腦卒中是全球死亡和殘疾的主要原因，缺血性中風(fēng)占中風(fēng)的80%以上。在美國，估計約有700萬(wàn)成年人有中風(fēng)病史，約占人口的 2.5%。目前有效的治療方法包括再灌注療法，例如重組組織纖溶酶原激活劑；但這必須在有限的時(shí)間窗口內進(jìn)行（中風(fēng)發(fā)作后4.5小時(shí)內）；因此，只有2-4%的患者從中受益。中風(fēng)后殘疾帶來(lái)嚴重的社會(huì )和經(jīng)濟負擔；很少有人自發(fā)康復，很多人永久殘疾。傳統的康復治療往往收效甚微。

受損的中樞神經(jīng)系統 (CNS) 自我修復的能力是有限的，因此尋找促進(jìn)恢復的替代方法將徹底改變中風(fēng)治療。干細胞療法是一種新型療法，有望替代急性期溶栓和慢性期康復。神經(jīng)干細胞 (NSC) 和神經(jīng)干/祖細胞 (NSPC) 被認為是建立干細胞庫的理想候選者，干細胞庫可以為修復神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和血管重塑提供持續供應的神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞。

使用神經(jīng)干細胞進(jìn)行移植治療腦卒中具有四個(gè)被廣泛接受的優(yōu)點(diǎn)：

（1）比胚胎干細胞（ESCs）具有更高的腦樣相似性；神經(jīng)干細胞可以分裂和分化成與其周?chē)h(huán)境中的細胞相對應的細胞類(lèi)型，并且它們的形態(tài)和功能與附近的宿主細胞非常相似。

(2) 比間充質(zhì)干細胞更容易遞送；中樞神經(jīng)系統具有特殊的結構，即血腦屏障 (BBB)，使外源性“種子細胞”難以進(jìn)入，而常規移植到室管膜下區或齒狀回的神經(jīng)干細胞具有“占位符”效應。

(3) 比神經(jīng)元類(lèi)似物更低的排斥反應；即使對于移植的個(gè)體間或物種神經(jīng)干細胞，免疫排斥也極為罕見(jiàn)。

(4) 較強的趨化性和遷移能力；神經(jīng)干細胞具有遷移到受損部位的能力。

本綜述總結了近期發(fā)表的研究成果，重點(diǎn)關(guān)注神經(jīng)干細胞來(lái)源、和機制以及臨床試驗，旨在為治療干預提供決策依據，并為未來(lái)神經(jīng)干細胞移植治療腦卒中推向臨床應用的研究方向提供建議。

神經(jīng)干細胞的類(lèi)型和來(lái)源

胚胎干細胞衍生的神經(jīng)干細胞系（胚胎供體）：這些細胞系是源自早期胚胎或胚胎神經(jīng)組織的NSC。早期ESC是受精后5-7天、植入子宮之前胚泡中的未分化細胞。它們是全能干細胞，具有發(fā)育成任何細胞類(lèi)型的能力。部分外胚層會(huì )分化成神經(jīng)系統的細胞。

成人腦神經(jīng)干細胞系（成人供體）：人腦中有兩個(gè)主要的神經(jīng)源性生態(tài)位，即腦室下區 (SVZ) 和亞顆粒區，可以從中獲得成人NSC。

誘導多能干細胞衍生的神經(jīng)干細胞：高橋等人成功將人類(lèi)細胞重編程為誘導多能干細胞（iPSC），這些細胞已成為理想的自體移植細胞資源。移植的iPSC-NSCs在中風(fēng)治療中的優(yōu)勢很多，例如增強運動(dòng)感覺(jué)功能、減少梗死面積、促進(jìn)軸突發(fā)育、促進(jìn)血管生成和調節炎癥因子。

目前神經(jīng)干細胞移植治療腦卒中的臨床級產(chǎn)品有哪些

已在臨床試驗中探索了轉基因干細胞系。修飾的細胞系可以在體外以穩定的速率無(wú)性繁殖，形成永生化細胞系。永生化細胞系具有增殖能力強、對環(huán)境適應性好、細胞身份易控制和同化入人體組織等優(yōu)點(diǎn)。

