中風(fēng)是世界上最普遍的心血管疾病，并且仍然是導(dǎo)致死亡和殘疾的主要原因之一。盡管治療再灌注損傷的早期干預(yù)措施（如靜脈溶栓和血管內(nèi)血運(yùn)重建）已對(duì)中風(fēng)患者顯示出顯著益處，但中風(fēng)仍然是全球長(zhǎng)期殘疾的主要原因。因此，卒中與家庭負(fù)擔(dān)增加、醫(yī)療費(fèi)用增加等因素導(dǎo)致的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題有關(guān)。使用不同細(xì)胞類型的干細(xì)胞治療的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室結(jié)果很有希望，一些臨床試驗(yàn)開始證明這種干預(yù)的安全性和有效性。

在這篇綜述中，我們旨在總結(jié)5種類型干細(xì)胞{骨髓單個(gè)核細(xì)胞（MNCs）、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）、牙髓干細(xì)胞（DPSCs）、神經(jīng)干細(xì)胞（NSCs）、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）}、用于治療中風(fēng)的作用機(jī)制以及應(yīng)用在人體研究中對(duì)中風(fēng)后的有益影響。

骨髓單核細(xì)胞

骨髓單個(gè)核細(xì)胞包括單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、間充質(zhì)和造血干細(xì)胞以及造血和內(nèi)皮祖細(xì)胞。BMSCs和iPSCs等干細(xì)胞在移植前需要一段時(shí)間的細(xì)胞培養(yǎng)，而骨髓單個(gè)核細(xì)胞可以在給藥前自體收集，與其他細(xì)胞來(lái)源相比，這在急性臨床護(hù)理環(huán)境中可能是有利的。

骨髓單個(gè)核細(xì)胞對(duì)腦卒中的保護(hù)機(jī)制

在中風(fēng)治療中使用骨髓單個(gè)核細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)原理包括許多作用機(jī)制，例如調(diào)節(jié)局部和全身炎癥、促進(jìn)血管生成和內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生、分化成促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)過程的細(xì)胞類型，以及分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。腦卒中后急性期到慢性期的因素(圖1) 。主要機(jī)制被認(rèn)為是血管生成和減少內(nèi)皮損傷。

MNCs增加了各種缺血性疾病患者的血管密度和血流量，例如心血管疾病、外周動(dòng)脈疾病和糖尿病足病變。初步研究表明，造血干細(xì)胞分化為內(nèi)皮細(xì)胞 (EC) 是恢復(fù)的主要促進(jìn)機(jī)制。

骨髓單個(gè)核細(xì)胞移植治療腦中風(fēng)的臨床研究

薩維茨等人先前報(bào)道，與年齡和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表 (NIHSS) 評(píng)分匹配的歷史卒中患者的對(duì)照組相比，在卒中后24-72小時(shí)內(nèi)靜脈輸注自體MNCs可能是有效的。

此外，田口等人據(jù)報(bào)道，在中風(fēng)發(fā)作后7-10天靜脈輸注自體MNCs是一種安全可行的療法，可改善嚴(yán)重缺血的中風(fēng)患者的功能恢復(fù)并增加CBF和代謝（NIHSS評(píng)分≥10后第7天）。

另一方面，一項(xiàng)II期、多中心、隨機(jī)臨床試驗(yàn)表明，在中風(fēng)發(fā)作后中位18.5天靜脈輸注自體MNCs是安全的，但他們沒有觀察到治療對(duì)中風(fēng)結(jié)局的有益影響。

這些臨床結(jié)果表明，在中風(fēng)發(fā)作后不久早期移植MNCs可能更有效地促進(jìn)康復(fù)。由于MNCs具有急性和自體移植的特殊優(yōu)勢(shì)，年齡、性別和潛在的合并癥可能會(huì)影響患者對(duì)MNC移植物的敏感性和功能，盡管需要更多的研究來(lái)確定這些因素對(duì)MNC移植物療效的影響MNC移植治療中風(fēng)。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞

BMSCs具有自我更新的潛力。BMSCs易于體外培養(yǎng)，免疫原性弱，安全性好，被認(rèn)為是治療缺血性腦卒中的理想種子細(xì)胞。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)腦卒中的保護(hù)機(jī)制

研究表明，BMSCs在體外共培養(yǎng)或分化培養(yǎng)基中具有分化為神經(jīng)元細(xì)胞的能力。BMSCs還可以通過分泌抗炎因子或降低白細(xì)胞介素1β (IL-1β)、白細(xì)胞介素 6 (IL-6) 和腫瘤壞死因子α (TNF-α) 水平來(lái)影響損傷部位的微環(huán)境。它們還可以誘導(dǎo)抗凋亡分子和促進(jìn)血管生成的營(yíng)養(yǎng)因子的分泌、免疫調(diào)節(jié)，包括抑制T細(xì)胞增殖、促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 (Treg) 功能和減少IL-23/IL-17表達(dá)，并增加軸突生長(zhǎng)。

