《科学》杂志佐证干细胞修复脊髓损伤 干细胞如何帮助患者改善病情？
本文首发自博雅干细胞
作者：上海大学 Dr.ZHU
专家审核：江苏大学附属医院 李晶 教授
2020年10月3日，瑞典Karolinska研究所在《科学》杂志上发表的一项新研究显示干细胞可以帮助损伤后的脊髓修复[1]，证明了刺激小鼠脊髓中干细胞形成大量新的、神经元传递信号所必须的少突胶质细胞，可以帮助修复受伤后的脊髓。
脊髓损伤的挑战
脊髓损伤(SCI)是一个不可估量的公共卫生问题，每年发病率为每百万人40-80人。一般来说，永久性神经损伤的负担对患者、照顾者和卫生系统都是难以承受的。预防当然起着关键作用，例如在交通事故、犯罪行为或次要原因(肿瘤、退化性疾病)的情况下，预防可以减少疾病的发生。
然而，科学家面临的真正挑战是关于治疗，因为缺乏黄金标准或有效的治疗。大部分的创伤后变性的神经系统是由多因素造成的二次伤害这些因素包括不同的分子过程,如炎症、神经细胞死亡,离子失调,自由基和脂质过氧化作用,断开正常的神经通路,血脑屏障功能障碍,细胞凋亡和坏死,紧随其后的是空化过程和逆行变性。
在外伤性脊髓损伤中，早期手术减压对于预防继发性损伤很重要，手术时间应在损伤后8-24小时，同时进行脊柱固定，以便进行正确的护理和康复。近年来，最重要和最有前途的试验策略之一涉及干细胞的使用，其中间充质干细胞尤其具有吸引力，在临床前研究中表现出了良好的前景[2]。
脊髓损伤研究广泛采用间充质干细胞
干细胞在神经退行性疾病治疗中发挥的功能已被证实主要与旁分泌作用和营养支持有关。间充质干细胞因易于分离和保存而受到关注，并且没有伦理上的担忧，而且发生肿瘤的风险有限。此外，间充质干细胞的增殖速度非常快，具有高的多系分化，并且免疫反应性或对宿主的免疫排斥反应极小或不存在。还有一点是，间质干细胞表现出“归巢”的特性，能够向病变部位迁移，所以其在脊髓损伤的治疗中具有无限潜能[3]。
2019年，日本有条件地批准上市了一款治疗脊髓损伤的间充质干细胞疗法。这款干细胞疗法名称为Stemirac——首先要抽取患者的~50毫升骨髓液和血液，并提取其中的间充质干细胞，再在将这些干细胞扩增至5千万到2亿个细胞数量，然后在损伤发生后的3-8周内将扩增后的干细胞静脉注射到患者体内。
该产品由日本大阪制药公司Nipro和札幌医科大学合作开发。在临床试验中，13名患者接受了试验性治疗，其中12名病情有所改善。具体而言，就是12名患者的评估指标——美国脊髓损伤协会的“损伤程度”至少提高了一个等级。更令人兴奋的是，有1名完全瘫痪的病人经过治疗后恢复了脚的移动能力。
近年来，越来越多的机构将间充质干细胞应用到了脊髓损伤的临床治疗研究中。
临床研究发现：间充质干细胞改善患者的功能
2016年的文献报道了自体间充质干细胞在颈脊髓损伤患者中的首次应用。研究中科研人员从髂骨中分离出细胞，然后通过髓内或硬膜内导入患者体内。6个月后，多数患者上肢运动功能略有改善，磁共振成像出现空洞边缘消失和纤维样条纹的改变，即使在3年的随访中也没有发现肿瘤生长的迹象。这项研究显示了自体间充质干细胞治疗脊髓损伤是一种十分有希望的方法 [4]。
还有文献报道了对完全SCI和慢性SCI患者进行了间充质干细胞治疗，这项随机临床研究的治疗组有20例，结果临床好转了10例，神经功能评价都有好转[5]。还有研究描述了11例完全SCI患者与20例对照组移植间充质干细胞的结果，结果显示研究组有近一半的患者有了改善 [6]。另外在涉及20例完全SCI患者的数据报告中，患者在损伤后10至467天接受了干细胞移植，结果发现，多名患者在3个月内运动或感觉功能有改善[7]。
展望
间充质干细胞具有治疗SCI的潜能。科学研究发现，不同来源的间充质干细胞与支架一起可释放免疫调节和神经保护因子，在无明显副作用的情况下支持神经元存活、轴突生长和控制胶质瘢痕的形成。越来越多的临床前及临床研究结果显示出广阔的前景，不过这种疗法离功能恢复和神经回路的恢复还有一定的路要走。未来，应该在临床前和临床研究之间建立更好关联，以提高细胞治疗的疗效，同时与更多的与其他治疗相结合[8]，共同推动脊髓损伤的临床治疗发展。
参考文献：
1. https://stemcellsportal.com/news/stem-cells-can-help-repair-spinal-cord-after-injury2. Wilson JR, Tetreault LA, Kwon BK, Arnold PM, Mroz TE, Shaffrey C, Harrop JS, Chapman JR, Casha S, Skelly AC, Holmer HK, Brodt ED, Fehlings MG (2017) Timing of Decompression in Patients With Acute Spinal Cord Injury: A Systematic Review. Global Spine J 7 (3 Suppl):95S-115S. doi:10.1177/2192568217701716
3. Vismara I, Papa S, Rossi F, Forloni G, Veglianese P (2017) Current Options for Cell Therapy in Spinal Cord Injury. Trends Mol Med 23 (9):831-849. doi:10.1016/j.molmed.2017.07.005
4. Satti HS, Waheed A, Ahmed P, Ahmed K, Akram Z, Aziz T, Satti TM, Shahbaz N, Khan MA, Malik SA (2016) Autologous mesenchymal stromal cell transplantation for spinal cord injury: A Phase I pilot study. Cytotherapy 18 (4):518-522. doi:10.1016/j.jcyt.2016.01.004
5. Park JH, Kim DY, Sung IY, Choi GH, Jeon MH, Kim KK, Jeon SR (2012) Long-term results of spinal cord injury therapy using mesenchymal stem cells derived from bone marrow in humans. Neurosurgery 70 (5):1238-1247; discussion 1247. doi:10.1227/NEU.0b013e31824387f9
6. Dai G, Liu X, Zhang Z, Yang Z, Dai Y, Xu R (2013) Transplantation of autologous bone marrow mesenchymal stem cells in the treatment of complete and chronic cervical spinal cord injury. Brain Res 1533:73-79. doi:10.1016/j.brainres.2013.08.016
7. Karamouzian S, Nematollahi-Mahani SN, Nakhaee N, Eskandary H (2012) Clinical safety and primary efficacy of bone marrow mesenchymal cell transplantation in subacute spinal cord injured patients. Clin Neurol Neurosurg 114 (7):935-939. doi:10.1016/j.clineuro.2012.02.003
8. Stenudd M, Sabelstrom H, Frisen J (2015) Role of endogenous neural stem cells in spinal cord injury and repair. JAMA Neurol 72 (2):235-237. doi:10.1001/jamaneurol.2014.2927
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