腦出血危害巨大，其發(fā)病率、致殘率、死亡率一直居高不下,目前內科及外科治療對于改善長(cháng)期預后仍存在爭議。神經(jīng)干細胞(NSCs)移植作為新興的治療方式，移植分化后能夠有效替代神經(jīng)元發(fā)揮功能，同時(shí)還可以發(fā)揮抗炎癥、抑制凋亡作用，是目前最有希望攻克腦出血的療法。

本文從神經(jīng)干細胞來(lái)源、干細胞移植方式、神經(jīng)干細胞修復神經(jīng)損傷的機制、神經(jīng)干細胞治療腦出血的臨床研究進(jìn)展及神經(jīng)干細胞移植治療希望與挑戰幾個(gè)方面進(jìn)行綜述。

神經(jīng)干細胞移植治療腦出血，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復（2024）

神經(jīng)干細胞的來(lái)源

目前用于損傷修復的神經(jīng)干細胞根據來(lái)源可分為體內來(lái)源與體外來(lái)源。 無(wú)論是激活體內休眠神經(jīng)干細胞還是移植體外來(lái)源神經(jīng)干細胞，都可以通過(guò)分泌神經(jīng)生長(cháng)因子、改善出血后神經(jīng)元生長(cháng)微環(huán)境來(lái)抑制炎癥損傷，并可分化為神經(jīng)元來(lái)修復受損區 域丟失的神經(jīng)功能。

體內來(lái)源的神經(jīng)干細胞

早期的觀(guān)念認為神經(jīng)干細胞僅存于胚胎時(shí)期，神經(jīng)損傷后亦無(wú)法再生。但隨著(zhù)一系列研究展開(kāi)，終于找到了神經(jīng)干細胞存在于成年個(gè)體內的證據。

1992年，Reynolds和Weiss從成年小鼠大腦的紋狀體獲得了一種自我更新和多分化的細胞，稱(chēng)為神經(jīng)干細胞。后續研究者發(fā)現不僅是哺乳動(dòng)物、 鳥(niǎo)類(lèi)、也包括人類(lèi)，體內都存在神經(jīng)干細胞，他們可以定向遷移與增殖分化。目前認為神經(jīng)干細胞在腦內主要存在于海馬齒狀回、室管膜下區，也是神經(jīng)干細胞研究重點(diǎn)關(guān)注區域。

在多項針對腦出血患者血腫周?chē)M織進(jìn)行的檢驗中發(fā)現有神經(jīng)再生跡象，還有研究發(fā)現腦出血后可通過(guò)重復經(jīng)顱磁刺激增強經(jīng)由絲裂原活化蛋白激酶信號通路促進(jìn)神經(jīng)干細胞增殖和分化的過(guò)程。這種驅使體內神經(jīng)干細胞遷移分化的干細胞來(lái)源稱(chēng)之為體內來(lái)源干細胞，該類(lèi)來(lái)源干細胞不存在免疫排斥反應, 也無(wú)成瘤風(fēng)險，是一種安全的療法。

隨著(zhù)研究深入進(jìn)行，對于體內究竟是何種刺激因素誘導內源性神經(jīng)干細胞分化這一問(wèn)題還沒(méi)有確切結論。并且體內來(lái)源神經(jīng)干細胞數目有限，從特定區域遷移至病灶難度大，目前并不是神經(jīng)干細胞移植治療腦出血的主流選擇。 

體外來(lái)源的神經(jīng)干細胞

體外神經(jīng)干細胞主要來(lái)源于原代組織培養分化、多能干細胞分化或者是體細胞轉分化。顯微解剖技術(shù)的發(fā)展使得位于胚胎組織中的神經(jīng)干細胞分離難度較低，在早期已進(jìn)行了大量探索。但位于成年個(gè)體中的神經(jīng)干細胞分離卻并不容易。