CTX0E03：CTX0E03是一種人類(lèi)神經(jīng)干細胞系，已使用與突變雌激素受體融合的條件永生化c-MYC基因進(jìn)行基因修飾。無(wú)血清生產(chǎn)的CTX0E03被認為是最有希望的治療級人類(lèi)神經(jīng)干細胞系。

Sinden等人的評論詳細介紹了CTX細胞治療從實(shí)驗室起源到臨床進(jìn)展的全過(guò)程。人類(lèi)神經(jīng)干細胞 (CTX0E03) 的移植促進(jìn)了中風(fēng)患者的顯著(zhù)行為恢復?；謴统潭扰c細胞劑量和旁分泌機制呈正相關(guān)（表格1）。

代號	初始來(lái)源	處理方法	細胞來(lái)源	臨床前研究證據	臨床試驗	疾病	限制	參考
CTX0E3	同種異體	用c-mycER轉染	永生化人類(lèi)神經(jīng)干細胞系	神經(jīng)發(fā)生和血管發(fā)生（外泌體）	NCT01151124	慢性缺血性中風(fēng)	入學(xué)后長(cháng)期恢復	Stroemer等人2009年； Kalladka等人2016年
NT2N	同種異體	視黃酸處理后的體外神經(jīng)元表型	克隆人畸胎癌細胞系	多巴胺能表型	納爾遜等人。(2002)	PD、HD、外傷	腫瘤形成經(jīng)歷；凋亡樣細胞死亡；對中風(fēng)的治療影響可忽略不計	Borlongan等人1998年； 赫爾伯特等人1999年； 貝克等人2000年；尼爾森等人2002年
SB623	同種異體	含有Notch-1胞內結構域的轉染表達載體	骨髓間充質(zhì)干細胞	神經(jīng)營(yíng)養、血管生成和神經(jīng)保護作用	NCT01287936	慢性穩定性中風(fēng)和外傷	更少的研究和試驗；非隨機設計	Dezawa等人2004年； 斯坦伯格等人2016年
NSI-566	同種異體	未經(jīng)基因改造的單個(gè)胎兒脊髓	原代貼壁人神經(jīng)干細胞系	與宿主組織整合；免疫抑制作用	NCT03296618	肌萎縮側索硬化癥、脊髓損傷	較少的臨床試驗	Glud等人2016年； 柯蒂斯等人2018年； 張等人2019a

NT2N：NT2N (hNT) 細胞是源自克隆人畸胎癌細胞系的神經(jīng)元，在體外視黃酸處理后獲得永久性的有絲分裂后神經(jīng)元表型，并已顯示在體內形成操作性突觸和分泌神經(jīng)遞質(zhì)。

SB623：SB623細胞是通過(guò)用編碼人NOTCH1細胞內結構域的表達載體瞬時(shí)轉染間充質(zhì)干細胞而開(kāi)發(fā)的，并且已顯示在實(shí)驗性局灶性缺血后遞送至嚙齒動(dòng)物大腦后可減少病變體積并促進(jìn)功能恢復。

NSI-566：NSI-566是一種來(lái)自單個(gè)胎兒脊髓的穩定的初級貼壁人-NSC 系，未經(jīng)基因改造，已獲得美國食品和藥物管理局的臨床試驗授權。它在完成的II期肌萎縮側索硬化癥和I期脊髓損傷試驗中顯示出良好的安全性和耐受性。

神經(jīng)干細胞移植治療腦卒中的作用機制

歸巢和細胞更換：歸巢是神經(jīng)祖細胞 (NPC)/NSC 利用趨化性移動(dòng)到損傷部位的過(guò)程。

旁分泌作用：隨著(zhù)研究的進(jìn)展，用干細胞替代丟失的神經(jīng)元被證明不是主要的神經(jīng)重塑機制，因為干細胞替代不能完全解釋在體內實(shí)驗中觀(guān)察到的現象。

旁分泌證據：首先，示蹤方法表明，歸巢干細胞的數量遠小于移植的干細胞數量，通過(guò)動(dòng)靜脈途徑注射的細胞仍然可以發(fā)揮作用。此外，人們認為血管通路中的干細胞很少通過(guò)BBB。其次，細胞替代機制不能解釋早期NSC移植的功效；神經(jīng)細胞的分化、突觸的重建和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的重排很難在短時(shí)間內完成。

