神經(jīng)修復(fù)學(xué)雜志：神經(jīng)干/祖細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的臨床研究進(jìn)展
脊髓損傷（SCI）是一種嚴(yán)重的致殘性神經(jīng)系統(tǒng)疾病，可導(dǎo)致活動能力受損、感覺功能紊亂和自主神經(jīng)功能障礙。神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞（NSPC）移植被認(rèn)為是促進(jìn)功能恢復(fù)的有前景的治療策略。盡管多數(shù)研究聚焦于SCI早期階段，但臨床上大多數(shù)患者處于慢性期，針對慢性SCI的臨床試驗更能揭示潛在療效。
研究背景
近期，由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院神經(jīng)外科領(lǐng)銜的多機(jī)構(gòu)團(tuán)隊，在國際期刊《神經(jīng)修復(fù)學(xué)雜志》發(fā)表綜述，系統(tǒng)總結(jié)了不同來源NSPC移植治療慢性SCI的進(jìn)展[1]：
嚙齒類NSPC移植在損傷部位可存活、分化并支持再生，但需聯(lián)合治療才能誘導(dǎo)功能性運(yùn)動恢復(fù)；
人類NSPC移植（單獨(dú)或聯(lián)合治療）顯示出顯著治療潛力；
臨床試驗以安全性和可行性為主要終點(diǎn)，長期隨訪數(shù)據(jù)呈現(xiàn)積極趨勢。
嚙齒動物NSPC移植治療慢性脊髓損傷已顯示初步療效
研究背景與細(xì)胞分化特性：研究者利用成年或胚胎嚙齒動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）來源的神經(jīng)干/祖細(xì)胞（NSPCs），將其移植至慢性脊髓損傷模型，以評估其存活、分化、整合能力及功能恢復(fù)效果。不同來源的NSPCs表現(xiàn)出顯著分化差異：成體脊髓NSPCs主要分化為少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞；胚胎干細(xì)胞（ESC）或胎兒脊髓來源的NSPCs則具備更強(qiáng)的神經(jīng)元分化潛能；而胎兒大腦皮層NSPCs則以分化為星形膠質(zhì)細(xì)胞為主。這種分化傾向性表明，細(xì)胞來源是決定移植后神經(jīng)譜系定向的關(guān)鍵因素。
存活率挑戰(zhàn)與應(yīng)用局限：值得注意的是，經(jīng)體外培養(yǎng)擴(kuò)增的NSPCs移植至慢性背柱損傷模型后，其存活率顯著低于新鮮分離的胎兒CNS-NSPCs。盡管誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）可作為NSPCs的替代來源，但嚙齒類iPSC衍生的NSPCs在慢性脊髓損傷治療中的應(yīng)用尚未充分探索，相關(guān)療效數(shù)據(jù)仍較匱乏。這些發(fā)現(xiàn)提示，優(yōu)化細(xì)胞制備流程（如減少體外培養(yǎng)）可能對提升移植存活率至關(guān)重要，而iPSC-NSPCs的治療潛力有待進(jìn)一步驗證。
對嚙齒類腦源NSPCs單獨(dú)移植治療慢性脊髓損傷（SCI）療效局限性
存活與整合的矛盾及微環(huán)境影響：在慢性SCI模型中，嚙齒類成體腦源NSPCs的初始存活率較低，可能與慢性期形成的星形膠質(zhì)瘢痕及抑制因子阻礙細(xì)胞遷移整合有關(guān)。然而，部分研究顯示此類細(xì)胞仍具備形成神經(jīng)元中繼的潛力，暗示其存活能力存在爭議。這種差異或與”慢性期”定義相關(guān)：SCI后早期（如損傷區(qū)周圍富集硫酸軟骨素蛋白聚糖CSPGs）與晚期（如3個月后CSPGs局限于瘢痕核心）的微環(huán)境顯著不同。RNA測序表明，移植時間點(diǎn)（亞急性期vs慢性期）對胎兒腦源NSPCs的轉(zhuǎn)錄組無影響，提示療效受限的主因是慢性損傷微環(huán)境抑制宿主-移植物交互，而非細(xì)胞自身特性。