臨床試驗(yàn)：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療腦卒中的療效和安全性

在一項(xiàng)針對(duì)30名嚴(yán)重中風(fēng)患者的前瞻性隨機(jī)研究中，Bang等人顯示BMSCs在卒中后一年內(nèi)改善了改良 Rankin 量表 (mRS) 和 Barthel指數(shù)評(píng)分。系列評(píng)估顯示沒有不利的細(xì)胞相關(guān)、血清學(xué)或影像學(xué)定義的影響。同樣，Honmou等人報(bào)道稱，在中風(fēng)后36-133天，將在人血清中擴(kuò)增的自體BMSCs靜脈輸注到12名受試者中，未導(dǎo)致任何顯著的不良事件。

SanBio研究評(píng)估了SB623細(xì)胞的使用，SB623細(xì)胞是用人Notch-1細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的同種異體修飾的BMSC，在一項(xiàng)為期兩年、單臂、開放標(biāo)簽、不受控制的研究中對(duì)18名處于穩(wěn)定慢性期的患者進(jìn)行了研究中風(fēng)后（中風(fēng)后6-60個(gè)月）。將SB623細(xì)胞立體定向注射到梗塞區(qū)域，并對(duì)受試者進(jìn)行24個(gè)月的隨訪。根據(jù)歐洲卒中量表評(píng)分、NIHSS評(píng)分、Fugl-Meyer總分和Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)評(píng)分，觀察到顯著改善。

牙髓干細(xì)胞

人類DPSC是存在于牙髓血管周圍壁龕內(nèi)的神經(jīng)嵴衍生干細(xì)胞，并且是一種有吸引力的細(xì)胞來(lái)源，因?yàn)樗鼈兛梢宰鳛獒t(yī)療廢物很容易地獲得。

缺血性中風(fēng)后牙髓干細(xì)胞的保護(hù)作用

多能干細(xì)胞，如DPSC，具有有限的分化潛能，這使得它們?cè)谂R床使用中可能更安全，沒有經(jīng)過驗(yàn)證的腫瘤形成風(fēng)險(xiǎn)。在各種體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，外源性DPSC治療的作用機(jī)制歸因于它們的旁分泌作用，這些作用由分泌因子、細(xì)胞因子、趨化因子以及生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)因子的釋放介導(dǎo)，包括基質(zhì)細(xì)胞衍生的factor-1、NGF、BDNF、GDNF和VEGF。已提出DPSC的自分泌和旁分泌作用負(fù)責(zé)改善宿主細(xì)胞的微環(huán)境和增強(qiáng)損傷或疾病后的內(nèi)源性恢復(fù)過程。

牙髓干細(xì)胞移植治療中風(fēng)的臨床研究

DPSCs的靜脈內(nèi)給藥比腦內(nèi)或腦室內(nèi)移植的侵入性更小，從而減少了對(duì)中風(fēng)患者的創(chuàng)傷。此外，細(xì)胞的全身輸送可以更容易地通過血腦屏障 (BBB) 轉(zhuǎn)移到缺血半球，這對(duì)于急性中風(fēng)患者來(lái)說(shuō)是一種有效且安全的手術(shù)。涉及靜脈注射人同種異體DPSCs的臨床研究已經(jīng)在日本開始。

JTR-161是一項(xiàng)首次在人體中進(jìn)行的隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照、多中心臨床試驗(yàn)，旨在評(píng)估DPSC給藥對(duì)缺血性中風(fēng)患者的安全性和有效性。本研究由 JCR Pharmaceuticals Co., Ltd. 根據(jù)良好生產(chǎn)規(guī)范設(shè)計(jì)，由三個(gè)隊(duì)列組成。研究中使用的DPSCs在中風(fēng)發(fā)作后用100mL鹽水稀釋，用于單次靜脈內(nèi)給藥?；颊哂?018年12月至2021年7月期間從日本的29個(gè)中風(fēng)中心招募。

神經(jīng)干細(xì)胞

1962年，Altman描述了成年大鼠神經(jīng)增殖的可能性。1992年，Reynolds、Weiss及其同事首次分離出神經(jīng)干細(xì)胞，并在表皮生長(zhǎng)因子 (EGF) 存在的情況下對(duì)其進(jìn)行繁殖，以產(chǎn)生他們稱之為“神經(jīng)球”的大細(xì)胞球體。神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞來(lái)源于常見的未成熟神經(jīng)干細(xì)胞，它們被定義為自我更新和多能細(xì)胞，可以分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦卒中的作用機(jī)制

目前的理解是，移植的神經(jīng)干細(xì)胞主要通過旁分泌和自分泌各種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，在腦內(nèi)外發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，增加內(nèi)源性神經(jīng)元再生和血管生成，并抑制膠質(zhì)瘢痕形成。

