存活率的提高,腦癱的發(fā)病率可能會增加。雖然遭受新生兒缺氧缺血 (HI) 損傷的早產(chǎn)兒和足月兒僅占腦癱總?cè)丝诘囊恍〔糠?,但這一組的臨床表現(xiàn)很容易識別,而且他們的大部分損傷是少突膠質(zhì)細(xì)胞和白質(zhì)(2)。
近二十中國干細(xì)胞治療腦癱的臨床進(jìn)展,有哪些醫(yī)院開展了臨床試驗(yàn)
阿爾茨海默氏病
阿爾茨海默氏癥是一種復(fù)雜的致命疾病,涉及進(jìn)行性細(xì)胞退化,從控制思想、記憶和語言的腦細(xì)胞喪失開始。這種目前無法治愈的疾病。
首先由德國醫(yī)生阿爾茨海默博士描述,他在一名死于不尋常精神疾病的婦女的大腦中發(fā)現(xiàn)了淀粉樣斑塊和神經(jīng)原纖維纏結(jié)。一種類似于DNA成分的化合物可以提高從患者骨髓移植到大腦的干細(xì)胞接管受損細(xì)胞功能的機(jī)會,并有助于治療阿爾茨海默病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。由中佛羅里達(dá)大學(xué)教授 Kiminobu Sugaya 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),用溴脫氧尿苷(一種成為DNA一部分的化合物)處理實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的骨髓細(xì)胞,
人們早就認(rèn)識到,阿爾茨海默氏病 (AD) 患者會出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的認(rèn)知功能下降,這是由于Meynert 稱為基底核的結(jié)構(gòu)中的細(xì)胞退化所致。膽堿能細(xì)胞數(shù)量的減少會干擾行為表現(xiàn)的多個(gè)方面,包括覺醒、注意力、學(xué)習(xí)和情感。
眾所周知,AD是一種無法治愈的神經(jīng)退行性疾病,目前沒有完全治療的藥物療法。神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC)移植為治療阿爾茨海默病提供了一種潛在的創(chuàng)新策略,有可能提供比目前的藥物治療更持久的治療方法。移植后,這些細(xì)胞能夠遷移到大腦的受損區(qū)域,并分化成患病大腦所缺乏的必要細(xì)胞類型,為其提供促進(jìn)康復(fù)所需的細(xì)胞群。(3)
多發(fā)性硬化癥
惡性多發(fā)性硬化癥 (MS) 是一種罕見但臨床上重要的MS亞型,其特征是在疾病過程的早期階段會迅速出現(xiàn)嚴(yán)重殘疾。這些患者對常規(guī)免疫調(diào)節(jié)劑無效,他們的主要治療方法是血漿置換或使用米托蒽醌、環(huán)磷酰胺、克拉屈濱或最近的骨髓移植進(jìn)行免疫抑制。17歲惡性多發(fā)性硬化患者大劑量化療加抗胸腺細(xì)胞球蛋白后行自體干細(xì)胞移植一例報(bào)告。這種干預(yù)產(chǎn)生了令人印象深刻且持久的臨床和放射學(xué)反應(yīng)(4)。
在24名復(fù)發(fā)-緩解型多發(fā)性硬化癥患者(14名女性,10名男性)的其他實(shí)驗(yàn)中,在2-8年的過程中完成治療,使用含有間充質(zhì)和外胚層干細(xì)胞的胚胎干細(xì)胞懸浮液(ESCS?)起源于4-8周大的胚胎尸體器官的活躍生長區(qū)。懸液量為1-3毫升,細(xì)胞計(jì)數(shù)為 0.1-100×105/毫升。
在治療過程中,應(yīng)用了2-4種不同的懸浮液,給藥方式為腔內(nèi)、靜脈內(nèi)和皮下。治療后70%的患者出現(xiàn)移植后早期癥狀改善,主要表現(xiàn)為虛弱減輕,食欲和情緒改善,抑郁減輕。在治療后的最初幾個(gè)月中,在以下方面觀察到了積極的動態(tài):眼球震顫、會聚障礙、痙攣和協(xié)調(diào)。在構(gòu)音障礙、吞咽困難和共濟(jì)失調(diào)等癥狀中,積極變化的發(fā)生速度要慢得多??偟膩碚f,該治療改善了四肢的運(yùn)動范圍和質(zhì)量,使肌張力恢復(fù)正常,減少了疲勞和全身無力,并改善了生活質(zhì)量。
第四,87%的患者報(bào)告沒有惡化,沒有神經(jīng)系統(tǒng)癥狀加重,也沒有進(jìn)一步的殘疾進(jìn)展。在初始治療后1-2年進(jìn)行的MRI顯示局灶性病變明顯消退,平均31%,釓增強(qiáng)病變消退48%;T2加權(quán)圖像顯示病灶的相對密度顯著降低。
多種治療多發(fā)性硬化癥的途徑,其中干細(xì)胞治療有什么優(yōu)缺點(diǎn)
