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從痙攣到共濟失調:干細胞可以治療哪些類(lèi)型的腦癱患者?

腦癱(Cerebral Palsy, CP)作為兒童期最常見(jiàn)的運動(dòng)功能障礙性疾病,主要由圍產(chǎn)期腦損傷引發(fā),全球發(fā)病率約為1.5%-4%。傳統康復手段如物理治療、肉毒素注射等雖能部分緩解癥狀,但難以逆轉神經(jīng)結構性損傷。近年來(lái),以干細胞為核心的再生醫學(xué)療法,憑借其神經(jīng)修復、免疫調節與血管再生的多維度干預機制,為腦癱治療開(kāi)辟了新路徑。

本文將從病理分型角度,系統探討干細胞在各種類(lèi)型腦癱中的治療原理與研究進(jìn)展,以期為臨床轉化提供理論依據。

從痙攣到共濟失調:干細胞可以治療哪些類(lèi)型的腦癱患者?

從痙攣到共濟失調:干細胞可以治療哪些類(lèi)型的腦癱患者?

一、按運動(dòng)障礙類(lèi)型分類(lèi)的適用性

1.1 痙攣型腦癱

定義:痙攣型腦癱是最常見(jiàn)的類(lèi)型,約占腦癱患者的70%,主要表現為肌肉僵硬、運動(dòng)受限,尤其是下肢痙攣導致行走困難。其病理機制與皮質(zhì)脊髓束損傷、神經(jīng)元死亡及炎癥反應相關(guān)。

2021年,伊朗德黑蘭科研人員在行業(yè)期刊《干細胞研究與治療》上發(fā)表了一篇關(guān)于《臍帶組織間充質(zhì)干細胞鞘內注射治療腦癱的臨床及影像學(xué)結果:一項隨機雙盲假手術(shù)對照臨床試驗》的研究成果。

本研究評估了臍帶組織間充質(zhì)干細胞(UCT-MSC)鞘內注射治療患有痙攣性腦性癱瘓的安全性和有效性。

臍帶組織間充質(zhì)干細胞鞘內注射治療腦癱的臨床及影像學(xué)結果:一項隨機雙盲假手術(shù)對照臨床試驗

經(jīng)過(guò)12個(gè)月的UCT-MSC治療,實(shí)驗組在運動(dòng)功能、日常生活能力及生活質(zhì)量方面均顯著(zhù)優(yōu)于基線(xiàn)組和對照組:

  1. 運動(dòng)功能方面,GMFM-66評分較基線(xiàn)組提升10.65分,較對照組差異達8.07分,且MAS痙攣評分降低1.0分,提示粗大運動(dòng)能力和肌張力顯著(zhù)改善;
  2. 日常生活能力顯著(zhù)提升,PEDI總評分較基線(xiàn)提高8.53分,較對照組差異達6.87分;
  3. 生活質(zhì)量中,CP-QoL量表顯示“社交互動(dòng)”“活動(dòng)參與”等領(lǐng)域的改善程度顯著(zhù)優(yōu)于對照組;
  4. 影像學(xué)驗證顯示,實(shí)驗組白質(zhì)完整性顯著(zhù)修復:皮質(zhì)脊髓束(CST)和皮質(zhì)投射纖維(PTR)的FA值分別增加0.032和0.024,MD值分別降低0.035×10?3和0.045×10?3,均顯著(zhù)優(yōu)于對照組。

這些結果表明,UCT-MSC通過(guò)促進(jìn)神經(jīng)結構修復與功能重建,為痙攣型腦癱患兒提供了顯著(zhù)且多維度的臨床獲益。


1.2 運動(dòng)障礙型腦癱

定義:以不自主運動(dòng)或肌張力波動(dòng)為特征,約占腦癱的10%-20%?;颊弑憩F為舞蹈樣動(dòng)作、手足徐動(dòng)或震顫,常因基底節或錐體外系損傷導致神經(jīng)遞質(zhì)失衡(如多巴胺、乙酰膽堿異常)。

2013年,武警總醫院曾在國際期刊《轉化醫學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇關(guān)于《自體骨髓間充質(zhì)干細胞來(lái)源的神經(jīng)干細胞樣細胞用于治療腦癱患者》的臨床研究結果。

