脊髓損傷：脊髓受壓或斷裂后血供受阻，在此基礎(chǔ)上受損組織的繼發(fā)性炎癥反應(yīng)造成神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細胞等功能細胞發(fā)生壞死或凋亡，持續(xù)的炎癥反應(yīng)和之后的膠質(zhì)瘢痕過度形成是脊髓損傷神經(jīng)功能難以恢復(fù)的主要原因。

背景：脊髓損傷治療主要為改善損傷部位炎癥微環(huán)境以及神經(jīng)功能的再生和修復(fù)。間充質(zhì)干細胞具有體外易擴增、可多向分化及抑制繼發(fā)性炎癥、免疫調(diào)節(jié)等特性，使得對包括脊髓損傷在內(nèi)的各種難治性組織損傷性疾病進行間充質(zhì)干細胞移植治療成為一種極有潛力的細胞治療方式。

間充質(zhì)干細胞：一群來源于中胚層的具有自我更新和多向分化能力的成體干細胞，鏡下呈長梭形，幾乎存在于所有器官和組織中，具有體外易擴增、免疫調(diào)節(jié)及分泌細胞因子等特性，被廣泛用于細胞移植治療及生物工程研究中。

目的：簡述近年來間充質(zhì)干細胞治療脊髓損傷的臨床前和臨床研究，并提出間充質(zhì)干細胞在試驗研究中面臨的問題和發(fā)展方向。

間充質(zhì)干細胞移植治療脊髓損傷的臨床前研究

近年來，間充質(zhì)干細胞移植通過進行炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)及發(fā)揮間充質(zhì)干細胞干性潛能誘導(dǎo)分化為神經(jīng)功能細胞等治療脊髓損傷取得顯著進展，除此之外，間充質(zhì)干細胞來源外泌體的治療研究也備受矚目。

間充質(zhì)干細胞移植

研究應(yīng)用骨髓間充質(zhì)干細胞聯(lián)合電針刺激脊髓損傷大鼠脊膜支傳入神經(jīng)纖維，使受損部位的神經(jīng)營養(yǎng)素3合成及分泌增加，改善受損脊髓微環(huán)境，促進神經(jīng)元軸突再生及其髓鞘形成，修復(fù)感覺運動神經(jīng)功能。

間充質(zhì)干細胞來源外泌體的應(yīng)用

LI等在大鼠脊髓損傷后24h將100μg骨髓間充質(zhì)干細胞來源外泌體通過尾靜脈注射至大鼠體內(nèi)，4d后移植組脊髓受損部位神經(jīng)元數(shù)量顯著增加，BBB評分明顯高于對照組，證明骨髓間充質(zhì)干細胞來源外泌體移植能有效恢復(fù)脊髓損傷大鼠的神經(jīng)功能。

間充質(zhì)干細胞治療脊髓損傷的作用機制

間充質(zhì)干細胞治療脊髓損傷的作用機制錯綜復(fù)雜，研究表明NF-KB信號通路在調(diào)節(jié)炎癥、免疫應(yīng)激等方面發(fā)揮著重要作用。

除上述機制外，間充質(zhì)干細胞還通過其他信號通路發(fā)揮作用治療脊髓損傷，如 MAPK、TGF-β1/p-SMAD2 等通路，且有許多通路尚未被闡明，仍需進一步研究，見圖2。

圖2丨干細胞對脊髓損傷微環(huán)境的影響

間充質(zhì)干細胞治療脊髓損傷的臨床研究

骨髓間充質(zhì)干細胞

自體骨髓間充質(zhì)干細胞的Ⅰ/ Ⅱ期臨床試驗中，通過鞘內(nèi)注射途徑移植治療脊髓損傷患者同時聯(lián)合物理治療，隨訪18個月ASIS評分顯示有持續(xù)的神經(jīng)功能改善，顯著提高脊髓損傷患者的生活質(zhì)量 ( 表1；NCT00816803)。