旁分泌囊泡：細胞外囊泡被認為是介導受損腦組織恢復的關(guān)鍵。外泌體和microRNA (miR) 的發(fā)現為大腦重塑過(guò)程和細胞修復機制提供了基礎。

炎癥效應：繼發(fā)性炎癥加劇中風(fēng)后少突膠質(zhì)細胞死亡，和含有內源性T調節細胞的干細胞可以調節成纖維細胞生長(cháng)因子和白細胞介素6的水平并抑制白質(zhì)損傷。調節炎癥反應的關(guān)鍵步驟是抑制小膠質(zhì)細胞的活化。

神經(jīng)干細胞移植治療腦卒中的臨床試驗概述

臨床試驗比動(dòng)物模型實(shí)驗更難推進(jìn)。自2020年4月20日以來(lái)，已有88項中風(fēng)臨床試驗在ClinicalTrials.gov注冊。在涉及神經(jīng)干細胞的六項研究中，三項已公布了結果。還有兩項針對兒童缺氧缺血性腦病和缺血相關(guān)性腦癱的神經(jīng)干細胞移植的臨床試驗。表2）。

使用神經(jīng)干細胞治療中風(fēng)的臨床試驗（主動(dòng)和募集）

NCT number	Tittle	Status	Interventions	Study type	Outcome measure	Population	Sponsor	Process observed
NCT03296618	Intracerebral transplantation of neural stem cells for the treatment of ischemic stroke	Active (completed)	NSI-566: A group: 1.2 × 107; B group: 2.4 × 107; C group: 7.2 × 107	Interventional (one-time intra-cerebral injections)	AE & NIHSS & mRS, MMSE, FMMS	Enrollment: 9; age: 33–65 yr (150–743 d post-stroke)	Suzhou Neuralstem Biopharmaceuticals Neuralstem Inc.	NP; NG; MR; VR
NCT03725865	A clinical study of iNSC intervent cerebral hemorrhagic stroke	Not yet recruiting	iNSCs	Interventional	Emergent AE	Enrollment:12; age: 30–65 yr; sex: both	Allife Medical Science and Technology Co. Ltd.	NP; NG; MR; VR
NCT01151124	Pilot investigation of stem cells in stroke	Active (completed)	CTX0E03 (NSCs), single doses of 2 million, 5 million, 10 million, or 20 million cells	Intervention (stereotactic ipsilateral putamen injection)	AE&BI& MMSE, mRS, EQ-5D	Enrollment: 12; age: 60–85 yr (29 mon post-stroke); sex: male	ReNeuron Limited (Division of Clinical Neurosciences, Glasgow)	NP; NG; MR; VR
NCT03629275	Investigation of neural stem cells in ischemic stroke	Recruiting	Combination product: CTX0E03 drug product and delivery device; Drug: placebo	Intervention	mRS at 6 mon BI; basic mobility changing and TUG, CAHAI & SDMT & COWAT & MNT & MCA	Enrollment: 110; Age: 35–75 yr (adult, older adult); aex: both	ReNeuron Limited (University of California, Irvine, CA, USA)	NP; NG; MR; BN; VR
NCT02854579	Neural progenitor cell and paracrine factors to treat hypoxic ischemic encephalopathy	Active (completed)	Biological: NPC; Biological: paracrine factors; Biological: progenitor cell and paracrine factors	Interventional; intra-cerebral injections	Neonatal behavioral assessment; adverse events; Bayley score; Peabody development measure scale; MRI or CT	Enrollment:120; age: up to 14 d (child); sex: both	Navy General Hospital, Beijing, China	NP; NG; MR; BN; VR
NCT02117635	Pilot investigation of stem cells in stroke phase II efficacy	Complete	Biological: CTX DP	Interventional	ARAT and after CTX; NIHSS; RFA & BI after CTX; Safety/ Tolerability; FMMS after CTX	Enrollment: 23; age: 40 yr older (adult, older adult); sex: both	ReNeuron Limited (Queen Elizabeth Hospital, Birmingham, UK)	NP; NG; MR; VR;
NCT04047563	Efficacy of sovateltide (PMZ-1620) in patients of acute ischemic stroke	Recruiting	Drug: PMZ-1620 (sovateltide) along with standard treatment	Interventional, phase 3	NIHSS/mRS; change in quality-of-life; change in Stroke-Specific Quality of Life	Enrollment: 110; age: 18–78 yr (adult, older adult); sex: both	Pharmazz, Inc.	NP; NG; MR; VR
NCT03005249	Neural stem cells therapy for cerebral palsy	Recruiting	Biological: NSC	Interventional, intranasal administration	GMFM-88 score; Fine Motor Function Measure score; modified Ashworth Scale score; AEEG/ MRI/EMG	Enrollment: 20; age: 1–12 yr (child); cerebral palsy	The First Affiliated Hospital of Dalian Medical University, Dalian, China	NP; NG; MR; VR

