近日,中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)他們發(fā)現(xiàn),在散發(fā)性ALS患者體內(nèi)廣泛存在(50%以上的患者)的線粒體呼吸鏈復(fù)合體IV(CIV)缺陷,是導(dǎo)致漸凍癥的原因之一。這項(xiàng)研究成果會(huì)加深科學(xué)家對(duì)漸凍癥的了解,更會(huì)加速具有廣泛治療價(jià)值的藥物的研發(fā)。
近年來(lái),干細(xì)胞治療技術(shù)的崛起,為漸凍癥的治療帶來(lái)了全新曙光。從實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)研究到臨床實(shí)踐的逐步探索,干細(xì)胞治療漸凍癥正從理論設(shè)想穩(wěn)步邁向現(xiàn)實(shí)可能。在臨床實(shí)踐中,干細(xì)胞治療漸凍癥已初顯成效,從短期的癥狀緩解,到長(zhǎng)期對(duì)神經(jīng)再生的積極影響。
那么,干細(xì)胞治療漸凍癥的短期效果和長(zhǎng)期效果怎么樣?干細(xì)胞通過什么原理和機(jī)制維持漸凍癥的短期療效和長(zhǎng)期療效?哪些指標(biāo)可以評(píng)估干細(xì)胞治療漸凍癥的短期療效和長(zhǎng)期療效?又是哪些因素影響了干細(xì)胞治療漸凍癥的持續(xù)性。本文基于臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù),深度解析干細(xì)胞治療從短期運(yùn)動(dòng)功能改善到長(zhǎng)期神經(jīng)再生,為患者與醫(yī)療從業(yè)者提供科學(xué)決策依據(jù)。
干細(xì)胞治療漸凍癥五大關(guān)鍵機(jī)制
一、神經(jīng)再生與細(xì)胞替代:干細(xì)胞(尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞)可分化為功能性神經(jīng)元或膠質(zhì)細(xì)胞,直接替代退化的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。例如,間充質(zhì)干細(xì)胞移植后,部分分化為星形膠質(zhì)細(xì)胞,通過分泌膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(GDNF)保護(hù)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元
二、營(yíng)養(yǎng)因子遞送與神經(jīng)保護(hù):干細(xì)胞通過分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(如BDNF、VEGF、NGF)修復(fù)受損神經(jīng)元,抑制谷氨酸毒性引發(fā)的興奮性神經(jīng)損傷。例如,工程化干細(xì)胞在脊髓中持續(xù)釋放GDNF超過3年,顯著延緩運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元凋亡
三、免疫調(diào)節(jié)與炎癥抑制:干細(xì)胞通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞M1極化、減少促炎因子(TNF-α、IL-6)釋放,重塑抗炎微環(huán)境。臨床試驗(yàn)中,漸凍癥患者外周血單核細(xì)胞與干細(xì)胞共培養(yǎng)后,抗炎因子(IL-4、IL-10)水平顯著升高,炎癥反應(yīng)減此外,間充質(zhì)干細(xì)胞通過調(diào)節(jié)T細(xì)胞活性,降低自身免疫對(duì)神經(jīng)元的攻擊
四、外泌體介導(dǎo)的修復(fù)作用:干細(xì)胞外泌體攜帶miRNA、蛋白質(zhì)等活性物質(zhì),可穿透血腦屏障,直接抑制神經(jīng)炎癥并促進(jìn)血管新生例如,外泌體中的miR-21通過靶向PTEN通路減少神經(jīng)元凋亡,而miR-124調(diào)控膠質(zhì)細(xì)胞活化,降低氧化應(yīng)激損傷
五、微環(huán)境重建與系統(tǒng)修復(fù)
- ?歸巢效應(yīng):干細(xì)胞通過趨化因子受體(如CXCR4)定向遷移至損傷區(qū)域,修復(fù)局部微環(huán)境。
- ?血腦屏障修復(fù):干細(xì)胞分泌基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)修復(fù)屏障完整性,減少毒素滲入。
- ?氧化應(yīng)激調(diào)控:干細(xì)胞釋放超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化分子,清除自由基。
干細(xì)胞治療漸凍癥的機(jī)制是多重生物學(xué)效應(yīng)的協(xié)同結(jié)果,從短期癥狀緩解(如肌力恢復(fù)、炎癥抑制)到長(zhǎng)期神經(jīng)再生(如突觸重塑、功能連接重建)均發(fā)揮關(guān)鍵作用。
評(píng)估干細(xì)胞治療漸凍癥短期療效和長(zhǎng)期療效的指標(biāo)有哪些?
