Nature子刊:2024干细胞突破进展,点燃脊髓损伤患者“康复”的希望
发布日期:2024-04-11

2024年4月1日,世界权威期刊《Nature》子刊《Nature Communications(自然通讯)》,发表了一篇“脂肪源性间充质干细胞,治疗创伤性脊髓损伤的I期临床试验”的惊艳结果。7例入组患者,在接受干细胞治疗后,感觉和运动功能得到改善,而且随访期间未见严重不良反应,这不仅标志着脊髓损伤治疗领域的重大发现,同时也验证了使用脂肪干细胞治疗脊髓损伤的安全性及可行性。

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脂肪源性间充质干细胞1期结果惊艳,为脊髓损伤患者带来“曙光”

本次“脂肪源性间充质干细胞(AD-MSC),治疗创伤性脊髓损伤的I期临床试验(NCT03308565)”,经美国食品和药物管理局(FDA)、梅奥诊所机构审查委员会审查。

PART 01 入组患者

本研究共纳入10例脊髓外伤的成年患者(6例为颈部受伤、4例为胸处受伤),受伤时被美国脊柱损伤协会损伤量表(AIS),评为A级(8例)或B级(2例)。而且这些患者均在受伤后12个月内入组(范围2~12个月)。

PART 02 治疗过程

这些患者在入组后,首先,进行脂肪采集;随后,进行AD-MSC分离和扩增,将干细胞扩增至1亿个细胞的剂量;最后,在透视引导下,将制备好的干细胞,注射到患者腰椎水平(即“蛛网膜下腔注射”),患者在注射后住院24小时,具体治疗过程详见下图:

图1 AD-MSC治疗脊髓损伤的操作过程示例图

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注:上图显示了从采集脂肪组织、AD-MSC分离及扩增、回输干细胞的全过程

PART 03 结果分析

1、MRI对比8例患者检测到马尾神经根的丛集轻度增加,3例患者的脊髓诱发电位(SSEP)有所改善,1例患者在随访期间SSEP正常。其中6号患者在回输脂肪源性间充质干细胞(AD-MSC)前后的MRI对比显示,L4-S1水平的马尾神经根丛集轻度增加(详见下图)。

图2 6号患者回输AD-MSC前后的MRI对比

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2、美国脊柱损伤协会损伤量表(AIS)分级

在最后一次随访中,7例患者在注射后,AIS等级有所改善运动和感觉功能至少在一个水平上有所改善;另2例患者的感觉至少在一个水平上有所改善(详见下图)。

图3 受伤、入组、注射和最终随访时的AIS等级

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3、脑脊液参数

在9例可评估的患者中,有7例在注射AD-MSC后,出现VEGF(血管内皮生长因子)水平升高表现。

综上,脂肪源性间充质干细胞(AD-MSC)具有易于获取、多能性、可用性等优点,在脊髓损伤治疗方面具有广阔的应用潜力。

脊髓损伤知多少

PART 01 脊髓的解剖结构

脊柱包围并保护脊髓,由33个骨环(椎骨)、软骨垫(椎间盘)、“孔”(狭窄空间)组成。

其中,脊髓是一个柔软的圆柱体,由血管、紧密捆绑的细胞(神经细胞和神经胶质细胞)、传输神经信号的神经纤维(称为轴突)组成。与大脑一样,脊髓也受到三层组织的保护,并被脑脊液(CSF)包围,脑脊液可作为抵御冲击或损伤的缓冲垫。

神经束从大脑延伸,并从遍布全身的神经纤维网络在各个层面穿过脊髓,其目的是发送感觉和运动信息。脊髓负责在大脑和身体其他部位之间发送和接收信息,脊髓一旦损伤则会扰乱这些信号,从而出现一系列运动或感觉障碍表现。