MENDONCA 等[1] 按照5×10^6個/cm3將自體骨髓間充質(zhì)干細胞注入14例慢性完全性脊髓損傷患者病變部位 ( 通過MRI分析來估計病變體積 )，其中7例患者從完全性損傷轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌耆該p傷，且運動和感覺、臨床疼痛和尿動力學(xué)方面都有不同程度的改善，AISA評分從A級提高到B級或C級。

DAI 等[2] 選擇 40 例慢性完全性頸髓損傷患者進行研究 ( 治療組與對照組各20例 )，將 25 μL 細胞懸液 (8×1011 L-1) 分次緩慢注射到治療組患者損傷脊髓與正常脊髓交界處，隨訪6個月治療組中10例患者在運動、輕觸、針刺感覺、殘余尿量等方面均有明顯改善，9例患者AISA評分由A級改善為B級，神經(jīng)生理學(xué)檢查與臨床觀察一致，而對照組上述神經(jīng)功能均無改善，證實骨髓間充質(zhì)干細胞移植能有效恢復(fù)慢性完全性頸椎脊髓損傷患者的神經(jīng)功能障礙。

表1

臍帶間充質(zhì)干細胞

劉靜等[3] 對35例脊髓損傷患者 (25例不完全性損傷，10例完全損傷 ) 進 行臍帶間充質(zhì)干細胞移植，將10mL的臍帶間充質(zhì)干細胞 (1×10^6個/kg) 注入蛛網(wǎng)膜下腔，25 例不完全性脊髓損傷患者中22例感覺和運動能力評分明顯提高，10例完全性脊髓損傷患者治療無改善，證明鞘內(nèi)注射人臍帶間充質(zhì)干細胞的安全性，并可改善部分不完全性脊髓損傷患者的神經(jīng)功能。

YAO 等[4] 對25例脊髓損傷時間超過6個月的患者進行了人臍帶間充質(zhì)干細胞靜脈注射和鞘內(nèi)注射移植，劑量為4mL人臍帶間充質(zhì)干細胞 [ 共含 (1-3)×10^7 個 ]，術(shù)后隨訪12個月,4例患者ASIA評分提高,7例患者痙攣減少,8例患者自主神經(jīng)功能改善，9例患者體感誘發(fā)電位潛伏期縮短,證實人臍帶間充質(zhì)干細胞治療慢性創(chuàng)傷性脊髓損傷患者的安全性和有效性。

張陸等[5] 對50例急性脊髓損傷患者進行人臍帶間充質(zhì)干細胞鞘內(nèi)注射，傷后72h內(nèi)進行首次注射，每次細胞注射量為 (3.0-4.0)×10^7 個，4-6次為1個療程，術(shù)后隨訪顯示移植組的ASIA運動評分與感覺評分均明顯提升且高于對照組，提示人臍帶間充質(zhì)干細胞可促進急性脊髓損傷患者神經(jīng)功能恢復(fù)。

脂肪間充質(zhì)干細胞

RA等[6] 對8例脊髓損傷患者進行劑量為4×10^8個自體脂肪間充質(zhì)干細胞的靜脈移植治療，患者運動能力評分、感覺評分以及自我護理、括約肌管理評分均有不同程度的提高，證實自體脂肪間充質(zhì)干細胞靜脈移植的安全性和初步的有效性。

HUR等 [7] 分3次 ( 每次間隔1個月 ) 對14例脊髓損傷患者鞘內(nèi)注射9×10^7個自體脂肪間充質(zhì)干細胞，在8個月的隨訪中5例患者的ASIA運動評分得到改善，2例患者自主性肛門收縮功能改善。1例患者自隨訪期以來感覺功能一直表現(xiàn)出持續(xù)的恢復(fù)。此外有1例患者移植后雙側(cè)正中神經(jīng)短潛伏期體感誘發(fā)電位趨于正常，提示正中神經(jīng)功能改善。