趙全軍等通過(guò)改進(jìn)原代培養方法從急性顱腦損傷患者廢棄腦組織之中提取到了神經(jīng)干細胞，并成功誘導其分化為神經(jīng)元，這些成就都提示原代組織培養神經(jīng)干細胞是完全可行的，但是需要解決細胞獲得率與定向分化轉化率較低的問(wèn)題，同時(shí)還要能夠保證神經(jīng)干細胞穩定傳代，避免發(fā)生變異，盡可能減輕老化。

多能干細胞雖然已經(jīng)失去了發(fā)育為完整個(gè)體的能力，卻可以分化為多種細胞，其中就包括了神經(jīng)干細胞。目前多能干細胞主要從胚胎組織分離或者通過(guò)體細胞核轉移技術(shù)獲得，從胚胎組織中獲取多能干細胞用于神經(jīng)干細胞分化面臨倫理及免疫排斥反應問(wèn)題，因此目前尚不可作為神經(jīng)干細胞來(lái)源的最佳選擇。

神經(jīng)干細胞移植治療腦出血的方式

目前神經(jīng)干細胞移植主要是依賴(lài)于顱內立體定向注射、經(jīng)腦脊液途徑移植、血管內注射這3種方式。 

立體定向注射

立體定向注射通過(guò)直接向血腫腔內注射神經(jīng)干細胞懸液完成，是所有方式中最為直接的，但是血腫腔內血液降解毒性作用以及活化的小膠質(zhì)細胞都有可能導致神經(jīng)干細胞死亡，雖然在體外培養結果中顯示神經(jīng)干細胞可以有效分化，但是在體內分化結果并不理想，這也有可能與局部神經(jīng)干細胞密度過(guò)大不利于分化有關(guān)；有學(xué)者提倡在注射的同時(shí)可以加入神經(jīng)營(yíng)養因子促進(jìn)神經(jīng)干細胞的存活，但是具體應用效果還有待進(jìn)一步驗證。

經(jīng)腦脊液途徑移植

經(jīng)腦脊液途徑移植包括腰椎穿刺注入蛛網(wǎng)膜下腔、腦室穿刺注射以及枕大池穿刺移植。腰椎穿刺途徑將神經(jīng)干細胞直接注入蛛網(wǎng)膜下腔，干細胞經(jīng)腦脊液循環(huán)散布于腦內；腦室穿刺則是將神經(jīng)干細胞懸液直接注入側腦室, 可以經(jīng)腦脊液循環(huán)迅速遍布腦室及腦組織，同時(shí)可以通過(guò)向腦脊液中分泌某些因子刺激內源性神經(jīng)干細胞增殖活化。經(jīng)枕大池注射既往僅見(jiàn)于動(dòng)物模型，易損傷腦干，尚未見(jiàn)應用于臨床的報道。 

血管內注射

血管注射分為經(jīng)動(dòng)脈注射與經(jīng)靜脈注射，靜脈注射神經(jīng)干細胞需要經(jīng)過(guò)全身循環(huán)，細胞損耗多，研究顯示較多神經(jīng)干細胞存留于肝臟和肺。但是在理論上可以通過(guò)多次注射提高神經(jīng)干細胞存活率，動(dòng)脈注射多選用頸動(dòng)脈注射，可以直接入腦，但是操作難度高，并且由于局部干細胞聚集有導致血栓形成的風(fēng)險。

無(wú)論是經(jīng)腦脊液途徑移植還是經(jīng)血管注射，由于缺乏靶向引導，同時(shí)還需要跨過(guò)血腦屏障，加之神經(jīng)干細胞自身遷移能力弱，均不能在血腫腔內聚集大量神經(jīng)干細胞，因此要解決這一問(wèn)題，需要尋找合理的靶向分子來(lái)誘導神經(jīng)干細胞聚集或者納米材料等載體將其輸送到特定位置發(fā)揮作用。