自體骨髓間充質(zhì)干細胞來(lái)源的神經(jīng)干細胞樣細胞用于治療腦癱患者

本研究于2010年6月至2011年6月入選60例運動(dòng)功能?chē)乐厥芟薜倪\動(dòng)障礙型腦癱患兒,粗大運動(dòng)功能分類(lèi)系統平均Ⅲ-Ⅴ級。

經(jīng)6個(gè)月隨訪(fǎng),臍帶間充質(zhì)干細胞移植組在粗大運動(dòng)功能改善方面呈現顯著(zhù)療效:

  1. 運動(dòng)功能提升:治療后3個(gè)月,粗大運動(dòng)功能測量評分較基線(xiàn)顯著(zhù)提高42.6分;6個(gè)月時(shí)進(jìn)一步增至58.6分,均顯著(zhù)優(yōu)于對照組。
  2. 語(yǔ)言功能:兩組在治療后1、3、6個(gè)月的語(yǔ)言商評分均未見(jiàn)顯著(zhù)提升。
  3. 安全性:全部60名患者存活,且無(wú)嚴重不良事件或治療相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生,證實(shí)該療法的安全性。

研究表明,神經(jīng)干細胞移植可顯著(zhù)改善運動(dòng)障礙型腦癱腦癱患兒的粗大運動(dòng)功能,且在6個(gè)月內未觀(guān)察到嚴重不良反應,為該療法的臨床應用提供了有效性和安全性的支持證據。


1.3 共濟失調型腦癱

定義:以協(xié)調功能障礙和平衡失調為主,約占5%-10%?;颊卟綉B(tài)不穩、動(dòng)作笨拙,多因小腦或小腦通路損傷導致運動(dòng)協(xié)調能力受損。

2012年,解放軍干細胞治療中心牽頭在《中國組織工程研究》上發(fā)表了一篇關(guān)于《臍血干細胞聯(lián)合神經(jīng)生長(cháng)因子和物理康復治療小兒腦性癱瘓》的臨床研究成果。本次研究納入了共濟失調型腦癱患兒5例。

臍血干細胞聯(lián)合神經(jīng)生長(cháng)因子和物理康復治療小兒腦性癱瘓

臍血干細胞聯(lián)合鼠神經(jīng)生長(cháng)因子及物理康復治療顯著(zhù)改善腦癱患兒的粗大運動(dòng)功能:治療后3個(gè)月,臍血干細胞組與常規治療組(僅神經(jīng)生長(cháng)因子+康復)的GMFM量表A、B、D能區評分均較基線(xiàn)顯著(zhù)提升,且臍血干細胞組A、B能區評分顯著(zhù)高于常規治療組;對照組(未治療)評分無(wú)變化。

研究證實(shí),臍血干細胞聯(lián)合療法在改善共濟失調型腦癱患兒運動(dòng)功能(尤其姿勢控制與移動(dòng)能力)方面優(yōu)于單純神經(jīng)生長(cháng)因子聯(lián)合康復治療,為腦癱患兒提供了更有效的干預方案。


1.4 混合型腦癱

定義:混合型腦癱指患者同時(shí)具備兩種或以上運動(dòng)障礙類(lèi)型的臨床表現(如痙攣型與運動(dòng)障礙型并存),約占腦癱患者的10%-15%。其病理機制復雜,可能涉及多腦區損傷(如皮質(zhì)脊髓束、基底節及小腦聯(lián)合損傷),導致肌張力異常、不自主運動(dòng)及協(xié)調功能障礙并存。

2018年,土耳其伊斯坦布爾伊斯坦尼耶大學(xué)在國際期刊《國際干細胞雜志》上發(fā)表了一篇關(guān)于《臍帶間充質(zhì)干細胞移植治療腦癱患者療效觀(guān)察:病例報告》的臨床研究成果。

本次研究是納入了一名6歲混合型男性腦癱患兒,患者同時(shí)患有肌張力障礙型和痙攣型,接受4次1×106/kg臍帶間充質(zhì)干細胞(UC-MSCs)鞘內及靜脈注射治療。

臍帶間充質(zhì)干細胞移植治療腦癱患者療效觀(guān)察:病例報告

經(jīng)干細胞治療后,患者通過(guò)軀干控制測量量表(TCMS)評估的坐姿平衡與功能獨立性顯著(zhù)改善:

  1. 靜態(tài)坐姿平衡從2/20提升至10/20,表明患者在無(wú)外部支持下維持穩定坐姿的能力大幅增強(初始幾乎無(wú)法獨立坐立,治療后顯著(zhù)改善);
  2. 選擇性運動(dòng)控制從2/28增至17/28,提示軀干精細運動(dòng)的精準性顯著(zhù)提升(能夠更獨立地控制軀干運動(dòng),減少多余動(dòng)作);
  3. 平衡反應從1/10提高至4/10,雖仍處于較低水平,但對外界干擾的動(dòng)態(tài)平衡調節能力有所恢復;
  4. 總成績(jì)從5/58躍升至31/58,綜合反映了軀干控制能力、坐姿穩定性和運動(dòng)協(xié)調性的全面進(jìn)步。

這些結果表明,干細胞治療通過(guò)改善核心肌群控制與平衡功能,顯著(zhù)提升了混合型腦癱患兒的坐姿功能獨立性及生活質(zhì)量。


二、按病因分類(lèi)的針對性干預

2.1 缺氧缺血性腦損傷(HIE)相關(guān)腦癱

定義:由圍產(chǎn)期缺氧缺血(如胎兒窘迫、新生兒窒息)引發(fā)的腦損傷,導致腦組織壞死、神經(jīng)元凋亡及膠質(zhì)瘢痕形成。

2023年,國內三甲醫院在國際期刊《Stem Cell Research & Therapy》上發(fā)表了一篇關(guān)于《腦癱患者鼻腔內注射神經(jīng)干細胞的安全性和有效性結果:一項隨機1/2期對照試驗》的研究成果。

研究中納入了24例腦癱患者,入選受試者年齡3至12歲,臨床表現為中度至重度癱瘓,以缺血缺氧誘發(fā)的痙攣性腦性癱瘓為特征。

腦癱患者鼻腔內注射神經(jīng)干細胞的安全性和有效性結果:一項隨機1/2期對照試驗

本研究通過(guò)基線(xiàn)與24個(gè)月終點(diǎn)數據對比發(fā)現,接受神經(jīng)干細胞(NSCs)鼻腔注射的治療組在多項功能評估中顯著(zhù)優(yōu)于對照組。

  • 治療組在自理能力(ADL量表)和粗大運動(dòng)功能(GMFM-88量表)方面改善尤為顯著(zhù),且部分指標(如站立、步行/跑步/跳躍)在治療后1個(gè)月內即出現統計學(xué)意義的進(jìn)步;
  • 至3個(gè)月時(shí),表達能力與粗大運動(dòng)整體功能進(jìn)一步提升;
  • 6個(gè)月時(shí)社交技能增強,且前期改善得以維持。盡管精細運動(dòng)(FMFS)、部分GMFM-88子項(如B部分)及社交技能(SS、LAS、EAS)的改善未達統計學(xué)意義,但整體趨勢積極。
  • 此外,治療組睡眠質(zhì)量(SDSC評分)改善而對照組無(wú)變化。
  • 值得注意的是,復雜的手部精細動(dòng)作功能在24個(gè)月后才顯現顯著(zhù)改善,提示NSCs對不同功能的干預存在時(shí)間梯度差異,且療效呈現持續性和穩定性。
各組間量表臨床變化
各組間量表臨床變化

綜上所述,本研究表明,鼻腔內施用NSCs復合貼劑是一種安全有效的治療方法,它能夠在保持腦癱患者長(cháng)期安全性的情況下,顯著(zhù)提高缺血缺氧誘發(fā)的痙攣性腦癱患兒的生活質(zhì)量和運動(dòng)功能,特別是在早期粗大運動(dòng)能力的恢復方面具有特別的優(yōu)勢。


2.2 早產(chǎn)兒腦白質(zhì)損傷(WMI)相關(guān)腦癱

定義:因早產(chǎn)兒腦白質(zhì)發(fā)育不成熟,易受缺氧、感染或機械通氣損傷,導致白質(zhì)軟化、髓鞘形成障礙及神經(jīng)傳導異常。

2017年,越南科研人員在國際期刊《BMC Pediatrics》上發(fā)表了一篇關(guān)于《自體骨髓單核細胞治療腦癱的療效:一項開(kāi)放標簽非對照臨床試驗》的臨床研究成果。

