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神经干细胞移植治疗小儿脑瘫的现状及所存在的问题

发表时间:2022-07-21 16:09

小儿脑性瘫痪指从出生前到生后1个月内各种原因引起的非进行性脑损伤所致的中枢性运动功能障碍及姿势异常,是目前小儿时期最主要的运动功能伤残疾病,且终生存在。



发达国家20世纪50年代以后曾做过不少有关脑性瘫痪的患病率调查,患病率为0.1%~0.4%,多集中在0.2%~0.3%之间。


近年来随着产科技术、围产医学和新生儿医学的发展,死胎的发生率虽均有所降低,但脑性瘫痪的发生率在某些地区甚至有上升的趋势。



小儿脑瘫的主要病因及临床表现


其主要病因是由于早产、产伤、围产期窒息及核黄疸等原因造成脑组织的缺血缺氧,临床表现为运动障碍及姿势异常,常伴有智力低下、语言障碍、癫痫、听力低下、 视觉异常。它导致大量儿童长期或终生残疾,妨碍提高人口素质。对于小儿脑性瘫痪的发病机制至今不甚明了,目前尚无有效的治疗方法。因此,脑性瘫痪患儿的功能恢复已成为世界各国科研机构研究的热点和难点。


小儿脑瘫病因



小儿脑瘫的治疗方法


基础研究主要集中在脑性瘫痪模型的建立及评价、脑性瘫痪发病机制及分子生物学方面的研究,有关脑性瘫痪治疗的实验研究较少。细胞移植和基因治疗技术的飞速发展为治疗此类疾病带来了希望。近两年国内外出现有关神经干细胞移植治疗脑性瘫痪的动物实验和临床前期研究的报道,这给脑性瘫痪的治疗研究提供了新的思路。


神经干细胞的定义及特性:神经干细胞是指存在于神经系统中能够增殖分化成神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的特定原始神经细胞。



神经干细胞NSC的来源


神经干细胞移植所需要的细胞量巨大,细胞来源已成为NSC移植应用于临床治疗及科学研究必须解决的首要问题。


研究表明,具有自我更新能力的NSC能够从啮齿动物的胚胎组织和人脑组织中分离出来。目前已明确可从3种来源获得NSC,包括从原代组织中直接提取、从多能干细胞中分化以及从体细胞中转分化(见图1) 。


神经干细胞来源



神经干细胞具备的生物学特性


自我更新:神经干细胞具有高度增殖和自我更新能力,在一定条件下能不断进行有丝分裂,通过对称性和非对称性分裂,神经干细胞增殖,互相聚集成神经球,神经球根据培养的时间和大小可含有神经干细胞、正在分化的神经前体细胞、凋亡细胞,甚至已分化的神经元和胶质细胞。


多潜能分化:神经干细胞分化后可形成神经细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞,其分化与局部微环境密切相关。目前诱导分化神经干细胞主要通过生长因子诱导、基因调控及信号传导通路调节等。多种细胞因子参与神经干细胞诱导分化,包括神经生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、睫状神经营养因子、胶质细胞源性神经营养因子、脑源性神经生长因子、维甲酸及神经细胞黏附分子等。


迁移功能和良好的组织融合性:在人类和哺乳动物神经系统发育过程中,神经干细胞沿着发育方向迁移。移植后的神经干细胞同样具有迁移能力,且受病变部位神经源性信号的影响,移植后的神经干细胞具有向病变 部位迁移的嗜性,随后分化成特异性细胞。脑室内移植的神经干细胞可以通过血脑屏障,迁移至脑实质中与宿主细胞在形态结构和功能上形成初步良好的整合,参与宿主神经网络形成。


低免疫源性:神经干细胞是未分化的原始细胞,不表达成熟细胞抗原,具有低免疫源性,因此在移植后相对较少发生异体排斥反应,有利于其存活。



国内外神经干细胞移植治疗脑部疾病的临床研究


干细胞移植在小儿脑性瘫痪中的应用


栾佐等进行首例重度缺氧缺血性脑病后遗症患儿的人神经干细胞移植,移植后患儿神经运动功能在短时间内明显改善,荧光脱氧葡萄糖同位素扫描显示原低代谢区代谢明显增强,移植后短期疗效肯定


刘瑞文等进行胚胎嗅鞘细胞移植治疗脑性瘫痪的临床观察:4例确诊为脑性瘫痪的患者均在局麻下行微创立体定向嗅鞘细胞移植,选取双额放射为注射靶点,每侧注射1.0×106个细胞后4周采用脑性瘫痪综合功能评定量表、脑性瘫痪日常生活能力量表评价患者神经功能及生活质量的改善


结果嗅鞘细胞移植后4周,4例患者移植前均有不同程度的神经功能改善,未出现移植并发症;脑性瘫痪综合功能评定总分及脑性瘫痪日常 生活能力量表总分均有不同程度的提高


复旦大学华山医院进行颅脑损伤自体神经干细胞移植1、2期临床研究。他们将患者暴露伤口处的脑组织碎片在体外进行分离、培养成多能神经干细胞,将这些细胞移植至脑损伤区,对8例患者进行移植观察,结果移植组在功能磁共振、荧光脱氧葡萄糖同位素扫描、体感诱发电位及残疾评分量表评分较对照组均有明显改善,运动功能在移植后6个月出现逐步进步。移植患者没有一例出现惊厥、发热、神经运动功能倒退。



目前进行干细胞移植治疗小儿脑瘫的备案医院有哪些?


脐带间充质干细胞/神经干细胞治疗小儿脑性瘫痪的临床研究


--附属第一医院大连医科大学


图源:大连医科大学科技处官网截图

ANGE-S001治疗小儿脑瘫的单中心随机安慰剂平行对照临床研究

--安徽医科大学第一附属医院

人脐带来源的间充质干细胞联合现代康复治疗儿童脑性瘫痪的安全性

--十堰太和医院


干细胞移植治疗小儿脑瘫备案医院



神经干细胞移植治疗存在的问题


神经干细胞移植是异体移植,仍然存在免疫排斥反应: 这可能是影响神经干细胞移植疗效持久、稳定的一个主 要原因,采用基因修饰改变神经干细胞的免疫原性是一 种有希望的手段。


如何促进神经干细胞的快速增殖:对于中枢神经移植来讲,需要在短期内提供大量的细胞。体外培养的神经干细胞也存在传代过多后活力下降,生物学性状部分改变的问题。


如何实现神经干细胞的定向诱导分化:通过体外细胞因子诱导培养,促使神经干细胞分化为该类细胞的成体细 胞或者其前体细胞。


神经干细胞中枢移植疗效的评价标准:如何评价神经干细胞移植以后患儿的改善情况,移植时机,移植量,移植部位,移植方式等一系列问题均有待于基础和临床学科的共同研究和探讨。



结论和展望


总之,神经干细胞是一种具有广泛应用前景的干细胞,随着其研究的不断深入,神经干细胞将有望作为脑移植的供体细胞以及基因治疗的载体用于临床,对小儿脑性瘫痪的治疗具有重要意义。

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