9 月6日是世界脊髓損傷日,脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)指的是對脊髓造成的暫時性或永久性的損傷,這可能會導致脊髓功能喪失。常見的成因為車禍等造的外傷、或貫穿性脊髓炎等相關疾病,根 據損傷位置的不同,病情也會有所差異,從完全無徵兆到半身不遂、完全癱瘓都可能存在。
近年來,隨著幹細胞技術的發展,幹細胞在脊髓損傷中的應用研究取得了大量進展。
敲除特定免疫細胞可改善幹細胞在脊髓損傷中的修復作用
脊髓損傷後的神經傳導重建及運動功能恢復始終是一個難題,即使是幹細胞治療被引入到脊髓損傷的修復之後。
這是因為同樣是發生損傷後,人體面板損傷時產生的瘢痕對面板功能有影響但尚可接受。而神經組織損傷一旦被瘢痕替代,神經元的再生和重新連線就失去了機會,後果是毀滅性的。
因此,免疫系統在脊髓損傷後修復過程中的作用有兩面性。積極的一方面是免疫系統可以輔助神經系統的再生,消極的一方面就是產生瘢痕從而阻止神經再生。
近日,加利福尼亞大學的艾琳·安德森發現,通過敲除特定的免疫細胞,改變免疫環境,可以提高幹細胞在神經損傷修復過程中的表現,這一研究結果發表在2017年8月28日的《神經科學雜誌》上。
©Hal X. Nguyen和Aileen J. Anderson
一個人類幹細胞在自我複製
艾琳·安德森以及她的同事們在小鼠身上進行了相關研究。研究結果顯示,接受了人源供體組織來源幹細胞的小鼠需要首先敲除一種特殊的免疫細胞(嗜中性粒細胞),才能夠提高小鼠的行動能力。
這是一次大膽的嘗試,為未來的研究提供了方向。這次試驗說明,幹細胞在神經損傷領域的應用想要突破,可能需要科學家給幹細胞創造一個適宜的免疫環境。
神經再生膠原支架結合間充質幹細胞治療脊髓損傷
2015年1月16日,世界首例神經再生膠原支架結合間充質幹細胞治療脊髓損傷手術成功完成。“神經再生膠原支架結合間充質幹細胞”專案的主要研發者,中國科學院遺傳與發育生物學研究所戴建武研究員的團隊先後在3家臨床醫院進行了5例脊髓損傷修復手術。
2015年3月23日,中科院公佈了手術的4周安全性評估結果:這5名患者未見與神經再生膠原支架、幹細胞移植以及手術清除瘢痕相關的不良反應,包括感染、急性排斥反應、傷口癒合不良、神經功能明顯惡化等。
4周的安全評估結果意味著這種手術和神經再生膠原支架是安全的。這為未來脊髓損傷的再生修復打開了大門,有利於幹細胞發揮作用,為重建脊髓神經再生的微環境建立了基礎,也進一步說明了間充質幹細胞治療脊髓損傷的可行性。
臍帶間充質幹細胞治療脊髓損傷:坐輪椅14年,奇蹟站起來
8月18日上午,在中山大學附屬第三醫院骨科病房裡,經過臍帶間充質幹細胞蛛網膜下腔治療近兩年的陳雙喜,竟奇蹟般地從輪椅上站了起來,並在支具輔助下緩慢地邁開腳步(如圖)。
中山大學附屬第三醫院院長、骨科主任戎利民教授團隊經多年探索,在運用幹細胞治療脊髓損傷方面取得新突破。目前,由戎利民負責的國家重點研發計劃“鞘內注射人同種異體臍帶間充質幹細胞治療脊髓損傷的臨床試驗及機制研究”專案正在廣州、上海、成都等地開展研究。
這 項前瞻性臨床試驗已在ClinicalTrials網站上註冊,編號為NCT02481440,目前仍處在招募狀態,主要面向18至65歲的脊髓損傷患 者,主要干預手段是同種異體臍帶間充質幹細胞蛛網膜下腔注射,主要評價指標為美國脊髓損傷協會制定的脊髓損傷神經功能評分標準。這項臨床試驗主要是為了探 索臍帶間充質幹細胞移植治療骨髓損傷的安全性和有效性。
其他臍帶間充質幹細胞治療脊髓損傷的臨床研究