一、短期療效評(píng)估指標(biāo)(1-12個(gè)月)?
ALS功能評(píng)分量表(ALSFRS-R)?:言語(yǔ)、吞咽、穿衣、呼吸等日常功能,總分反映整體病情進(jìn)展速度。
?改良醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)肌力評(píng)分(MRC)?:上肢、下肢及頸部肌群的肌力等級(jí)(0-5級(jí))。
呼吸功能指標(biāo)
- ?用力肺活量(FVC)?:治療后3個(gè)月內(nèi)FVC值穩(wěn)定或提升5%,延緩呼吸衰竭進(jìn)程。
- ?呼吸肌力量:通過最大吸氣壓(MIP)和呼氣壓(MEP)量化評(píng)估。
炎癥與免疫指標(biāo)
- ?外周血促炎因子(TNF-α、IL-6)?:干細(xì)胞治療后72小時(shí)內(nèi)顯著降低,抑制神經(jīng)炎癥。
- ?抗炎因子(IL-4、IL-10)?:鞘內(nèi)注射間充質(zhì)干細(xì)胞后,抗炎因子水平上升30%。
二、長(zhǎng)期療效評(píng)估指標(biāo)(12個(gè)月以上)?
生存期與生存率
- ?平均生存期延長(zhǎng)
神經(jīng)再生證據(jù)
- ?影像學(xué)評(píng)估:MRI或PET顯示脊髓內(nèi)新生神經(jīng)元與宿主神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成功能性連接。
- ?生物標(biāo)志物:腦脊液中神經(jīng)絲輕鏈(NfL)水平下降,提示運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷減緩。
運(yùn)動(dòng)功能長(zhǎng)期維持
- ?ALSFRS-R評(píng)分年下降率:干細(xì)胞治療組評(píng)分年降幅<2分,顯著低于傳統(tǒng)治療的4-5分。
- ?上肢精細(xì)動(dòng)作保留:治療后1年,63%患者仍能完成抓握、書寫等動(dòng)作。
呼吸與吞咽功能維持
- ?無(wú)創(chuàng)通氣依賴時(shí)間延遲:治療組患者需呼吸機(jī)支持的時(shí)間延后18個(gè)月。
- ?吞咽效率:視頻透視吞咽檢查(VFSS)顯示誤吸風(fēng)險(xiǎn)降低50%。
三、安全性評(píng)估體系
?短期不良反應(yīng):自限性發(fā)熱(<38.5℃,6-8小時(shí)消退)、局部疼痛(腰椎穿刺相關(guān)),發(fā)生率約10%-20%。
長(zhǎng)期安全性監(jiān)測(cè)
- ?致瘤性:5年隨訪未發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞致瘤案例。
- ?免疫排斥:異體干細(xì)胞治療組僅3%出現(xiàn)輕度免疫反應(yīng)(CRP升高),經(jīng)免疫抑制劑控制。
干細(xì)胞治療漸凍癥:短期癥狀緩解到長(zhǎng)期神經(jīng)再生| 臨床數(shù)據(jù)全解析
短期療效:肌力評(píng)分和ALS功能評(píng)分量表得到改善
2016年9月30日,廣東省中醫(yī)院的研究人員在國(guó)內(nèi)期刊《山東醫(yī)藥》上發(fā)布了一篇《臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療肌萎縮側(cè)索硬化癥的短期療效及安全性分析》的研究結(jié)果。【1】
探討臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(UC-MSCs) 移植治療肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS) 6個(gè)月的效果及安全性。比較治療前后肌萎縮側(cè)索硬化功能評(píng)分量表( ALSRS-R) 評(píng)分、改良醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)(MRC) 評(píng)分,對(duì)安全性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià).