根本局限與優(yōu)化方向：嚙齒類腦源NSPCs的核心局限在于其多向分化能力不足及區(qū)域特異性錯配——腦源細(xì)胞難以適應(yīng)脊髓微環(huán)境。相比之下，人類研究證實(shí)：將hESCs/hiPSCs定向分化為脊髓型NSPCs（而非腦型）更能促進(jìn)宿主神經(jīng)環(huán)路整合與皮質(zhì)脊髓束再生。這揭示了細(xì)胞來源的區(qū)域適配性對功能恢復(fù)的關(guān)鍵作用。因此，單獨(dú)移植嚙齒類NSPCs療效有限，未來需探索聯(lián)合策略（如抗瘢痕治療或神經(jīng)營養(yǎng)支持）以突破微環(huán)境限制，同時優(yōu)先發(fā)展脊髓特化型NSPCs移植方案。
神經(jīng)保護(hù)與分化因子
為優(yōu)化SCI環(huán)境，研究者使用了多種神經(jīng)保護(hù)與分化因子作為輔助治療，發(fā)揮促進(jìn)細(xì)胞存活、分化、軸突生長、突觸與髓鞘形成以及調(diào)節(jié)炎癥等作用。多數(shù)研究在亞急性SCI階段進(jìn)行，其在慢性SCI中的適用性仍待探索。其中，神經(jīng)營養(yǎng)因子3（NT-3）的作用在慢性SCI中有所研究。改良的人源NT-3（NT-3/D15A）可結(jié)合并激活TrkB和TrkC受體，通過神經(jīng)營養(yǎng)信號促進(jìn)細(xì)胞存活、增殖及軸突髓鞘化。
一項研究證實(shí)，移植表達(dá)突變型NT-3/D15A的NSPCs可增強(qiáng)髓鞘形成，并在慢性期促進(jìn)部分后肢功能恢復(fù)。但該實(shí)驗中的細(xì)胞存活率仍然很低，且未能填充損傷區(qū)域。移植細(xì)胞來源的再髓鞘化功能仍需通過電生理進(jìn)一步驗證。此外，該研究僅采用BBB評分作為運(yùn)動功能指標(biāo)，未能全面反映運(yùn)動功能改善情況。
康復(fù)方法
除聯(lián)合生化干預(yù)外，康復(fù)訓(xùn)練可驅(qū)動保留的神經(jīng)環(huán)路可塑性，促進(jìn)軸突萌發(fā)，從而恢復(fù)功能。NSPC移植聯(lián)合跑臺訓(xùn)練進(jìn)一步促進(jìn)了神經(jīng)元分化，改善了脊髓傳導(dǎo)性、中樞模式發(fā)生器活性和營養(yǎng)支持，顯著促進(jìn)了運(yùn)動恢復(fù)。
在頸髓SCI模型中，前肢功能訓(xùn)練也獲得了類似療效。在嚴(yán)重雙側(cè)頸椎挫傷后1個月進(jìn)行康復(fù)與移植聯(lián)合治療，可顯著恢復(fù)前肢抓握功能，并增強(qiáng)損傷區(qū)宿主皮質(zhì)脊髓軸突的再生。除改善運(yùn)動功能外，細(xì)胞移植療法還改善了慢性SCI個體的感覺功能障礙。類似地，跑臺訓(xùn)練聯(lián)合NSPC移植可減輕痛覺相關(guān)行為表現(xiàn)，如熱性異常痛和粗觸-壓力性痛覺過敏明顯緩解，但對細(xì)觸-壓力性痛覺過敏無顯著影響。
綜上研究表明，嚙齒類NSPC移植聯(lián)合ChABC改善微環(huán)境、神經(jīng)營養(yǎng)因子以及康復(fù)訓(xùn)練，可促進(jìn)慢性SCI的運(yùn)動功能恢復(fù)，而單獨(dú)移植嚙齒類NSPCs并不能顯著改善運(yùn)動功能。但值得注意的是，即使僅移植嚙齒類NSPCs，也能在慢性SCI損傷區(qū)域誘導(dǎo)并支持組織學(xué)層面的再生。相關(guān)實(shí)驗研究結(jié)果見表1。