2008 年12月至2011年6月,湖北醫藥學院附屬太和醫院細胞治療中心,40例脊髓損傷患者給予臍帶間充質幹細胞移植治療。移植採用靜脈輸注聯合腰穿鞘內注射 的方法。與入院時比較,UC-MSC治療 3、6、12個月後,不完全性脊髓損傷患者痛覺評分、輕觸覺評分、運動評分均有明顯改善,經過系統康復訓練,脊髓損傷患者的MBI評分均有顯著提高。
40例患者UC-MSC治療前後療效的評估
2011 年,《中華損傷與修復雜誌》發表了一篇題為《臍帶間充質幹細胞治療脊髓損傷臨床分析》的文章。這篇文章觀察了臍帶間充質幹細胞鞘內注射治療脊髓損傷的臨床 效果和安全性,對2008年至2010年間收治的22例脊髓損傷患者給予了臍帶間充質幹細胞鞘內注射。結果表明,臍帶間充質幹細胞鞘內注射治療是安全的, 可以改善大部分不完全性脊髓損傷患者的神經功能,提高這些患者的生活質量,例如改善運動和感覺功能,增強大小便的控制能力。
脊髓損傷是一種常見的嚴重外傷性中樞神經系統損害,針對性的治療包括固定脊椎、控制炎症、理療等。
一些新療法也大量出現,特別是幹細胞治療的臨床前景廣闊。目前已開展多項相關臨床試驗,試驗結果令人滿意。而臍帶間充質幹細胞則是其中最熱門的幹細胞之一。
臍帶間充質幹細胞讓坐輪椅14年的陳雙喜奇蹟般地站立起來,這再次證明了幹細胞在脊髓損傷治療中的潛力。我們相信幹細胞在脊髓損傷治療中擁有廣闊的未來。
近日,美國斯坦福大學一項幹細胞治療中風的臨床試驗結果通過Yourtube網站上的ColdFusion頻道展示給大家。
視訊中,一位中風患者在幹細胞治療一天後奇蹟般舉起了自己的手臂。另外一位71歲的老人在幹細胞的幫助下再次下地行走。
大洋彼岸的科學家們在幹細胞治療中風患者上取得的成果令人驚喜。
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神經系統的損傷修復一直是醫學界一大難題。神經細胞甚至被認為是不可再生的細胞。但最近斯坦福大學的一項臨床試驗卻挑戰了這個觀點。
2011年, Sonia 發生中風後右側偏癱,說話也變得困難。於是,她參加了斯坦福大學神經外科Gary Steinberg博士主持的一項臨床試驗。
在試驗中,Steinberg通過一個非常細小的針,穿過預先在顱骨上準備好的小孔,將改造過的幹細胞注射到損傷區域。幹細胞能啟用受損部位,使其能進行自我修復。
一天後,Sonia便能將手臂舉到頭頂並左右移動,說話也流利了許多。她的生活走上了正軌,已經結婚並懷上了一個寶寶。
其他患者的身體機能也得到了不同程度的恢復。一位坐輪椅的71歲病人,在接受幹細胞手術之後便能正常行走,這個結果令整個研究團隊都感到震驚。
Gary Steinberg博士說,這項實驗顛覆了我們對神經退行性病變的認識,以往我們都認為這些患者的腦回路已經死亡,但事實並非如此 。
這對其它神經退行性疾病的治療也是一個啟發,比如帕金森綜合徵、阿茲海默症等疾病。
根據世界衛生組織的報告,全世界每年有1500萬人患有中風疾病,在這些人當中 有500萬人死亡,另外500萬人永久地喪失活動能力,因此幹細胞領域的醫學突破擁有巨大的臨床潛力。
接下來,斯坦福大學研究團隊將進入有150位病人蔘與的第二階段臨床試驗。研究團隊想要了解這種療法是否能在更多病人身上覆製成功。
無獨有偶,我們在9月6日世界脊髓損傷日分享的一篇文章中提到一位因車禍受傷、在輪椅上坐了14年的64歲老人陳雙喜。他在中山大學附屬第三醫院院長、骨科主任戎利民教授的幫助下接受了臍帶間充質幹細胞治療,奇蹟般的站立起來,並在支具輔助下緩慢地邁開腳步。
更多詳情請看 幹細胞用於脊髓損傷修復的研究進展
陳雙喜老人的奇蹟無疑也受益於幹細胞在脊髓損傷中的研究進展。
幹細胞治療疾病的時代越來越近了!