ALSFRS-R 評(píng)分:治療后第 14 天,穿衣和衛(wèi)生能力評(píng)分高于治療前,總分及其余功能區(qū)評(píng)分均無(wú)明顯變化。治療后第 28 天,言語(yǔ)、穿衣和衛(wèi)生能力評(píng)分明顯高于治療前,言語(yǔ)功能評(píng)分明顯高于治療后第 14 天。
MRC評(píng)分:臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療后第 14 天,上肢肌群肌力評(píng)分明顯高于治療前,治療第 28 天,上肢肌群肌力評(píng)分比治療前進(jìn)一步升高; 頸部及下肢肌群肌力評(píng)分高于治療前。
安全性評(píng)估:本組 2 例出現(xiàn)自限性發(fā)熱反應(yīng),未經(jīng)處理,分別持續(xù) 6、8 h 自行降至正常。隨訪6個(gè)月,1 例于治療后3個(gè)月死于呼吸衰竭,其余28例無(wú)嚴(yán)重不良事件發(fā)生。
結(jié)論:臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療漸凍癥短期內(nèi)效果和安全性較好。可以達(dá)到干細(xì)胞治療漸凍癥短期療效的目標(biāo)。
2023年,南京醫(yī)科大學(xué)發(fā)布了一篇學(xué)位論文《體外擴(kuò)增的外周血單核細(xì)胞治療肌萎縮側(cè)索硬化癥安全性及療效的初步研究》的研究結(jié)果。【2】
探究體外擴(kuò)增自體外周血單核細(xì)胞(PBMC)治療肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)3個(gè)月臨床安全性、療效及外周淋巴細(xì)胞亞群變化與癥狀改善之間的關(guān)系。
ALSFRS-R:治療前 3 個(gè)月至基線,PBMC 組 ALSFRS-R均數(shù)變化為-3.77分/3個(gè)月;基線至6個(gè)療程結(jié)束,PBMC 組 ALSFRS-R 均數(shù)變化為-0.39 分/9 個(gè)月。ALSFRS-R評(píng)分顯著提升。
AALS 總分:治療前 3 個(gè)月至基線,PBMC 組 AALS 總分變化為 9.26 分/3 個(gè)月,基線至 6 個(gè)療程結(jié)束,PBMC 組 AALS 總分變化為-17.97 分/9 個(gè)月,漸凍癥癥狀得到改善。
免疫性:PBMC 組治療后第 5、14 天 CD8+T 細(xì)胞、CD4+CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞數(shù)增高;PBMC 組患者第一次治療后第 5、14 天,CD8+T 細(xì)胞數(shù)量與 ALSFRS-R 分?jǐn)?shù)有相關(guān)性;CD4+CD25+Foxp3+Treg 細(xì)胞數(shù)量與 ALSFRS-R 分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)。
安全性評(píng)估:本研究無(wú)死亡事件及不良事件導(dǎo)致患者退出;未發(fā)現(xiàn)值得關(guān)注的藥物不良反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)室異常。
結(jié)論:外擴(kuò)增的自體 PBMC 治療 ALS 安全且短期有效,治療后外周 CD8+T 細(xì)胞和CD4+CD25+Foxp3+Treg 細(xì)胞數(shù)變化與臨床進(jìn)展有關(guān)。可以達(dá)到干細(xì)胞治療漸凍癥短期療效的目標(biāo)。
長(zhǎng)期療效:漸凍癥進(jìn)展率和呼吸吞咽功能得到改善
2020年7月28日,波蘭奧爾什丁瓦爾米亞和馬祖里大學(xué)的研究人員在國(guó)際期刊《Stem Cell Rev Rep》上發(fā)布了一篇《臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在肌萎縮側(cè)索硬化癥中的應(yīng)用:一項(xiàng)原創(chuàng)研究》的研究結(jié)果。【3】
目的是評(píng)估鞘內(nèi)注射臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化癥患者殘疾發(fā)展和生存的影響。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療可延長(zhǎng) ALS 患者的生存期:與對(duì)照組相比,接受 MSCs 治療的患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)降低了 70%。MSC 患者的中位總生存期幾乎是參考組的兩倍(1183 天 vs. 640 天)。
