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臍帶、脂肪、骨髓和胎盤(pán):哪種來(lái)源的間充質(zhì)干細胞更適合治療腦癱?

腦癱是指出生前到出生后一個(gè)月內發(fā)育時(shí)期非進(jìn)行性腦損傷所致的綜合癥,是小兒時(shí)期常見(jiàn)的中樞神經(jīng)障礙綜合征,當今兒童致殘的主要疾病之一。目前治療腦癱的方法有很多,如物理治療、作業(yè)治療、假肢矯形、藥物干預、高壓氧治療、外科手術(shù)等,但上述治療措施均存在見(jiàn)效慢,且干預停止后可能出現倒退的缺陷。

近年來(lái),間充質(zhì)干細胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs) 因其多向分化潛能、免疫調節能力和旁分泌效應,成為腦癱治療的前沿方向。目前,MSCs的主要來(lái)源包括骨髓、臍帶、臍血、脂肪組織胎盤(pán)組織等,不同來(lái)源的MSCs在療效、安全性、移植途徑及臨床應用潛力上存在差異。

本文系統比較不同來(lái)源間充質(zhì)干細胞治療腦癱患者的特點(diǎn),為臨床選擇提供科學(xué)依據。

臍帶、脂肪、骨髓和胎盤(pán):哪種來(lái)源的間充質(zhì)干細胞更適合治療腦癱?

臍帶、脂肪、骨髓和胎盤(pán):哪種來(lái)源的間充質(zhì)干細胞更適合治療腦癱?

一、臍帶間充質(zhì)干細胞治療腦癱

優(yōu)勢:其來(lái)源于新生兒臍帶組織,采集無(wú)創(chuàng )且來(lái)源豐富;此外細胞本身免疫原性低,可降低排斥反應風(fēng)險,適合異體移植。

2024年6月15日,波蘭盧布林醫科大學(xué)兒童神經(jīng)病學(xué)系在行業(yè)期刊《干細胞評論和報告》上發(fā)表了一篇關(guān)于《臍帶間充質(zhì)干細胞對腦癱兒童運動(dòng)功能的影響:真實(shí)世界、同情使用研究的結果》的臨床研究成果。

臍帶間充質(zhì)干細胞對腦癱兒童運動(dòng)功能的影響:真實(shí)世界、同情使用研究的結果

研究招募了152名腦癱兒童,他們接受了最多兩個(gè)療程、每個(gè)療程五次的人臍帶間充質(zhì)干細胞(hUC-MSCs)注射。

兒童的運動(dòng)功能通過(guò)粗大運動(dòng)功能測量 (GMFM)、6分鐘步行測試 (6-MWT)、計時(shí)起立行走測試 (Up&Go 測試) 和洛維特測試進(jìn)行評估,智力通過(guò)臨床總體印象 (CGI) 量表進(jìn)行評估。

四次hUC-MSCs注射后,所有評估參數均得到改善。

  1. GMFM評分的變化中位數為1.9分(IQR:0.0–8.0),與年齡相關(guān)。所有GFMCS組均觀(guān)察到了這種變化,并且在所有評估的GMFM區域中均有發(fā)現。
  2. 6-MWT上觀(guān)察到中位數增加75米,并且這與GMFM評分變化相關(guān)。
  3. Up&Go測試的時(shí)間中位數減少了2秒,并且變化與年齡、基線(xiàn)GMFM評分以及6-MWT上觀(guān)察到的差異相關(guān)。
  4. Lovett測試的結果表明肌肉強度有輕微變化。
  5. 根據CGI,75.5%(96/151)的兒童在第一次就診時(shí)病情嚴重(VI級)或嚴重病情(V級),63.6%(96/151)的患者在第五次就診時(shí)有所改善,23.8%(36/151)的患者出現改善(II級)或很大改善(I級)。

綜上所述,人臍帶間充質(zhì)干細胞的應用通常會(huì )增強功能表現,但個(gè)體反應各不相同。該療法也使殘疾程度較高的兒童受益,但效果不如最初殘疾程度較低的兒童。


二、臍帶血間充質(zhì)干細胞治療腦癱

優(yōu)勢:其免疫排斥風(fēng)險低,無(wú)需HLA配型即可使用,安全性高;可高效分泌BDNF、VEGF等因子,促進(jìn)神經(jīng)再生和血管生成;兼具抗炎、抗氧化及調節微環(huán)境的能力,為神經(jīng)修復創(chuàng )造有利條件。

2018年,我國兩家三甲醫院聯(lián)合在行業(yè)期刊《細胞移植》上發(fā)表了一篇關(guān)于《一項針對腦癱兒童的隨機、安慰劑對照的臍帶血間充質(zhì)干細胞輸注試驗》的臨床研究成果。

