近日,全球著(zhù)名期刊《elsevier》旗下子刊《Brain and Spine》發(fā)表了一篇關(guān)于“干細胞治療人脊髓損傷:近期臨床研究回顧”綜述。該綜述概述了近10年不同來(lái)源干細胞治療脊髓損傷的臨床研究與療效分析,并探討了未來(lái)可能出現的潛在進(jìn)展。
脊髓損傷(SCI)是一種毀滅性疾病,可能導致一個(gè)健康個(gè)體瞬間癱瘓,幾乎沒(méi)有自發(fā)恢復機會(huì )(SCI進(jìn)展如圖2所示)。據世界衛生組織估計,2024年全球有超過(guò)1500萬(wàn)人受到SCI影響。
SCI主要由創(chuàng )傷(如跌倒、交通事故、運動(dòng)傷害和暴力)和非創(chuàng )傷性原因(如退行性疾病、血管疾病和腫瘤)引起。隨著(zhù)人口老齡化,預計因輕微傷害(如地面跌倒)導致的SCI患者會(huì )越來(lái)越多,這是由于潛在的脊柱退行性病變和椎管狹窄所致。
SCI治療藥物:目前多種潛在藥物,包括糖皮質(zhì)激素、利魯唑、肝細胞生長(cháng)因子和粒細胞集落刺激因子等,都被認為是SCI可能的治療選擇,但關(guān)于其有效性結論并沒(méi)有得到很好支持,這反映出了SCI復雜病理。
SCI治療難點(diǎn):由于脊髓結構脆弱,即使損傷位置的輕微偏差也會(huì )顯著(zhù)影響癥狀,肢體損傷、器官損傷、康復方法和程度、心理狀況以及既往病史都可能進(jìn)一步影響治療結果。因此,為了在SCI臨床試驗中獲得可靠結果,招募大量患者或進(jìn)行嚴格排除標準臨床試驗至關(guān)重要。
再生療法:自2000年以來(lái),SCI再生療法臨床研究不斷增加,并取得了顯著(zhù)進(jìn)展。據了解,日本已有一種再生醫學(xué)產(chǎn)品(Stemirac)被批準用于亞急性SCI,它是全球首個(gè)獲得國民醫保覆蓋的SCI治療藥物,其原材料來(lái)自患者自體骨髓液和血清。
由于這是一項有條件且有時(shí)間限制的藥物批準,日本只有少數醫院使用Stemirac,并且治療后長(cháng)達1年的數據仍在收集中。但該療法僅限于損傷后31天內急性期患者,這使許多慢性SCI患者無(wú)法獲得該療法益處。
在此背景下,細胞移植作為一種新的治療方法備受關(guān)注,目前已開(kāi)展了大量SCI細胞療法臨床研究,盡管尚未取得普遍認可的突破,但已報告了針對亞急性SCI患者的良好結果。
細胞移植途徑(圖1)和優(yōu)缺點(diǎn):主要有3個(gè)移植途徑,包括病灶內、鞘內和靜脈滴注。病灶內注射難度高且可能加重癱瘓風(fēng)險,依賴(lài)外科醫生技術(shù);鞘內注射風(fēng)險較低,細胞通過(guò)腦脊液擴散,成功遷移至損傷部位且存活的比例較小,適用于大面積損傷;靜脈滴注風(fēng)險小,但細胞易滯留肺部。
該綜述概述了細胞療法最新研究進(jìn)展,重點(diǎn)關(guān)注參與臨床研究的SCI患者,并系統分析了不同來(lái)源細胞療法治療SCI的安全性和有效性。
研究者通過(guò)Pubmed數據庫,使用關(guān)鍵詞“細胞移植”和“脊髓損傷”,并以“臨床試驗”和“過(guò)去10年”作為篩選條件,檢索出34篇文獻,排除7篇被認為不相關(guān)文獻。在剩余27篇文獻中,根據其高影響因子、科學(xué)重要性和原創(chuàng )性,選擇17篇進(jìn)入最終數據分析。
一、人胎兒神經(jīng)干細胞(NSC)臨床研究
2006年,StemCells公司開(kāi)發(fā)的人類(lèi)胎兒(孕16-20周)中樞神經(jīng)系統干細胞系(HuCNS-SC®)首次被用于SCI移植,作為一項1/2期臨床試驗一部分,該試驗納入12例慢性胸部損傷患者,報告了長(cháng)達6年隨訪(fǎng)安全性數據。
在隨后一項隨機、單盲、II期劑量遞增研究中,12名慢性頸椎SCI患者接受1500-4000萬(wàn)個(gè)NSC移植。研究結果證實(shí)了早期安全性,并觀(guān)察到上肢運動(dòng)功能改善趨勢,但由于改善程度低于申辦方設定的臨床療效閾值,導致研究提前終止。
2013年,另一項1期臨床試驗中使用人胎兒脊髓來(lái)源的神經(jīng)干細胞/干細胞(NSI-566)治療4名慢性胸椎SCI患者,并在12周后接受免疫抑制劑治療。長(cháng)達27個(gè)月隨訪(fǎng)顯示,該移植方案是安全的,1名患者感覺(jué)和運動(dòng)功能得到改善,另2名患者隨意肌活動(dòng)增加。
二、人胚胎干細胞(ESC)臨床研究
2010年,5例SCI患者在損傷后7-14天內接受人ES細胞衍生的少突膠質(zhì)細胞祖細胞(LTCOPC1)治療,并聯(lián)合低劑量他克莫司治療60天。作為第一個(gè)使用ES細胞的人體1期臨床試驗,引起了全球關(guān)注。10年隨訪(fǎng)數據顯示,沒(méi)有與LCTOPC1相關(guān)的嚴重不良事件(SAE)。