帕金森病
醫(yī)生首先從患者的大腦中分離出成體干細(xì)胞,然后在體外培養(yǎng)它們并促使其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)元。一旦測試表明細(xì)胞正在產(chǎn)生多巴胺,就會將它們重新注入該人的大腦。移植后,該男子的病情有所改善,與疾病相關(guān)的顫抖和肌肉僵硬也有所減輕。移植后3個(gè)月進(jìn)行的腦部掃描顯示,多巴胺的產(chǎn)生增加了 58%,但后來有所下降,但帕金森氏癥的癥狀并沒有恢復(fù)。該研究是第一項(xiàng)表明干細(xì)胞移植有助于治療帕金森癥的人體研究。
胎兒來源的神經(jīng)干細(xì)胞在帕金森病嚙齒動物模型中的應(yīng)用顯示出巨大的前景,致瘤性的可能性似乎很小。
總之,大多數(shù)使用流產(chǎn)的人類胚胎組織的研究表明:臨床獲益確實(shí)發(fā)生;然而,好處并不明顯,并且在臨床變化之前有許多個(gè)月的延遲。尸檢表明組織移植物確實(shí)存活下來并支配紋狀體。PET 掃描顯示移植后多巴胺攝取增加。后續(xù)研究表明,移植確實(shí)會帶來長期益處。(?8?)
中風(fēng)
在中風(fēng)期間和之后,會發(fā)生某些導(dǎo)致腦細(xì)胞死亡的細(xì)胞事件。
“一次間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 移植可改善動物缺血性中風(fēng)的恢復(fù)。研究人員檢查了在缺血性中風(fēng)患者中使用培養(yǎng)擴(kuò)增的自體MSC進(jìn)行細(xì)胞療法的可行性、有效性和安全性。他們前瞻性和隨機(jī)分配了30名大腦中動脈供血區(qū)內(nèi)的腦梗死患者,系列評估顯示沒有不良細(xì)胞相關(guān)、血清學(xué)或影像學(xué)定義的影響。在嚴(yán)重腦梗死患者中,靜脈輸注自體間充質(zhì)干細(xì)胞似乎是一種可行且安全的治療方法,可以改善功能恢復(fù)。(10)
早期靜脈內(nèi)干細(xì)胞注射顯示出促進(jìn)神經(jīng)保護(hù)的抗炎功能,主要是通過中斷顱內(nèi)出血后的脾臟炎癥反應(yīng)。
總之,早期靜脈注射神經(jīng)干細(xì)胞顯示出抗炎功能,神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC) 移植已被研究作為中風(fēng)后受損大腦重建的一種手段。
視力恢復(fù):
用于恢復(fù)視力的新興細(xì)胞療法集中在對視覺功能至關(guān)重要的兩個(gè)眼睛區(qū)域,即角膜和視網(wǎng)膜。相對容易進(jìn)入角膜、形成角膜上皮不同層的細(xì)胞的同質(zhì)性以及細(xì)胞培養(yǎng)方案的改進(jìn)導(dǎo)致角膜上皮修復(fù)取得相當(dāng)大的成功。然而,重建整個(gè)角膜離現(xiàn)實(shí)還很遙遠(yuǎn)。最近使用未成熟的光感受器在不同的視網(wǎng)膜退化動物模型中實(shí)現(xiàn)了視網(wǎng)膜的修復(fù)。(12)
骨髓含有干細(xì)胞,它們具有非凡的能力,可以在受傷時(shí)歸巢,并可能再生體內(nèi)其他類型的細(xì)胞。在這種情況下,移植細(xì)胞以確認(rèn)骨髓確實(shí)能使受損的RPE再生。RPE損傷存在于許多視網(wǎng)膜疾病中,包括年齡相關(guān)性黃斑變性,它影響了美國超過175萬人。(13)
脊髓損傷:
神經(jīng)干細(xì)胞 (NSC) 具有替代神經(jīng)系統(tǒng)損傷后丟失的組織的潛力。因此,干細(xì)胞可以部分地通過分泌生長因子來促進(jìn)宿主神經(jīng)修復(fù),并且它們的再生促進(jìn)活性可以通過基因傳遞進(jìn)行修飾。
通過干細(xì)胞移植修復(fù)人類脊髓損傷的嘗試取決于宿主和移植物之間復(fù)雜的生物相互作用
將動物實(shí)驗(yàn)治療的結(jié)果外推到脊髓損傷的人類身上需要非常謹(jǐn)慎。
外科醫(yī)生面臨著將干細(xì)胞移植到脊髓損傷患者體內(nèi)的巨大壓力。然而,由于這種療法的療效和確切適應(yīng)癥仍不確定,并且可能導(dǎo)致發(fā)病率(如排斥或晚期腫瘤發(fā)展),因此只能進(jìn)行基于試圖消除安慰劑效應(yīng)的可靠實(shí)驗(yàn)工作的精心設(shè)計(jì)的研究。
不應(yīng)提倡過早將干細(xì)胞移植應(yīng)用于脊髓損傷患者。(14?,?15?,?16?)