一項針對腦癱兒童的隨機、安慰劑對照的臍帶血間充質(zhì)干細胞輸注試驗

本次研究納入了54例腦癱患者。輸注組27例患者接受4次hUCB-MSC輸注(靜脈輸注,固定劑量5×10
7)和基礎康復治療,而對照組27例患者接受0.9%生理鹽水和基礎康復治療。

功能評估對比

兩組患者基線(xiàn)期GMFM-88總分占比(hUCB-MSC組84.99±0.85 vs 對照組85.03±0.76)及CFA總分(hUCB-MSC組66.04±1.48 vs 對照組65.70±1.37)均無(wú)統計學(xué)差異,表明基線(xiàn)狀態(tài)均衡可比。

GMFM-88評分動(dòng)態(tài)變化

  • 短期效果(3-6個(gè)月):hUCB-MSC組在治療后3個(gè)月即展現顯著(zhù)改善,5個(gè)功能領(lǐng)域(坐位、爬行、跪位等)評分均呈上升趨勢;而對照組僅在治療后24個(gè)月出現輕微改善。
  • 中長(cháng)期效果(12-24個(gè)月):hUCB-MSC組在12個(gè)月時(shí)達到臨床有效標準,24個(gè)月時(shí)療效進(jìn)一步鞏固,而對照組始終未達有效閾值。
  • 統計學(xué)差異hUCB-MSC組在治療后3、6、12、24個(gè)月的GMFM-88總分占比變化均顯著(zhù)優(yōu)于對照組,且各功能領(lǐng)域評分提升幅度持續擴大。(見(jiàn)圖1)
圖1:治療后3、6、12、24個(gè)月各功能區粗大運動(dòng)功能測量88(GMFM-88)比例的變化。
圖1:治療后3、6、12、24個(gè)月各功能區粗大運動(dòng)功能測量88(GMFM-88)比例的變化。

CFA評分動(dòng)態(tài)變化

  • 關(guān)鍵時(shí)間節點(diǎn):hUCB-MSC組在治療后6個(gè)月首次達臨床有效,12個(gè)月維持有效,24個(gè)月進(jìn)入顯著(zhù)有效階段;對照組需至24個(gè)月才勉強達到有效下限。
  • 功能領(lǐng)域改善:hUCB-MSC組各功能區CFA評分變化量均顯著(zhù)高于對照組,尤其在運動(dòng)協(xié)調、平衡能力等復雜動(dòng)作領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。(見(jiàn)圖2)
圖2:治療后3、6、12、24個(gè)月各功能區綜合功能評估(CFA)評分的變化。
圖2:治療后3、6、12、24個(gè)月各功能區綜合功能評估(CFA)評分的變化。

綜上所述,本研究證實(shí)人臍帶血間充質(zhì)干細胞(hUCB-MSC)治療腦癱患兒具有顯著(zhù)療效,在12-24個(gè)月內持續改善運動(dòng)功能(GMFM-88)和精細動(dòng)作能力(CFA),且效果優(yōu)于常規治療。高細胞劑量與早期干預進(jìn)一步放大療效,提示其通過(guò)調節神經(jīng)電活動(dòng)促進(jìn)功能修復。


三、脂肪間充質(zhì)干細胞治療腦癱

優(yōu)勢:其來(lái)源于脂肪組織,取材便捷且創(chuàng )傷小,尤其適用于兒童患者;自體移植無(wú)需配型,免疫排斥風(fēng)險極低,安全性高。

2023年,國外報告了一名14歲體重過(guò)輕的男童的病例報告,該兒童被診斷患有痙攣性腦癱并伴有嚴重的脊柱側凸表現?;颊叩牡腕w重構成了巨大的挑戰,因為這使他無(wú)法進(jìn)行擇期脊柱側凸手術(shù)。

采用多劑量自體脂肪來(lái)源的間充質(zhì)干細胞 (HB-adMSCs) 進(jìn)行治療,目的是改善患者的體重,使他能夠接受脊柱側凸手術(shù)并最終改善他的生活質(zhì)量。在近3年的過(guò)程中進(jìn)行了三十二 (32) 次反復靜脈輸注(每次約50 ×106個(gè)細胞)。

患者是一名患有痙攣性四肢癱瘓CP的14歲無(wú)語(yǔ)言男性?xún)和?,生活質(zhì)量受到嚴重影響,用盡了所有傳統治療方案,但他的病情沒(méi)有任何改善。為此患者開(kāi)始接受自體HB-adMSCs輸注。