《Stem Cells Translational Medicine》10月28日發表的一項隨機臨床試驗顯示,足夠劑量的自體臍帶血可以改善痙攣型腦癱患兒的症狀。高劑量組的改善情況比隨年齡增長的自然康復提高了30%。
腦癱是一種導致終身殘疾的疾病,一般是在出生前或分娩過程中發生腦損傷引起的。腦癱的主要症狀有:運動發育落後,肌張力異常,姿勢異常,神經反射異常。在中國,大約每500個孩子裡,就有一個腦癱患兒。
臨床上治療腦癱通常以對症康復為主,療效不太理想。近些年來,幹細胞在腦癱治療中的應用取得一定成效,為腦癱患兒的治療提供了新的途徑。
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2016年據外媒報道,一位厄瓜多男孩 Tomas 成功使用自體臍血治療腦癱。
Tomas
由於故障,Tomas 所在的保育箱氧氣供應中斷。在醫生的全力搶救下,Tomas 保住了生命,但 Tomas 腦部受損,患上了痙攣型腦癱。
幸運的是,父母為 Tomas 儲存了臍血。在他患上腦癱後,父母聯絡上了美國杜克大學的 Joanne Kurtzberg 教授。
經過在杜克大學的治療,Tomas 和其他同齡兒童沒有太大差別,他的痙攣症狀已經基本消失。
母親 Diana 依然清晰地記得醫生當年告訴她 Tomas 將來可能無法行走和說話,而現在她的兒子卻可以像正常孩子一樣成長。
美國杜克大學 Robertson 臨床和轉化細胞治療專案的首席醫學官兼科學家Joanne Kurtzberg 一直被認為是臍帶血應用領域的先驅,她主持了一項自體臍帶血治療腦癱的臨床試驗。 (ClinicalTrials註冊號:NCT01147653)
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文章截圖
這項 Ⅱ 期臨床試驗設定了安慰劑對照,交叉設計,按隨機雙盲原則分組。
流程圖
共有 63 名不同型別、不同嚴重程度的痙攣型腦癱患兒參加了這項臨床試驗。這些孩子年齡跨度為 1 ~ 6 歲,平均年齡 2.1 歲。
為期兩年的臨床試驗結果顯示,當單次劑量超過每公斤體重 2500 萬個細胞時,靜脈輸注自體臍帶血一年後,腦癱患兒的運動功能獲得了改善。
這種改善比那些未參與臨床試驗、年齡和病情相近的患兒通常所觀察到的改善更大,並且超過了接受較低劑量細胞治療或安慰劑的患兒所獲得的改善。
低劑量組 高劑量組
A:治療1年後GMFM-66 改變
B:治療1年後PDMS-2 改變
C:治療1年後大腦連線改變
注:雖然研究人員稱之為“高劑量”,但仍然在正常劑量內。
Kurtzberg 教授說:“我們對研究結果感到鼓舞,這表明適當劑量的臍帶血細胞輸注可以幫助減輕腦癱兒童的症狀。我們會進一步瞭解並優化治療手段,以便更多的腦癱患兒可以得到救治。”
以前的研究已經表明,腦癱患兒接受自己的臍血輸注是安全的。既然已經確定了劑量閾值,Kurtzberg 計劃開展進一步的研究來測試多份細胞的效果。
Joanne Kurtzberg
臍帶血含有豐富的造血幹細胞,而造血幹細胞被認為能夠治療癌症、神經系統疾病和遺傳疾病。臍帶血也含有其他型別的細胞,研究人員認為這些細胞能促進腦癱患兒形成新的神經連線。
在試驗中,Kurtzberg 及其同事根據每個孩子儲存的臍帶血數量和質量不同,測試了每公斤體重1000萬到5000萬個細胞的不同劑量。
因為這是一個交叉研究,第一年使用安慰劑的患兒在第二年會接受臍帶血治療。這確保所有參與者都有機會接受治療。
評估工具包括用於評估大腦連線的核磁共振(MRI)和大腦運動功能測量(GMFM-66)。GMFM-66 是一項基於年齡和發育情況對孩子完成抓取、翻滾、屈膝和其他動作能力的標準化分析工具。
該研究使用MRI評估全腦功能連線的改善情況
文 章的第一作者,杜克大學的兒科血液病專家 Jessica Sun 表示,腦癱患兒的運動功能伴隨著發育、接受傳統治療(包括作業療法和運動療法)能得到不同程度的改善。文章試圖根據年齡和腦癱的嚴重程度來說明這一預期的 增長,而大多數參與者的 GMFM-66 評分在治療一年後都有改善,甚至包括安慰劑組。
但是,接受劑量超過每公斤體重2500萬個細胞的兒童,在輸注一年後的恢復情況超出了大家的預期。
安慰劑組也得到改善是可以理解的,畢竟分配在安慰劑組的患兒仍然在接受傳統治療手段,同樣也獲得了年齡增長帶來的症狀自然改善。此次臨床試驗的收穫在於確認了幹細胞劑量的重要性,高劑量組明顯優於低劑量組與安慰劑對照組。
Jessica Sun
Sun說:“對於每個孩子來說,改善的方式都是不同的,甚至是微妙的。但有時候,即使一個看似微小的進步也是重要的。例如,翻轉手掌的能力可以幫助他們握住或抓住東西,這對他們的日常生活有很大幫助。”
這項研究也存在一些侷限性,參與者需要事先儲存了臍帶血,並能夠前往杜克大學參加臨床試驗,兩者都需要一定的經濟能力。家境較好的患兒也會接受更多的運動療法和作業療法,這些優勢可能會影響結果。
Sun說:“我們希望臍帶血和細胞療法可以在治療腦癱和腦損傷兒童方面發揮更大的作用,我們也會繼續這項充滿前景的研究。”