間充質(zhì)干細(xì)胞降低 ALS 進(jìn)展率:在總共 67 名接受治療的患者中,從 ALSFS-R 評(píng)估來(lái)看,21 名患者的進(jìn)展率與進(jìn)展更快的參考患者相比有所下降,33 名患者的進(jìn)展率與參考患者相比沒有差異。
安全性評(píng)估:在分析組中,接受 MSCs 治療的患者均未出現(xiàn)與細(xì)胞給藥相關(guān)的任何嚴(yán)重不良事件。在 MSCs 給藥后的兩個(gè)月內(nèi),沒有任何患者報(bào)告除 ALS 之外的任何意外癥狀。未檢測(cè)到腦膜征兆。在隨訪期間未報(bào)告惡性腫瘤。
結(jié)論:間充質(zhì)干細(xì)胞治療漸凍癥可以延長(zhǎng)漸凍癥患者的生存期,降低漸凍癥的進(jìn)展率,未出現(xiàn)任何嚴(yán)重不良反應(yīng)。可以達(dá)到干細(xì)胞治療漸凍癥長(zhǎng)期療效的目標(biāo)。
2021年6月1日,日本京都國(guó)立醫(yī)院組織南京都醫(yī)院在國(guó)際期刊《European Review of Medicine and Pharmacology》上發(fā)布了一篇《接受自體脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞移植的肌萎縮側(cè)索硬化癥 (ALS) 患者實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期生存》的研究結(jié)果。【4】
本研究報(bào)告了一例接受自體脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞 (ADSC) 治療的 ALS 病例,并進(jìn)行了 7 年的隨訪。
呼吸和吞咽功能改善:給藥后不久,患者發(fā)現(xiàn)在交談或進(jìn)食時(shí)沒有咳嗽。雖然下樓梯時(shí)有困難,但身體狀況良好,沒有咳嗽、構(gòu)音障礙或吞咽困難。
ALSFRS-R評(píng)分維持:他的 ALSFS-R 升高至 45。在檢查的任何肌肉(包括斜方肌和股直?。┲芯礄z測(cè)到束狀電位。
安全性評(píng)估:截至本文撰寫時(shí),患者在接受 ADSC 治療后已健康 7 年,從發(fā)病到現(xiàn)在已經(jīng)健康 10 多年。
結(jié)論:脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞治療后,患者的呼吸吞咽功能改善,ALSFRS-R評(píng)分維持,健康10多年。可以達(dá)到干細(xì)胞治療漸凍癥長(zhǎng)期療效的目標(biāo)。
影響干細(xì)胞治療漸凍癥長(zhǎng)期療效的因素有哪些?
一、治療技術(shù)相關(guān)因素
干細(xì)胞類型與分化能力
- 不同來(lái)源的干細(xì)胞(如臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)祖細(xì)胞)在修復(fù)神經(jīng)功能、免疫調(diào)節(jié)和存活時(shí)間上存在顯著差異。例如,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞因富含內(nèi)皮祖細(xì)胞,在血管再生和抗炎方面表現(xiàn)更優(yōu)。
- 基因編輯技術(shù)的應(yīng)用(如CRISPR修飾干細(xì)胞)可增強(qiáng)其分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(如GDNF)的能力,從而延長(zhǎng)療效持續(xù)時(shí)間。
給藥途徑與劑量
- 局部注射(如脊髓或腦內(nèi)注射)較靜脈輸注能更精準(zhǔn)地靶向受損區(qū)域,神經(jīng)分化效率提升58%。
- 劑量不足可能導(dǎo)致修復(fù)效果不充分,而過高劑量可能引發(fā)免疫排斥或副作用。現(xiàn)有研究推薦多次輸注以維持長(zhǎng)期效果(如每8周一次)。
治療時(shí)機(jī)選擇
- 早期干預(yù)(發(fā)病后72小時(shí)內(nèi))可最大限度保護(hù)神經(jīng)元并抑制炎癥反應(yīng),長(zhǎng)期預(yù)后顯著優(yōu)于慢性期(如急性期患者神經(jīng)功能恢復(fù)速度是慢性期的2.3倍)。
- 慢性期患者需依賴干細(xì)胞的神經(jīng)重塑能力,但修復(fù)效率可能隨病程延長(zhǎng)下降。