輸液#給藥日期(日月年)細胞總數(百萬(wàn))細胞活力 (%)CD73 (%)CD29 (%)CD45 (%)CD31(%)
107/17/201957.195.1297.7100.00.060.02
208/02/201957.197.1097.0100.00.060.18
308/16/201957.194.4499.8100.00.040.10
408/30/201957.192.9999.499.90.330.86
52019/09/1257.197.6398.3100.00.170.35
62019/09/2642.996.6797.4100.00.070.23
710/11/201957.196.6098.7100.00.040.08
810/23/201957.196.4999.8100.00.090.22
92020-01-2957.196.5998.5100.00.010.10
1002/05/202057.193.9098.499.90.060.22
1103/04/202057.197.1099.5100.00.000.14
122020-04-0357.193.62100.0100.00.000.11
132020-04-3028.7 *97.1098.199.80.240.75
1405/27/202057.195.1698.9100.00.170.39
1506/25/202057.197.5893.999.50.022.18
162020-07-2357.197.8787.799.70.030.09
1708/21/202057.195.6997.899.60.080.00
182020-09-1657.198.0478.899.80.000.03
1910/14/202057.195.6196.999.90.030.03
2011/11/202057.198.6598.295.30.070.07
2112/02/202057.193.0699.099.80.000.00
2201/06/202157.197.9697.399.90.030.00
2302/03/202157.194.7780.999.80.120.02
2403/04/202157.197.0177.199.90.020.04
2504/01/202157.196.7693.396.20.221.65
262021年4月28日57.194.2398.599.90.110.03
2705/26/202157.295.5997.7100.00.160.00
2806/23/202157.190.2798.599.80.180.00
2907/23/202157.196.8899.3100.00.120.00
3008/29/202157.1100.0097.7100.00.180.00
312021年9月19日57.294.8396.999.90.060.03
3210/15/202157.191.8489.499.90.140.00
表3:輸液細節與MSC質(zhì)量控制指標。

在最初的幾次干預之后,他的體重明顯改善,最終在32次輸注后研究結束時(shí)顯著(zhù)增加(圖4)?;颊吣軌蜻_到至少80磅的所需目標。接受脊柱側彎手術(shù),體重84.2磅。在2020年6月24日第15次輸液后,在2020年12月16日(輸液后22)接受手術(shù)之前,他的體重約為100.8磅。手術(shù)成功,矯正了他的脊柱側彎。值得注意的是,他總共增加了60.4磅。

圖4:在整個(gè)試驗過(guò)程中每次輸注患者體重的變化
圖4:在整個(gè)試驗過(guò)程中每次輸注患者體重的變化

(在30個(gè)月的過(guò)程中總共進(jìn)行了32次輸注)。黑色虛線(xiàn)表示簡(jiǎn)單線(xiàn)性回歸分析,顯示患者體重變化與輸液次數之間存在統計學(xué)顯著(zhù)正相關(guān)。

此外整個(gè)治療過(guò)程中未報告與治療相關(guān)的不良事件或嚴重不良事件(SAE)。值得注意的是,他的血清瘦素水平在試驗過(guò)程中顯著(zhù)增加,與基線(xiàn) (0.5ng/ml) 相比,在研究訪(fǎng)問(wèn)結束時(shí)增加了28倍 (14ng/ml)。


四、骨髓間充質(zhì)干細胞治療腦癱

優(yōu)勢:其高度自我更新能力和多向分化潛能可定向修復受損神經(jīng)組織,通過(guò)分泌BDNF、VEGF等因子促進(jìn)神經(jīng)再生和血管生成;并且自體來(lái)源無(wú)需HLA配型,安全性高;此外兼具免疫調節功能,能抑制炎癥反應并改善微環(huán)境。

2016年,國際干細胞雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于《干細胞治療腦癱17例報告》的臨床研究結果。該研究對17名患有腦性癱瘓 (CP) 的患者進(jìn)行了骨髓間充質(zhì)干細胞的治療。

干細胞治療腦癱17例報告

本研究對15例接受干細胞治療的腦癱患者進(jìn)行療效評估(表3),結果顯示:

總體療效顯著(zhù):11名患者(73%)出現明顯改善,GMFCS評分平均提升1.3分(范圍0-3分),且無(wú)患者功能退化;6人(40%)痙攣程度減輕,常為最早改善指標,同時(shí)腸道/膀胱控制及運動(dòng)獨立性均有所提升。