2015年-2017年,進(jìn)行的1/2期劑量遞增多中心臨床試驗中,共招募25名SCI患者,在損傷后21-42天接受不同劑量的LCTOPC1。根據國際SCI神經(jīng)分類(lèi)標準(ISNCSCI),95.5 %患者至少一項運動(dòng)水平較基線(xiàn)有所改善,且改善程度與細胞劑量之間沒(méi)有相關(guān)性。
三、iPS細胞臨床研究
2021年,日本學(xué)者首次使用來(lái)自供體 iPS 細胞治療SCI,共納入4名患者,損傷范圍從C3/4至T10,在受傷后24天內入組。首例患者于2020年接受移植,并于2024年11月報告研究完成,目前未觀(guān)察到與治療相關(guān)SAE。
使用iPS細胞的一個(gè)擔憂(yōu)是由于遺傳突變和遺傳不穩定性,它們可能會(huì )表現出異常增殖,為了降低移植后異常增殖風(fēng)險,對使用的細胞進(jìn)行了嚴格檢查,包括染色體分析、基因分析和體內評估。此外,還使用了γ-分泌酶抑制劑來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)細胞分化。
四、間充質(zhì)干細胞(MSC)臨床研究
由于MSCs來(lái)源比其它細胞更易獲得,目前已有多項MSC治療SCI的臨床試驗正在進(jìn)行或已完成,其中一些已進(jìn)入2期或3期,以下列舉了部分臨床案例。
2016年,一項1/2臨床研究(NCT01909154) 中,12例慢性完全性SCI患者(平均病程13.86年)接受了4次病灶內和鞘內注射BM-MSC移植,治療后患者的運動(dòng)、感覺(jué)、性功能及膀胱控制均有改善,部分疼痛和痙攣癥狀減輕。
2016年,一項III期臨床試驗中,16例SCI患者接受自體BM-MSC移植,術(shù)后3例顯示神經(jīng)功能狀態(tài)改善(1例患者右側C8節段從1級改善至3級,1例患者雙側C6節段從3級改善至4級,1例患者右側C8節段從0級改善至1級),2例神經(jīng)功能改善的患者通過(guò)擴散張量成像顯示脊髓束的連續性,沒(méi)有相關(guān)不良反應發(fā)生。
2021年,一項2期臨床試驗納入13名患者,MSC輸注6個(gè)月后,有12名患者根據AIS顯示出神經(jīng)功能改善。5名AIS-A患者改善為AIS-B(3/6)或AIS-C(2/6),2名AIS-B患者改善為AIS-C(1/2)或AIS-D(1/2),5名AIS-C患者改善為AIS-D(5/5)的功能狀態(tài)。ISCSCI-92、SCIM-III的評估也表明,與輸注前評分相比,輸注后功能也有所改善。
2024年,一項針對SCI的1/2a臨床研究中,10名B1/B2頸椎SCI患者接受單次同種異體CL2020細胞(一種由人MSC生成的Muse細胞產(chǎn)品)輸注后,與基線(xiàn)數據相比,ISNCSCI運動(dòng)評分、日常生活活動(dòng)和生活質(zhì)量評分的變化顯示出統計學(xué)顯著(zhù)性改善。
細胞療法現狀:截至2024年8月,FDA已批準39種細胞或基因療法產(chǎn)品,但這些產(chǎn)品均未針對神經(jīng)系統疾病,這凸顯了治療這些疾病的難度,盡管復雜且具有挑戰性,但利用細胞移植治療SCI仍然是醫學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。
由于開(kāi)發(fā)細胞制劑成本高昂,且缺乏明確的療效標準,一些制藥公司已退出SCI再生藥物的研發(fā),研發(fā)成本和監測功能改善的挑戰是每個(gè)實(shí)驗室都要面臨的問(wèn)題,這凸顯了創(chuàng )新方法的迫切需求。
未來(lái)發(fā)展方向:缺乏詳細流行病學(xué)數據是SCI研究的一個(gè)限制因素,人工智能可以填補這些數據空白,并有助于解讀臨床研究的結果,功能性磁共振成像和髓鞘成像等成像技術(shù)的進(jìn)步也有助于評估功能變化。其與細胞移植療法的結合前景樂(lè )觀(guān),未來(lái)新策略的開(kāi)發(fā)將推動(dòng)該領(lǐng)域邁向新高度,并促進(jìn)神經(jīng)系統疾病的成功治療。
參考資料:
Keiko Sugai et al.Stem cell therapies for spinal cord injury in humans: A review of recent clinical research.10.1016/j.bas.2025.104207.Brain and Spine 5 (2025) 104207.
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