本研究對40名2至15歲腦癱患者進(jìn)行了一項開(kāi)放標簽、非對照臨床試驗。腦癱嚴重程度如下:III 級 2 名(5%),IV 級 14 名(35%),V 級 24 名(60%)。其中納入最常見(jiàn)的三種腦癱患兒類(lèi)型是:基底神經(jīng)節損傷、皮質(zhì)/皮質(zhì)下?lián)p傷腦室周?chē)踪|(zhì)損傷腦癱患兒。

自體骨髓單核細胞治療腦癱的療效:一項開(kāi)放標簽非對照臨床試驗

本研究顯示,自體骨髓單核細胞移植在腦癱患兒中具有顯著(zhù)療效與安全性:

  • 治療后3–6個(gè)月,患者粗大運動(dòng)功能(GMFM-88總分及各維度評分、GMFM-66百分位數均顯著(zhù)提升)、肌肉痙攣程度均顯著(zhù)改善,且療效不受性別、年齡或基線(xiàn)GMFCS分級影響;
  • 安全性方面,僅12例出現一過(guò)性非感染性發(fā)熱、9例輕微嘔吐(藥物可控制),無(wú)嚴重并發(fā)癥發(fā)生,證實(shí)該療法安全有效且具有廣泛適用性。

研究表明,自體骨髓單核細胞移植在改善腦室周?chē)踪|(zhì)損傷腦癱患兒運動(dòng)功能、緩解痙攣及安全性方面表現突出,且療效不受患者基線(xiàn)特征限制,為該療法的臨床推廣提供了重要依據。

三、治療窗口期與療效差異

最佳干預時(shí)間:嬰幼兒期(2-6歲)腦組織可塑性強,干細胞易遷移至損傷區域。

療效影響因素

  • 損傷范圍:局灶性損傷比彌漫性損傷更易靶向;
  • 并發(fā)癥:合并癲癇或嚴重認知障礙者需謹慎評估。

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四、挑戰與未來(lái)方向

  1. 精準分型治療:需結合基因檢測和影像學(xué)定位,匹配最佳干細胞類(lèi)型(如MSCs適用于炎癥環(huán)境,NSCs適于神經(jīng)元替代)。
  2. 遞送技術(shù)優(yōu)化:納米材料介導的干細胞靶向遞送或可提高病灶區域駐留率。
  3. 長(cháng)期安全性:大規模臨床試驗仍需跟蹤致瘤性和免疫排斥風(fēng)險。

結語(yǔ)

腦癱作為兒童運動(dòng)功能障礙的常見(jiàn)病因,傳統療法難以修復神經(jīng)損傷。干細胞治療憑借其多向分化與再生修復能力,為不同類(lèi)型及病因的腦癱患兒提供了突破性方案:通過(guò)改善神經(jīng)結構、調節遞質(zhì)失衡、促進(jìn)血管新生等機制,顯著(zhù)提升運動(dòng)功能與生活質(zhì)量(如GMFM評分顯著(zhù)提高),且安全性良好。盡管療效存在個(gè)體差異,但其臨床潛力已獲驗證,未來(lái)需進(jìn)一步優(yōu)化精準分型、靶向遞送技術(shù)及長(cháng)期安全性監測,以推動(dòng)神經(jīng)再生醫學(xué)向更精準、長(cháng)效方向發(fā)展,為腦癱患兒帶來(lái)更優(yōu)治療選擇。

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參考資料:

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Chen, G., Wang, Y., Xu, Z. et al. Neural stem cell-like cells derived from autologous bone mesenchymal stem cells for the treatment of patients with cerebral palsy. J Transl Med 11, 21 (2013). https://doi.org/10.1186/1479-5876-11-21

邢利和,張麗欣,張麗麗,孫麗芳,董燕慧,劉 影,郭立杰. 臍血干細胞聯(lián)合神經(jīng)生長(cháng)因子和物理康復治療小兒腦性癱瘓[J]. 中國組織工程研究, 2012, 16(41): 7777-7781.

https://synapse.koreamed.org/articles/1159131

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Nguyen, L.T., Nguyen, A.T., Vu, C.D. et al. Outcomes of autologous bone marrow mononuclear cells for cerebral palsy: an open label uncontrolled clinical trial. BMC Pediatr 17, 104 (2017). https://doi.org/10.1186/s12887-017-0859-z

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