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世界首次!细胞疗法或让脊柱裂胎儿恢复正常 三名接受产前治疗的婴儿出生

发表时间:2022-10-11 19:13

近日,科技日报发布新闻:3名脊柱裂婴儿接受干细胞治疗后出生。研究人员称,这是一项具有里程碑意义的临床试验,是世界上首次在胎儿时期进行的将手术与干细胞相结合的治疗方式,可改善患有脊柱裂先天缺陷疾病的儿童的预后。

脊柱裂,又被称为脊髓脊膜膨出(MMC),这是一种先天性疾病,当脊柱组织在胎儿发育的早期阶段未能正确融合,无法形成正常的椎体、软骨、肌肉和脊椎韧带结构,脊髓下部就会暴露在外,其危险性毋庸置疑。

脊柱裂患儿死亡率极高,即便存活下来,也会出现一系列终身障碍,包括下肢无力或瘫痪、脑畸形、智力障碍、泌尿和肠道功能障碍等。

 图源医学百科/脊柱裂患儿脊膜或脊膜脊髓膨出

该疾病当前仍无法治愈,临床上常用的治疗手段是在患儿出生后进行修补手术和脑积水分流管手术,可以防止感染、恶化以及减轻症状。

但有早期研究证实,脊髓暴露的时间越长,对患儿大脑以及下半身神经的损伤越大。这就带来了该疾病患者对于更加早期治疗的迫切需求。

二十一世纪以来,脊柱裂治疗取得突破。

2018 年英国首次开展针对脊柱裂胎儿进行子宫内产前闭合手术的临床研究。胎儿外科医生打开子宫,将胎儿暴露的脊髓“放回”原位,并使用贴片等工具覆盖住暴露的脊髓,然后修复子宫,让胎儿继续发育直至出生。

 图源网络

在母体孕中期进行胎儿外科手术,能够使脊柱裂缺陷提前愈合,减轻患儿的神经损伤,使患儿对于外科分流手术的需要减少50%,并有效降低了各种后期并发症的风险。

尽管经过产前手术治疗的儿童已经获得了部分改善,但他们仍然需要轮椅或腿部支架。这意味着,手术无法改善患儿失去的运动功能。

为了实现更加优异的治疗效果,加州大学戴维斯分校健康中心的Diana Farmer教授试图利用干细胞解决这一难题。

动物实验的成功尝试

干细胞是一类具有高度自我更新和多向分化潜能的细胞,是构成机体各种组织、器官的原始细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞,包括皮肤、骨髓、肌肉、大脑以及人体各种器官细胞,是用来再生、替代或者修复人体病变细胞和组织的绝佳材料。

在过去10多年间,Diana Farmer教授及其研究团队致力于干细胞结合产前手术的脊柱裂治疗研究,他们认为干细胞能够再生和修复受损的脊髓组织,在胎儿时期实施手术并结合干细胞的再生能力,或许能发挥出超过单独手术治疗的优越效果。

 图源网络/在出生前进行胎儿手术,用干细胞修复脊柱裂缺陷

2017年,研究团队进行了动物实验。

他们为患有脊柱裂的绵羊胎儿进行了产前手术,将人胎盘来源的间充质干细胞通过生物材料支架固定在适当位置形成“补丁”。术后发现,胎羊MMC模型中脊髓内大神经元的保存数量得以增加。当接受干细胞的绵羊宝宝出生时,它们能够站立,并且能够几乎正常地四处奔跑。

随后他们优化了手术及干细胞技术,又为一对名为Darla和Spanky的患有先天脊柱裂的英国斗牛犬进行了治疗。术后4个月经复查,Darla和Spanky已经能够走路、跑步和玩耍。

这项干细胞与产前手术结合的疗法在动物研究中取得了令人惊喜的效果,不仅安全,并且可有效提高患有脊柱裂的动物的行走能力。

世界首次干细胞产前干预人体试验

2021年3月,Diana Farmer教授的研究团队通过了FDA的批准, 启动了世界上首个针对于未出生的胎儿治疗脊柱裂疾病的1/2a期临床试验:CuRe,即在子宫内进行的修复脊髓脊膜膨出的干细胞疗法。

 图源[1]/首个接受Cure试验的患者

来自德克萨斯州奥斯汀的孕妇Emily成为了该临床试验的首位参与者,她未出生的孩子被确诊患有罕见的脊柱裂。如果不采取任何治疗措施,医生预计 Emily 的孩子在出生后将会患有腿部麻痹,甚至瘫痪。

CuRe试验的开展为Emily带来了希望,2021年7月12日,她和她未出生的孩子成为了首次成功接受干细胞结合子宫内产前闭合手术治疗的人。

研究团队花费四天时间在GMP实验室内从异体胎盘组织中采集出间充质干细胞并制作成临床级的干细胞贴片。

一切准备就绪后,历史性的手术开始了:医生在全身麻醉的Emily的子宫上开了一个小口。然后将胎儿漂浮到切口点以暴露其脊柱和脊柱裂缺损。通过显微镜观测并将干细胞贴片直接放置在胎儿裸露的脊髓上,继而缝合切口以使组织再生。

2021年9月20日,Emily的女儿Robbie通过剖腹产出生。她就像其他健康的宝宝一样,出生的那一刻就在踢腿,扭动着小脚趾。尽管这一现象只是观测结果而不是具体的预后研究数据结果,但这表明,该疗法确实很有希望。

 图源[1]/Emily、Farmer和Robbie

目前,Emily母女两人的身体均十分健康,Robbie前不久刚庆祝了她的一岁生日。

如今,包括Robbie在内,共有3名婴儿在接受脊柱裂治疗联合干细胞手术之后出生。研究团队将对他们进行长达30个月的随访,观察他们的脊柱、肠道、膀胱系统是否正常,是否能够进行行走和便盆训练,以全面评估该疗法的安全性和有效性。此后,他们还将接受监测直到6岁。

而针对于CuRe试验,研究团队计划总共将治疗35名患者,目前试验候选人仍在招募中。此外,虽然目前只采用开创性的胎儿手术方法,但研究团队正在临床前模型中开发胎儿镜结合干细胞治疗的方法,希望能进一步减少产妇并发症。

结语

近年来,干细胞成为了罕见病研究领域的新焦点,具有十分广阔的应用前景。例如克罗恩病、移植物抗宿主病、I型粘多糖贮积症、渐冻症、遗传性大疱性表皮松解症等一系列的罕见病,已经有了相对应的干细胞疗法。

此次干细胞治疗脊柱裂研究取得了积极的初步研究成果,有望让脊柱裂患儿们能够更早地受益于间充质干细胞治疗,健康地出生。相信随着干细胞技术的快速发展,将有越来越多的罕见病患者点亮生命的希望,重获多彩生活。

参考资料:
1.https://health.ucdavis.edu/news/headlines/worlds-first-stem-cell-treatment-for-spina-bifida-delivered-during-fetal-surgery--/2022/10
2.https://studypages.com/s/the-cure-trial-cellular-therapy-for-in-utero-repair-of-myelomeningocele-251856/?ref=gallery
3.https://www.gosh.com.kw/news-articles/first-uk-surgery-womb-babies-spina-bifida
视频内容来源:科技日报
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