脊椎修復(fù):
間充質(zhì)干細(xì)胞也已被鑒定,目前正在開發(fā)用于骨骼、軟骨、肌肉、肌腱和韌帶的修復(fù)和再生。這些MSCs 通常是從骨髓或脂肪組織中采集、分離和擴(kuò)增的,它們已從嚙齒動物、狗和人類中分離出來。有趣的是,這些細(xì)胞可以在體外進(jìn)行廣泛的傳代培養(yǎng)而不分化,從而擴(kuò)大了它們的潛在臨床用途。(17)通過向組織培養(yǎng)基中添加地塞米松、抗壞血酸和甘油磷酸鹽,可以將人類MSCs導(dǎo)向成骨細(xì)胞分化。通過分析堿性磷酸酶活性、骨基質(zhì)蛋白的表達(dá)和細(xì)胞外基質(zhì)的礦化,可以清楚地記錄這種成骨細(xì)胞的定型和分化。(18)
肌萎縮側(cè)索硬化:
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的一組科學(xué)家在一項(xiàng)研究中證明了基于細(xì)胞的療法對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)難以治愈的疾病的前景),一種致命的神經(jīng)肌肉疾病,也稱為盧伽雷氏病。以前沒有針對ALS的有效治療方法,這種疾病在美國折磨著大約40,000人,并且?guī)缀蹩偸窃谠\斷后三到五年內(nèi)致命。隨著控制肌肉的運(yùn)動神經(jīng)元被疾病破壞,患者逐漸出現(xiàn)進(jìn)行性肌肉無力和癱瘓。
在一項(xiàng)研究中,MSCs是從9名確診為ALS的患者的骨髓中分離出來的。在體外擴(kuò)增過程中評估了生長動力學(xué)、免疫表型、端粒長度和核型。沒有觀察到供體或患者之間的顯著差異?;颊咴谛刈邓浇邮芰俗泽w MSCs 的椎管內(nèi)注射,并進(jìn)行了4年的監(jiān)測。沒有明顯的急性或晚期副作用被證明。沒有觀察到脊髓體積的改變或異常細(xì)胞增殖的其他跡象。
結(jié)果似乎表明,間充質(zhì)干細(xì)胞代表了治療漸凍癥的良好機(jī)會,并且從長遠(yuǎn)來看,脊柱內(nèi)注射間充質(zhì)干細(xì)胞也是安全的。開展了一項(xiàng)新的1期研究,以在更多患者中驗(yàn)證這些數(shù)據(jù)。(22)
結(jié)論
基于干細(xì)胞的技術(shù)為未來提供了驚人的可能性。這些包括復(fù)制人體組織和潛在修復(fù)受損器官(如大腦、脊髓、脊柱和眼睛)的能力,目前我們主要提供支持性護(hù)理以防止情況惡化。這種潛力幾乎讓對這種技術(shù)最嚴(yán)厲的批評者閉嘴了,但事實(shí)仍然是道德挑戰(zhàn)令人望而生畏。令人鼓舞的是,在應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的過程中,我們會大量反思我們的職業(yè)道德以及我們與患者、行業(yè)以及彼此之間的關(guān)系。
在將干細(xì)胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的人類之前,干細(xì)胞移植的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)應(yīng)該是可靠的。
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