神經(jīng)干細胞移植修復腦出血的機制

替代效應

在一系列實(shí)驗中，神經(jīng)干細胞移植使神經(jīng)功能受損狀況得到了有效改善，也發(fā)現了神經(jīng)干細胞移植或者遷移而來(lái)的NSCs可以正確分化為神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞,有效替代失用的神經(jīng)元，并與現存神經(jīng)元可以形成有效的突觸連接來(lái)發(fā)揮作用，這種修復機制被稱(chēng)為替代效應。但是后續研究發(fā)現僅依靠替代效應學(xué)說(shuō)不足以解釋功能改善，因為神經(jīng)干細胞移植分化而來(lái)的神經(jīng)元形成新的突觸連接數目有限，并且新突觸是否能夠起到正確傳遞信號的作用仍值得進(jìn)一步研究。 

旁觀(guān)者效應

神經(jīng)干細胞移植通過(guò)分泌營(yíng)養因子可以減少宿主細胞的死亡，通過(guò)增強內源性修復機制誘導宿主大腦重塑, 促進(jìn)血管新生和減輕炎癥,這種神經(jīng)修復作用稱(chēng)為旁觀(guān)者效應。部分研究發(fā)現上述神經(jīng)保護作用可能是通過(guò)神經(jīng)干細胞外泌體實(shí)現，外泌體是一種包含了復雜RNA和蛋白質(zhì)的囊泡結構，神經(jīng)干細胞外泌體包含了多種神經(jīng)生長(cháng)因子與RNA，正是這些物質(zhì)起到了調節作用。

Rong等證實(shí)神經(jīng)干細胞外泌體可通過(guò)促進(jìn)自噬減少神經(jīng)元凋亡，同時(shí)抑制炎癥。此外，在小鼠腦出血模型中，研究者發(fā)現通過(guò)基因修飾導致神經(jīng)干細胞過(guò)表達腦源性神經(jīng)營(yíng)養因子、膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營(yíng)養因子、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶1和血管內皮生長(cháng)因子時(shí)，可以顯著(zhù)促進(jìn)腦出血小鼠神經(jīng)功能的恢復，這可能與促進(jìn)血管新生、逆轉血腦屏障損傷、減輕腦水腫有關(guān)，但具體機制還有待進(jìn)一步探究。

神經(jīng)干細胞移植治療腦出血的臨床研究進(jìn)展

2014年10月20日，山東省沂水市中心醫院在國際期刊《Genetic and molecular studies》上發(fā)布了一篇《神經(jīng)干細胞鞘內移植治療腦出血的療效及安全性》的研究結果。^[1]

目的：研究旨在探討神經(jīng)干細胞鞘內移植治療腦出血的療效和安全性。

方法：我們在腦出血后7天通過(guò)腰椎穿刺將4.0×10(8)個(gè)神經(jīng)干細胞移植到蛛網(wǎng)膜下腔，每周兩次，共4次。在第1、7、14、21和28天進(jìn)行NIHSS評分和腦CT掃描來(lái)評估患者的神經(jīng)功能和血腫周?chē)≡铙w積。

結果：我們發(fā)現治療后NIHSS評分和血腫周?chē)≡铙w積顯著(zhù)減小。第14天。治療前后組內及組間比較差異均有極顯著(zhù)性（P<0.05）。除少數患者出現短暫發(fā)熱和寒戰外，無(wú)不良反應。

結論：我們的數據表明，使用神經(jīng)干細胞鞘內移植治療腦出血是安全有效的。

2019年6月26日，解放軍陸軍總醫院在國際期刊雜志《Stem Cell Transplant Medicine》發(fā)表一篇《神經(jīng)干細胞穩定腦內移植治療缺血性中風(fēng)所致癱瘓》的研究結果[2]。

背景：在這項單中心I期研究中，我們評估了NSI-566（NSI-566是一種穩定的原代貼壁神經(jīng)干細胞系，源自單個(gè)人類(lèi)胎兒脊髓，并通過(guò)表觀(guān)遺傳擴增，無(wú)需進(jìn)行基因修飾。該細胞系正在美國進(jìn)行臨床試驗，用于治療肌萎縮側索硬化癥和脊髓損傷）移植治療慢性運動(dòng)性中風(fēng)所致偏癱的可行性和安全性，并確定了未來(lái)試驗的最大耐受劑量。