PART 02 脊髓损伤的危害

脊髓损伤是因外伤(如交通事故、运动损伤、跌倒)病变(如硬膜外血肿、炎症)等因素,导致脊髓及其功能受到损伤,患者可能会丧失运动或感觉功能,严重者甚至有发生瘫痪的风险,严重影响身心健康,并会给家庭带来沉重的经济负担及看护压力。脊髓损伤的节段不同,其病变表现也有所差异。

1、颈椎神经(C1~C7):控制颈部、后脑、肩部、手及手臂等处的信号,一旦损伤这些部位的感觉或运动功能会受到影响。

2、胸椎神经(T1~T12):控制胸处肌肉背部某些肌肉、器官等处的信号。

3、腰椎神经(L1~L5):控制下腹部、背部、臀部、外生殖器官、腿部等处的信号。

4、骶脊神经(S1~S5):控制大腿、小腿下部、足部、肛门周围大部分外生殖器官等处的信号(详见下图)。

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干细胞治疗脊髓损伤的原理

干细胞具有促进神经恢复、再生神经网络、修复损伤的潜能。目前,临床前及临床大量研究数据显示,间充质干细胞(MSC)可通过免疫调节、内源性神经发生、血管生成、神经元可塑性等各种途径,发挥治疗作用。干细胞之所以能治疗脊髓损伤,主要得益于以下机制:

PART 01 修复神经损伤

脊髓损伤会导致神经胶质细胞及神经元死亡,进行性脱髓鞘还会使轴突纤维变性,进而影响轴突神经胶质信号的正常传导

而干细胞一方面,可提供营养支持内源性细胞,促进脊髓损伤的恢复;另一方面,具有分化为神经胶质细胞谱系(包括星形胶质细胞、少突胶质细胞、神经元)的能力,从而抑制髓鞘化裸露轴突、抑制神经胶质增生,最终促进神经突更好地生长。

PART 02 免疫调节

干细胞可通过分泌转化增殖因子-β(TGF-β)、白细胞介素-10(IL-10)等,发挥免疫调节的作用,从而有助于减轻神经炎症、改善周围组织损伤抑制继发性脊髓损伤的发生

PART 03 旁分泌特性

干细胞具有显著的旁分泌和自分泌活性,可通过分泌多种神经营养因子(如胶质源性神经营养因子、脑源性神经营养因子、神经生长因子)等,促进剩余神经元的增殖与再生,同时还有助于保护存活的神经元

PART 04 其他因素

干细胞还可参与组织再生及功能恢复,并进一步促进血管和神经再生、血-脊髓屏障修复,从而改善脊髓损伤。比如前文提到的AD-MSC(脂肪间充质干细胞),与其他成体干细胞相比,此类干细胞具有较优秀的血管生成和神经再生能力,而且还具有多能性、可用性易于获取等优点,因此在脊髓损伤治疗领域具有广阔的应用潜力。

国内外干细胞治疗脊髓损伤临床应用及研究现状一览

1、日本厚生劳动省申请批录的自体脂肪源性干细胞,治疗脊髓损伤项目

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2、日本厚生劳动省申请批录的骨髓间充质干细胞,治疗脊髓损伤项目

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3、中国MSC药物治疗脊髓损伤,临床试验默示许可(IND)汇总

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小编寄语

脊髓损伤不仅会严重影响患者的身体健康和生活质量,而且会给患者及其家人带来沉重的负担。而且目前传统治疗方法主要以改善症状为主,很难让受损的神经元细胞再生,这也是脊髓损伤难治的原因之一。

不过值得欣慰的是,近年随着再生医学的发展,具有神经保护和再生作用的干细胞,为脊髓损伤的治疗打开了新的篇章。本次世界知名期刊《Nature》子刊报道的“脂肪干细胞治疗脊髓损伤”的1期临床,也获得了积极的结果,为脊髓损伤这一难治性疾病,带去了一丝曙光!

然而值得注意的是,本次纳入的患者都是伤后12个月内,入组接受的干细胞治疗,至于干细胞治疗陈旧性脊髓损伤的效果,需要更多临床研究进行验证。

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