間充質(zhì)干細胞的臨床應(yīng)用潛力逐漸凸顯，截至2020- 02-22，全球已有31個間充質(zhì)干細胞治療脊髓損傷項目在美國NIH臨床研究數(shù)據(jù)庫注冊 ( 表1)。

研究顯示，間充質(zhì)干細胞還可直接或誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細胞等功能細胞，促進軸突和神經(jīng)纖維生長，減少脊髓空洞的形成。

①不同來源的間充質(zhì)干細胞在動物模型及臨床試驗中可發(fā)揮抗炎、誘導(dǎo)軸突及神經(jīng)元再生的作用，有效改善受損部位的神經(jīng)功能；

②間充質(zhì)干細胞來源外泌體在脊髓損傷動物模型中表現(xiàn)出免疫調(diào)節(jié)、促血管新生等作用；

結(jié)論與展望

上述臨床研究所采取的神經(jīng)功能恢復(fù)結(jié)果評定各不相同，后續(xù)的研究在評估臨床療效時應(yīng)全面、系統(tǒng)、合理地選擇測定方案，真實正確地反映間充質(zhì)干細胞的安全性和臨床療效。

相信隨著干細胞及其相關(guān)產(chǎn)品研究的不斷深入、臨床應(yīng)用管理的不斷完善，干細胞應(yīng)用定能朝著更加規(guī)范、 安全、有效的方向健康發(fā)展，間充質(zhì)干細胞治療脊髓損傷的 臨床應(yīng)用必將獲得突破，并造福廣大脊髓損傷患者。

參考

【1】：MENDONA MV, LAROCCA TF, DE FREITAS SOUZA BS, et al. Safety and neurological assessments after autologous transplantation of bone marrow mesenchymal stem cells in subjects with chronic spinal cord injury. Stem Cell Res Ther. 2014;5(6):126.

【2】：DAI G, LIU X, ZHANG Z, et al. Transplantation of autologous bone marrow mesenchymal stem cells in the treatment of complete and chronic cervical spinal cord injury. Brain Res. 2013;1533:73-79.

【3】：劉靜 , 韓冬梅 , 薛梅 , 等 . 臍帶間充質(zhì)干細胞鞘內(nèi)注射治療脊髓損傷的 長期臨床觀察 [J]. 組織工程與重建外科 ,2017,13(6): 313-317.

【4】YAO L, HE C, ZHAO Y, et al. Human umbilical cord blood stem cell transplantation for the treatment of chronic spinal cord injury: Electrophysiological changes and long-term efficacy. Neural Regen Res. 2013;8(5):397-403.

【5】：張陸 , 劉志昂 , 姜巖 , 等 . 臍帶間充質(zhì)干細胞移植治療急性脊髓損傷的臨床價值 [J]. 中國脊柱脊髓雜志 ,2019,29(3):254-260.

【6】：RA JC, SHIN IS, KIM SH, et al. Safety of intravenous infusion of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells in animals and humans. Stem Cells Dev. 2011;20(8):1297-1308.

【7】：HUR JW, CHO TH, PARK DH, et al. Intrathecal transplantation of autologous adipose-derived mesenchymal stem cells for treating spinal cord injury: A human trial. J Spinal Cord Med. 2016;39(6):655-664.

【8】：AMR SM, GOUDA A, KOPTAN WT, et al. Bridging defects in chronic spinal cord injury using peripheral nerve grafts combined with a chitosan-laminin scaffold and enhancing regeneration through them by co-transplantation with bone-marrow-derived mesenchymal stem cells: case series of 14 patients. J Spinal Cord Med. 2014;37(1):54-71.

【9】：ZHAO Y, TANG F, XIAO Z, et al. Clinical Study of NeuroRegen Scaffold Combined With Human Mesenchymal Stem Cells for the Repair of Chronic Complete Spinal Cord Injury. Cell Transplant. 2017;26(5):891-900.