AE：不良事件；AEEG：振幅綜合腦電圖；ARAT：行動(dòng)研究手臂測試；BI：巴塞爾指數；BN：大腦網(wǎng)絡(luò )；CAHAI：Chedoke 手臂和手部活動(dòng)量表；COWAT：受控的口語(yǔ)聯(lián)想任務(wù)（語(yǔ)言技能）；CTX：CTX0E03，人類(lèi)NSC系；DP：藥品；肌電圖：肌電圖；EQ-5D：EuroQol-5D；FMMS：Fugl-Meyer 運動(dòng)評分；GMFM-88：粗大運動(dòng)功能測量?jì)x-88；iNSC：誘導的 NSC；MCA：蒙特利爾認知評估（語(yǔ)言技能）；MMSE：簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查；MNT：多語(yǔ)言命名測試（語(yǔ)言技能）；MR：髓鞘修復；mRS：改良Rankin量表；NG：神經(jīng)突生長(cháng)；NIHSS：美國國立衛生研究院卒中量表；NP：神經(jīng)元極性；NPC：神經(jīng)祖細胞；NSCs：神經(jīng)干細胞；射頻識別：Rankin 重點(diǎn)評估；SDMT：符號數字模式測試（語(yǔ)言技能）；TUG：定時(shí)啟動(dòng)測試；VR：血管再生。

NCT01151124是近年來(lái)干細胞治療腦卒中最有影響的臨床研究之一。CTX0E03細胞的良好功效和安全性為人類(lèi)神經(jīng)干細胞移植項目的開(kāi)展提供了足夠的信心。由ReNeuron (PISCES-III) 公司主持的NCT03629275研究將包括比NCT01151124試驗（12個(gè)中心，預計110名患者）更多的參與者，以進(jìn)一步證明CTX0E03細胞的臨床效果。

需要注意的是，ReNeuron還為中風(fēng)患者使用了人胎神經(jīng)干細胞移植，并且在I期和II期研究中未發(fā)現細胞相關(guān)或免疫學(xué)不良事件（分別為11和42名患者）。然而，從Steinberg等人的SB623移植試驗的積極結果來(lái)看。招募了18名穩定的慢性卒中患者，還應該認識到，盡管具有長(cháng)期療效，但移植的安全性不容忽視。

使用NSI-566細胞進(jìn)行的NCT03296618研究最近發(fā)表了令人鼓舞的結論，這些細胞以前曾在脊髓損傷方面進(jìn)行過(guò)臨床試驗（Curtis 等人，2018年）。三個(gè)隊列被一次性腦內注射1.2×107、2.4× 107或7.2 ×107的NSI-566細胞移植，用于治療慢性運動(dòng)性卒中導致的偏癱，以確定未來(lái)試驗的最大耐受劑量。用他克莫司進(jìn)行免疫抑制治療28天。12個(gè)月后，9名參與者的平均Fugl-Meyer運動(dòng)評分顯示改善16點(diǎn)（P=0.0078），平均改良Rankin量表顯示改善0.8點(diǎn)，平均美國國立衛生研究院卒中量表顯示改善3.1個(gè)點(diǎn)。在24個(gè)月的隨訪(fǎng)中，這些變化保持穩定。

神經(jīng)干細胞移植治療腦卒中目前面臨的問(wèn)題

細胞來(lái)源：盡管取得了積極的成果，但神經(jīng)干細胞的臨床應用卻很困難。神經(jīng)干細胞臨床試驗中遇到的問(wèn)題之一是細胞來(lái)源。自體細胞的排斥相對不常見(jiàn)，但與胎兒神經(jīng)干細胞相比，成人神經(jīng)干細胞的數據非常有限，缺乏系統表征和提取部位的差異。

