全球每100名兒童中就有1名患有自閉癥譜系障礙（ASD），干細胞治療為其提供了新的干預方向，并首次揭示了臨床癥狀改善與大腦結構變化的內在聯(lián)系。

近年研究發(fā)現，ASD患兒在早期就表現出白質(zhì)結構的異常發(fā)育。一些研究觀(guān)察到，患兒在6個(gè)月時(shí)就已經(jīng)出現白質(zhì)發(fā)育的差異軌跡，其特征是早期分數各向異性（FA）增加，隨后白質(zhì)發(fā)育減緩。

而大齡自閉癥和成人患者則表現為FA減少。這種白質(zhì)發(fā)育差異與自閉癥的嚴重程度密切相關(guān)，無(wú)論是在社交領(lǐng)域還是重復行為領(lǐng)域。

干細胞治療自閉癥新發(fā)現：臨床癥狀改善與大腦白質(zhì)束變化相關(guān) | 機制探索

近期，杜克大學(xué)研究人員在《干細胞轉化醫學(xué)》（STEM CELLS TRANSLATIONAL MEDICINE）發(fā)表了一項開(kāi)創(chuàng )性研究，通過(guò)I期開(kāi)放標簽試驗首次探討了干細胞治療自閉癥后臨床癥狀改善與大腦結構連接變化的關(guān)系。

01 白質(zhì)發(fā)育異常與自閉癥的關(guān)系

大腦白質(zhì)由神經(jīng)纖維束組成，負責連接不同腦區，促進(jìn)信息傳遞和整合。在A(yíng)SD患兒中，白質(zhì)發(fā)育異常已成為公認的神經(jīng)病理特征。

研究表明，ASD患兒的白質(zhì)發(fā)育軌跡與典型發(fā)育兒童存在顯著(zhù)差異。早期表現為分數各向異性（FA）值異常增高，表明白質(zhì)纖維過(guò)早成熟；隨后卻出現發(fā)育減緩，導致后期FA值反而低于正常水平。

這種異常發(fā)育模式影響了大腦各區域間的有效連接，可能導致ASD核心癥狀的出現，如社交溝通障礙和重復刻板行為。

02 研究設計與患者特征

這項已在ClinicalTrials.gov注冊的臨床試驗共納入了25名ASD參與者，其中23人完成了基線(xiàn)、6個(gè)月和12個(gè)月的訪(fǎng)視，19人提供了高質(zhì)量、無(wú)偽影的MRI數據用于最終分析。

這19名參與者的平均年齡為53.95個(gè)月，平均非語(yǔ)言發(fā)育商數為58，各模塊的平均ADOS-2嚴重程度評分為8，屬于中重度自閉癥表現。

研究方法獲得患兒家屬和杜克醫院機構審查委員會(huì )的批準后，醫護人員將制備好的自體臍帶血干細胞（細胞量為1×10?/kg）回輸至患兒體內。術(shù)后3、6、9和12個(gè)月分別對患兒進(jìn)行臨床評估和MRI掃描。

03 行為改善與腦連接增強的相關(guān)性

研究發(fā)現，①表1和圖2總結了研究結果。所有三種行為結果指標的改善與特定腦區之間連接性的增強顯著(zhù)相關(guān)：

• VABS-SS（文蘭適應行為量表）、CGI-I（臨床總體印象-改善量表和EOWPVT（表達性詞匯測試）?的改善與額極和蒼白球之間的連接性增強相關(guān)
• VABS-SS和EOWPVT?的改善與左半球上顳葉皮層和殼核之間的連接性增強相關(guān)
• 社交能力和整體臨床評分的改善（通過(guò)VABS-SS和CGI-I測量）與顳下皮層和顳上皮層之間的連接性增強相關(guān)
• 溝通能力和整體臨床改善（通過(guò)EOWPVT和CGI-I測量）與額極和顳極之間連接性的增強相關(guān)

這些發(fā)現首次提供了直接證據，表明干細胞治療帶來(lái)的行為改善有明確的神經(jīng)生物學(xué)基礎。

04 年齡對治療效果的影響

研究發(fā)現，年齡因素是影響治療效果的重要變量。所識別連接的子集與基線(xiàn)年齡呈顯著(zhù)負相關(guān)（表2），表明年齡較小的兒童從治療中獲益更多。

具體而言，年齡較小的兒童在以下腦區之間的連接性增加更為顯著(zhù)：

• 梭狀皮質(zhì)和顳上皮層
• 丘腦和海馬體
• 左半球的顳極和蒼白球
• 右半球上顳葉皮層和蒼白球

即使在控制基線(xiàn)年齡因素后，VABS-SS較高水平的改善仍然與丘腦和海馬之間的連接性增加顯著(zhù)相關(guān)，表明白質(zhì)連接性的增強確實(shí)是行為改善的基礎。?

05 認知功能與治療反應的關(guān)系

研究還發(fā)現，兒童的認知功能水平（非語(yǔ)言智商）?與連接子集的連接性增強呈正相關(guān)（表3）。

更高的認知能力與左半球顳上皮層和殼核、梭狀回和顳中皮層之間白質(zhì)連接性的增加有關(guān)。

在控制兒童認知功能后，溝通能力的改善和整體臨床改善之間的關(guān)系（通過(guò)EOWPVT和CGI-I測量）以及額葉和顳極之間的連通性增加仍然顯著(zhù)，CGI-I在右半球改善仍然顯著(zhù)。

這表明基線(xiàn)認知功能水平可能作為預測治療反應的生物標志物。

06 研究意義與臨床價(jià)值

這項研究的突破性發(fā)現在于，它首次證實(shí)了自體臍帶血干細胞輸注后，ASD患兒社交溝通技巧的顯著(zhù)改善和臨床癥狀減輕與邊緣系統、額葉、顳葉和基底神經(jīng)節神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的神經(jīng)元連接性增加有關(guān)。

鑒于A(yíng)SD固有的異質(zhì)性，識別可能有助于預測和測量治療效果的生物標志物非常重要。這些發(fā)現為開(kāi)發(fā)客觀(guān)的生物學(xué)指標來(lái)評估治療效果提供了重要依據。

研究結果支持了干細胞治療通過(guò)促進(jìn)大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )重組和優(yōu)化來(lái)改善ASD癥狀的假說(shuō)，為未來(lái)更大規模的臨床試驗設計提供了方向。

07 未來(lái)研究方向

基于這些發(fā)現，未來(lái)研究應當關(guān)注：

• 不同年齡階段患兒的最佳治療窗口期
• 認知功能水平作為治療反應預測指標的有效性
• 多次治療是否能夠進(jìn)一步促進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化
• 長(cháng)期隨訪(fǎng)以確定連接性改變的持久性
• 結合行為干預和干細胞治療的協(xié)同效應

08 總結

杜克大學(xué)的研究表明，干細胞治療不僅改善自閉癥患兒的行為癥狀，還直接促進(jìn)大腦關(guān)鍵神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的結構重組。

年齡較小、認知功能較好的患兒表現出更好的治療反應，這為個(gè)體化治療策略提供了重要依據。隨著(zhù)研究的深入，干細胞治療有望成為ASD綜合干預的重要組成部分。

參考資料：

Kimberly L. H. Carpenter, Samantha Major, Catherine Tallman, Lyon W. Chen,Lauren Franz, Jessica Sun, Joanne Kurtzberg, Allen Song, Geraldine Dawson.White Matter Tract Changes Associated with Clinical Improvement in an Open-Label Trial Assessing Autologous Umbilical Cord Blood for Treatment of Young Children with Autism. DOI:10.1002/sctm.18-0251.

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