二、患者個(gè)體差異
基因背景與疾病亞型
- 約10%的家族性ALS由基因突變(如SOD1、C9orf72)引起,這類患者可能對(duì)特定干細(xì)胞療法(如基因修飾干細(xì)胞)更敏感。
- 散發(fā)性ALS患者若存在線粒體功能缺陷(如CIV復(fù)合體異常),需結(jié)合線粒體修復(fù)策略以增強(qiáng)療效。
免疫狀態(tài)與微環(huán)境
- 患者免疫系統(tǒng)的個(gè)體差異可能影響干細(xì)胞的存活與功能。例如,過度炎癥反應(yīng)會(huì)加速移植干細(xì)胞的凋亡,而免疫抑制治療可能增強(qiáng)干細(xì)胞的歸巢和修復(fù)效果。
- 年齡和基礎(chǔ)疾?。ㄈ缣悄虿。┛赡芡ㄟ^改變微環(huán)境降低干細(xì)胞的長(zhǎng)期存活率。
三、聯(lián)合治療與輔助干預(yù)
聯(lián)合基因療法或藥物
- 干細(xì)胞與神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(如BDNF、GDNF)聯(lián)用可增強(qiáng)神經(jīng)修復(fù)效果。例如,美國(guó)西達(dá)賽奈醫(yī)學(xué)中心的基因工程干細(xì)胞療法在42個(gè)月內(nèi)保持穩(wěn)定療效。
- 甘露醇等輔助藥物可增強(qiáng)血腦屏障穿透性,提高干細(xì)胞遞送效率。
康復(fù)訓(xùn)練與護(hù)理支持
- 定期康復(fù)鍛煉能延緩肌肉萎縮,與干細(xì)胞治療形成協(xié)同效應(yīng)。研究表明,缺乏持續(xù)康復(fù)訓(xùn)練的患者療效下降30%。
- 心理干預(yù)和營(yíng)養(yǎng)支持可改善患者整體狀態(tài),間接提升干細(xì)胞治療的響應(yīng)率。
總結(jié)
綜合當(dāng)前的臨床數(shù)據(jù),干細(xì)胞治療漸凍癥已展現(xiàn)出令人矚目的潛力。從短期癥狀緩解,到長(zhǎng)期神經(jīng)再生的初步跡象,這些積極成果為漸凍癥患者及其家庭帶來(lái)了前所未有的希望。但不可否認(rèn),干細(xì)胞治療漸凍癥仍處于研究階段,還需更大規(guī)模、更長(zhǎng)期的臨床試驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化治療方案,明確最佳的干細(xì)胞類型、移植途徑與劑量,深入探究其長(zhǎng)期安全性與有效性。
期待未來(lái),隨著干細(xì)胞治療技術(shù)的持續(xù)完善與突破,能夠?yàn)闈u凍癥患者提供切實(shí)有效的治愈方案,真正 “解凍” 他們被禁錮的身體,讓漸凍癥不再成為生命無(wú)法承受之重 。
參考資料:
1、喬利軍,盧愛麗,馮梅,等.臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療肌萎縮側(cè)索硬化癥的短期療效及安全性分析[J].山東醫(yī)藥,2016,56(36):1-4.
2、趙舒怡.體外擴(kuò)增的外周血單核細(xì)胞治療肌萎縮側(cè)索硬化癥安全性及療效的初步研究[D].南京醫(yī)科大學(xué),2023.DOI:10.27249/d.cnki.gnjyu.2023.000262.
3、Barczewska M, Maksymowicz S, Zdolińska-Malinowska I, Siwek T, Grudniak M. Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells in Amyotrophic Lateral Sclerosis: an Original Study. Stem Cell Rev Rep. 2020 Oct;16(5):922-932. doi: 10.1007/s12015-020-10016-7. PMID: 32725316; PMCID: PMC7456414.
4、Shigematsu K, Takeda T, Komori N, et al. Long-term survival of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS) treated with autologous adipose-derived mesenchymal stem cells. Eur Rev Med Pharmacol. 2021 Jun;25(11):4086-4090. DOI: 10.26355/eurrev_202106_26050. PMID: 34156687.
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