認知功能進(jìn)步:6名患者(40%)認知能力顯著(zhù)改善,評估由護理人員與主治醫生聯(lián)合完成。

生活質(zhì)量提升:15人中有4人(27%)功能恢復至具備一定獨立生活能力。

安全性良好:僅觀(guān)察到輕度頭痛(12%)、短暫發(fā)熱(6%)或嘔吐(12%)等短期不良反應,全部在數日內自行消退;無(wú)癲癇、躁動(dòng)、腦膜炎等嚴重事件發(fā)生,12例(70%)未報告任何不良反應。

    研究表明,盡管樣本量有限,但數據表明骨髓間充質(zhì)干細胞治療對腦癱患者具有普遍有效性,且安全性高,尤其在運動(dòng)功能、痙攣控制及生活質(zhì)量提升方面表現突出,為臨床干預提供了有力支持。


    五、胎盤(pán)間充質(zhì)干細胞

    優(yōu)勢:其來(lái)源于新生兒胎盤(pán)組織,采集無(wú)創(chuàng )且來(lái)源豐富,對母嬰均無(wú)損傷;細胞本身具有極低的免疫原性,可降低排斥風(fēng)險,適合異體移植。

    但胎盤(pán)細胞分離成本高,工業(yè)化制備難度大,臨床數據有限,目前僅限實(shí)驗性應用。


    六、不同來(lái)源間充質(zhì)干細胞治療腦癱對比總結

    綜上所述,不同來(lái)源的間充質(zhì)干細胞(MSCs)在腦癱治療中各有特點(diǎn):

    臍帶/臍帶血MSCs因來(lái)源無(wú)創(chuàng )、免疫原性低且分泌神經(jīng)營(yíng)養因子能力強,成為主流選擇,多項臨床試驗均證實(shí)其顯著(zhù)改善運動(dòng)功能(GMFM評分)、痙攣控制及生活質(zhì)量;

    骨髓MSCs雖具備強修復潛能和自體移植安全性?xún)?yōu)勢,但需骨髓穿刺取材,限制了普及;

    脂肪MSCs操作便捷(吸脂術(shù)獲?。?,個(gè)案顯示可輔助體重管理及手術(shù)干預;

    胎盤(pán)MSCs與臍帶類(lèi)似,但分離成本高且工業(yè)化難度大,尚處于實(shí)驗階段。

    總體而言,臍帶/臍帶血MSCs因療效明確、安全性高,當前應用最廣,未來(lái)需結合精準劑量及聯(lián)合療法進(jìn)一步優(yōu)化方案。


    七、間充質(zhì)干細胞治療腦癱的局限性

    療效不穩定:效果因人而異,部分患者運動(dòng)功能改善明顯,但對認知、語(yǔ)言等非運動(dòng)癥狀作用有限。

    機制不明確:最佳治療劑量、時(shí)間和方式缺乏統一標準。

    需要重復輸注:部分患者可能出現療效減退,需重復治療。

    標準化困難:不同來(lái)源的細胞制備流程差異大,臨床研究樣本量小。

    成本與倫理問(wèn)題:治療費用高昂,部分來(lái)源(如胎盤(pán))存在倫理爭議。

      結語(yǔ)

      臍帶/臍血間充質(zhì)干細胞因其安全性、易獲取性和明確療效,成為當前間充質(zhì)干細胞治療腦癱治療的首選;骨髓來(lái)源MSCs則適用于軸突修復需求較高的腦癱患者;脂肪來(lái)源的MSCs在抗炎和肌肉再生方面具潛力。未來(lái)需通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新(如基因編輯、靶向遞送)和個(gè)體化治療方案設計,進(jìn)一步釋放不同來(lái)源MSCs的治療潛力。

      相關(guān)閱讀間充質(zhì)干細胞治療腦癱患者的5大核心作用機制揭秘

      參考資料:

      Chro?cińska-Kawczyk, M., Zdolińska-Malinowska, I. & Boruczkowski, D. The Impact of Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells on Motor Function in Children with Cerebral Palsy: Results of a Real-world, Compassionate use Study.?Stem Cell Rev and Rep?20, 1636–1649 (2024). https://doi.org/10.1007/s12015-024-10742-2

      Huang L, Zhang C, Gu J, et al. A Randomized, Placebo-Controlled Trial of Human Umbilical Cord Blood Mesenchymal Stem Cell Infusion for Children With Cerebral Palsy. Cell Transplantation. 2018;27(2):325-334. doi:10.1177/0963689717729379

      Vij R、Kim H、Park H、Cheng T、Lotfi D 等。(2023) 多劑量希望生物科學(xué)-脂肪來(lái)源的間充質(zhì)干細胞 (HB-adMSC) 治療腦癱患者:病例報告。Int J Stem Cell Res Ther 9:078。doi.org/10.23937/2469-570X/1410078

      DOI:https ://doi.org/10.15283/ijsc.2016.9.1.90

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