時(shí)間：移植時(shí)間是否應選擇在卒中急性期（24-72小時(shí)內）尚有爭議。在此期間接收者的狀態(tài)很難估計。在卒中恢復期和慢性卒中期（卒中后90天）可提倡神經(jīng)干細胞治療?？傊?，神經(jīng)干細胞移植時(shí)間最有可能在受傷后一百天左右最有益。目前進(jìn)行的所有I期臨床試驗都假設治療期越長(cháng)，細胞對人身安全構成的風(fēng)險就越小。

評估移植途徑和細胞劑量：不同給藥途徑的有效劑量顯著(zhù)不同：靜脈內>動(dòng)脈內>鞘內>腦內。

對于中風(fēng)，NSPCs主要使用腦內途徑進(jìn)行研究。腦內注射的神經(jīng)元可以重建宿主大腦中受損的長(cháng)軸突投射和突觸連接。與康復對照組相比，接受治療的慢性中風(fēng)患者的運動(dòng)功能也得到了顯著(zhù)改善。

腦內和鞘內給藥快速而直接，但兩者都是具有高風(fēng)險的侵入性治療，如繼發(fā)性腦水腫和顱內高壓?；A研究表明，細胞替代不是干細胞的主要治療機制，干細胞具有遷移能力；因此，需要重新評估以這種方式將細胞運送到現場(chǎng)的風(fēng)險。

與手術(shù)植入相比，動(dòng)脈內和血管內注射侵入性更小，更容易進(jìn)行，但可能會(huì )發(fā)生嚴重后果，例如血管閉塞和肺栓塞。血管輸送可能對細胞存活產(chǎn)生重大影響，并且很難確保有效數量的細胞通過(guò)BBB。所以，沒(méi)有足夠的證據表明NSC遞送的血管途徑具有治療潛力。

值得注意的是，正在評估一些更無(wú)創(chuàng )且可接受的遞送途徑。例如，在鼻內給藥后，干細胞和神經(jīng)營(yíng)養因子可以通過(guò)喙狀板遷移到中樞神經(jīng)系統中。這NCT03005249試驗已注冊用于神經(jīng)干細胞鼻內給藥。

結論

神經(jīng)干細胞移植有利于損傷后大腦結構和功能的修復，并在臨床前和臨床研究中得到充分驗證。預計神經(jīng)干細胞移植將在腦卒中的治療中取得顯著(zhù)成果。然而，神經(jīng)干細胞的臨床應用仍有幾個(gè)緊迫的問(wèn)題需要解決。

• 1、對網(wǎng)絡(luò )微環(huán)境的功能恢復過(guò)程和結構修復機制進(jìn)行了深入細致的解釋?zhuān)?/li>
• 2、深入研究神經(jīng)干細胞移植的治療機制；
• 3、選擇最合理的給藥途徑、劑量和時(shí)機；
• 4、完善評價(jià)體系和倫理標準。我們的綜述初步總結了目前神經(jīng)干細胞神經(jīng)再生和腦卒中損傷后功能恢復的機制。圖2。

NSCs具有獨特的細胞替代、旁分泌作用、炎癥調節和神經(jīng)保護機制。NSC治療的基礎和臨床研究有望實(shí)現中風(fēng)后的功能恢復。CP：腦癱；NPC：神經(jīng)祖細胞；NSC：神經(jīng)干細胞；NSPC：神經(jīng)干/祖細胞；RMS：喙洄游流；SGZ：亞粒區；SVZ：腦室下區。

神經(jīng)干細胞移植治療腦部疾病的相關(guān)科研及臨床研究正在多方位展開(kāi)，得到了快速的發(fā)展，取得了可喜的成績(jì)。相信隨著(zhù)科學(xué)研究與醫療技術(shù)的不斷進(jìn)步，神經(jīng)干細胞移植療法可以將腦部疾病的治療窗口延長(cháng)，為腦部疾病的治療提供新型的解決方案。

參考資料：Jiao Y, Liu YW, Chen WG, Liu J. Neuroregeneration and functional recovery after stroke: advancing neural stem cell therapy toward clinical application. Neural Regen Res. 2021 Jan;16(1):80-92. doi: 10.4103/1673-5374.286955. PMID: 32788451; PMCID: PMC7818886.

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