結果：在為期12個(gè)月的隨訪(fǎng)中，9名參與者的平均Fugl-Meyer運動(dòng)評分（FMMS，總分100分）提高了16分，平均MRS提高了0.8分，平均美國國立衛生研究院卒中量表提高了3.1分。在隨訪(fǎng)24個(gè)月的六名參與者中，這些平均變化保持穩定。所有劑量的治療都具有良好的耐受性?？v向核磁共振成像研究顯示，所有九名患者都有新神經(jīng)組織形成空洞填充的跡象。雖然這是一項小型的單臂可行性研究，但結果令人鼓舞，值得進(jìn)一步研究。

神經(jīng)干細胞治療腦出血的希望與挑戰

自發(fā)性腦出血是危害人類(lèi)健康的重要疾患，當前無(wú)論是內科保守治療還是外科手術(shù)治療對于改善遠期預后都仍存在爭議，因為在自發(fā)性腦出血疾病進(jìn)程中有相當數量的神經(jīng)元損傷，這一損傷在目前技術(shù)條件下難以修復。動(dòng)物實(shí)驗及細胞實(shí)驗證實(shí)神經(jīng)干細胞移植對于腦出血有良好的治療效果，不僅是能替代損傷細胞發(fā)揮功能，還具有抗炎、抗凋亡作用。由此可見(jiàn)神經(jīng)干細胞移植治療腦出血，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復。

體內來(lái)源神經(jīng)干細胞進(jìn)行神經(jīng)修復是一種安全的選擇，但是如何高效利用體內有限的神經(jīng)干細胞進(jìn)行遷移分化是今后需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，需要探索神經(jīng)干細胞遷移及分化的有效刺激因素。缺失的神經(jīng)元僅僅依靠自身的修復作用很難完成再生，因此有必要借助外來(lái)神經(jīng)元進(jìn)行修復以期恢復神經(jīng)組織功能。 

體外來(lái)源神經(jīng)干細胞移植進(jìn)行腦出血后治療是目前研究的主流，表皮細胞生長(cháng)因子和堿性成纖維細胞生長(cháng)因子聯(lián)合應用于無(wú)血清懸浮培養法可以在短期內培養出大量神經(jīng)干細胞，保證了干細胞來(lái)源。隨著(zhù)研究深入,研究者發(fā)現聯(lián)合血腫清除與干細胞移植較單一方式治療腦出血效果更佳，這也開(kāi)辟了新的治療途徑。

• 鑒于臨床前研究取得了較好效果，移植神經(jīng)干細胞的臨床試驗也在逐步展開(kāi)，但似乎目前主要以缺血性腦卒中為主，對于神經(jīng)干細胞移植治療腦出血的確切效果需要等待將來(lái)更多的臨床試驗來(lái)證明。

除此之外，還需要考慮神經(jīng)干細胞移植時(shí)機、移植方式、定向誘導分化、免疫反應以及倫理問(wèn)題。但是，盡管不確定因素較多，神經(jīng)干細胞移植治療腦出血仍是目前最有希望攻克這一難題的方式。

參考資料：

[1]:Xue YZ, Li XX, Li L, Pang SL, Yao JG, Hao PL. Curative effect and safety of intrathecal transplantation of neural stem cells for the treatment of cerebral hemorrhage. Genet Mol Res. 2014 Oct 20;13(4):8294-300. doi: 10.4238/2014.October.20.5. PMID: 25366723.

[2]:Guangzhu Zhang, Ying Li, James L. Reuss, Nan Liu, Cuiying Wu, Jingpo Li, Shuangshuang Xu, Feng Wang, Thomas G. Hazel, Miles Cunningham, Hongtian Zhang, Yiwu Dai, Peng Hong, Ping Zhang, Jianghong He, Huiru Feng, Xiangdong Lu, John L. Ulmer, Karl K. Johe, Ruxiang Xu, Stable Intracerebral Transplantation of Neural Stem Cells for the Treatment of Paralysis Due to Ischemic Stroke, Stem Cells Translational Medicine, Volume 8, Issue 10, October 2019, Pages 999–1007, https://doi.org/10.1002/sctm.18-0220

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