神經(jīng)干細(xì)胞移植治療中風(fēng)的臨床研究

神經(jīng)干細(xì)胞移植主要作為中風(fēng)后慢性期的一種治療方法，其治療選擇與急性期治療一樣少。在2000年代初期，許多研究調(diào)查了神經(jīng)干細(xì)胞在慢性期治療中的用途；然而，很少有基于細(xì)胞療法的完整臨床試驗(yàn)，現(xiàn)有的試驗(yàn)包括慢性中風(fēng)患者的小隊(duì)列。

PISCES1：試驗(yàn)（ClinicalTrials.gov，編號(hào)NCT01151124）是首次使用源自人類胎兒皮層的神經(jīng)元祖細(xì)胞 (NPC) 治療損傷后慢性期患者的人體研究到基底神經(jīng)節(jié)。該試驗(yàn)是一項(xiàng)開放標(biāo)簽、單中心、劑量遞增研究。在這項(xiàng)研究中，11名患者在中風(fēng)發(fā)作后6-60個(gè)月被納入。CTX細(xì)胞通過單次注射立體定向移植到同側(cè)殼核中。在該試驗(yàn)期間，沒有報(bào)告免疫學(xué)或細(xì)胞相關(guān)的不良事件。接受CTX細(xì)胞治療的患者的NIHSS和Ashworth痙攣量表評(píng)分有所改善，并且在手術(shù)后一個(gè)月內(nèi)觀察到神經(jīng)系統(tǒng)改善，并在兩年的隨訪中保持不變。此外，隨訪兩年以上的三名患者的mRS評(píng)分提高了1分。

PISCES2：研究（ClinicalTrials.gov，編號(hào)NCT02117635）是一項(xiàng)前瞻性、多中心、單臂、開放標(biāo)簽的研究，研究對(duì)象為40歲以上的成年人，他們經(jīng)歷了2-13個(gè)月的顯著上肢運(yùn)動(dòng)缺陷（中位數(shù)：7個(gè)月）缺血性中風(fēng)后。23名患者接受了將2000萬(wàn)個(gè)CTX細(xì)胞移植到同側(cè)殼核中。一年內(nèi)沒有報(bào)告與細(xì)胞相關(guān)的安全問題。一名患者在3個(gè)月時(shí)表現(xiàn)出改善的行動(dòng)研究手臂測(cè)試表現(xiàn)，三名患者在6-12個(gè)月后有所改善。7 名患者的 mRS 評(píng)分至少提高了1分。總共有15名患者在一項(xiàng)或多項(xiàng)臨床量表上表現(xiàn)出改善。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞

iPSC可以成為細(xì)胞治療的理想細(xì)胞來(lái)源，因?yàn)樗鼈兛梢詮捏w細(xì)胞或血細(xì)胞（理論上來(lái)自任何個(gè)體）進(jìn)行重新編程，并且具有無(wú)限的自我更新能力和多能性，使它們能夠分化為來(lái)自三種細(xì)胞的所有細(xì)胞類型胚層（內(nèi)胚層、中胚層和外胚層）。這些優(yōu)勢(shì)是其他干細(xì)胞（如MSCs或NSCs）所不具備的，而且iPSC產(chǎn)品的研究和應(yīng)用比胚胎干細(xì)胞引起的倫理爭(zhēng)議更少。盡管如此，仍有幾個(gè)障礙需要克服。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞療法治療中風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)

與其他干細(xì)胞相比，iPSC保護(hù)免受損傷的獨(dú)特機(jī)制尚不清楚。iPSC的固有特性，例如無(wú)限的自我更新潛力和多能性可能是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。

例如，iPSC可能與移植后較低的排斥反應(yīng)率相關(guān)，并且可以富集基因工程iPSC以增強(qiáng)特定激素的分泌。此外，來(lái)自同一 iPSC細(xì)胞系的不同階段的分化細(xì)胞可用于靶向中風(fēng)后階段；未成熟的iPSC衍生的NSCs可以抑制急性期的炎癥，成熟的神經(jīng)上皮樣細(xì)胞可以用作慢性期的細(xì)胞替代物。急性期的治療時(shí)間窗可能不會(huì)很長(zhǎng)，因此能夠?yàn)橹酗L(fēng)患者量身定制治療方案將是有益的。

觀點(diǎn)

干細(xì)胞已成為中風(fēng)治療中細(xì)胞療法的有吸引力的候選者，盡管到目前為止，還沒有理想的治療干預(yù)措施。盡管干細(xì)胞具有多種有益作用，包括神經(jīng)保護(hù)、減少炎癥和免疫反應(yīng)以及增加血管生成和神經(jīng)生成，但每種細(xì)胞類型能夠減輕中風(fēng)造成的損傷的主要機(jī)制尚待闡明。

臨床挑戰(zhàn)可能包括復(fù)雜因素，例如年齡、合并癥、中風(fēng)亞型和中風(fēng)嚴(yán)重程度的影響，所有這些都會(huì)影響細(xì)胞療法的療效。在細(xì)胞療法成為標(biāo)準(zhǔn)的中風(fēng)治療之前，需要協(xié)調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)和臨床合作。

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