表1 .嚙齒動物神經(jīng)干/祖細(xì)胞（NSPC）移植治療慢性脊髓損傷（SCI）的實(shí)驗研究。
| 參考 | 標(biāo)題 | 細(xì)胞來源 | 模型 | 細(xì)胞移植時間 | 移植部位 | 聯(lián)合治療 | 觀察期 | 行為測試 | 主要成果 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 嚙齒類成年中樞神經(jīng)系統(tǒng)衍生的NSPC | |||||||||
| Karimi-Abdolrezaee等人，200626 | 成人神經(jīng)前體細(xì)胞延遲移植促進(jìn)脊髓損傷后髓鞘再生和神經(jīng)功能恢復(fù) | 小鼠成年腦源性NPC | 大鼠，T7 夾壓縮 | 感染后8周（慢性期） 感染后2 周（亞急性期） | 雙側(cè)損傷部位前端 2毫米和尾端2毫米處 | 米諾環(huán)素治療， GFs：PDGF-AA、bFGF、EGF | 6–8wpt | BBB網(wǎng)格步行 足跡分析 | 慢性脊髓損傷中細(xì)胞存活率低 |
| Pfeifer等人，200627 | 自體成年嚙齒動物神經(jīng)祖細(xì)胞移植是促進(jìn)慢性損傷脊髓結(jié)構(gòu)修復(fù)的可行策略 | 自體大鼠成年腦源性NPC | 大鼠，C3 背側(cè)皮質(zhì)脊髓束橫斷 | 8周/年 | 損傷中心區(qū) | 成纖維細(xì)胞 | 4wpt | 沒有任何 | 促進(jìn)移植物存活、組織替換和軸突再生 |
| Karimi-Abdolrezaee等人，2010 38 | 移植成人神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞、軟骨素酶和生長因子的協(xié)同作用促進(jìn)慢性損傷脊髓的功能修復(fù)和可塑性 | 小鼠成年前腦來源的NPC | 大鼠，T7 夾壓縮 | 7周 | 雙側(cè)損傷部位前端 2毫米和尾端2毫米處 | ChABC GF：PDGF-AA、bFGF 和 EGF | 9wpt | BBB 網(wǎng)格行走分析 von Frey 熱異常性疼痛 | 促進(jìn)皮質(zhì)脊髓束的軸突完整性和可塑性，增強(qiáng)下行血清素通路的可塑性 |
| 嚙齒動物胚胎中樞神經(jīng)系統(tǒng)衍生的神經(jīng)干細(xì)胞 | |||||||||
| Nishimura等人，2013 14 | 損傷脊髓微環(huán)境的時間依賴性變化影響神經(jīng)干細(xì)胞移植治療脊髓損傷的潛力 | E14小鼠紋狀體來源的NSPC | 小鼠，T10挫傷 | 9dpi（亞急性期） 7wpi（慢性期） | 病變中心 | 沒有任何 | 6wpt | BMS Rotarod 測試 步態(tài)分析 | 基因編碼表達(dá)的移植細(xì)胞存活率及分化表型無明顯差異。 |
| Kumamaru等人，2013 28 | 移植神經(jīng)干細(xì)胞/前體細(xì)胞的治療活性在慢性損傷脊髓中并未處于休眠狀態(tài) | E14小鼠紋狀體來源的NSPC | 小鼠，T10中度挫傷 | 12周/年 | 雙側(cè)損傷部位前端 1毫米和尾端1毫米處 | 沒有任何 | 6wpt（RNA測序：1wpt） | BMS、 電網(wǎng)步測、 足跡分析 | 移植的 NSPC 分化為神經(jīng)元/少突膠質(zhì)細(xì)胞并產(chǎn)生治療分子，但并未改善運(yùn)動功能 |
| Dagci等人，2009 34 | 胚胎神經(jīng)干細(xì)胞治療急性和慢性脊髓損傷大鼠尾部脫嘌呤/脫嘧啶內(nèi)切酶-1/氧化還原因子-1（APE/ref-1）表達(dá)及DNA損傷的變化 | E13.5大鼠脊髓來源的NSC | 大鼠，T8/9 選擇性消融側(cè)白質(zhì)束和背部和腹部灰質(zhì)的極小部分 | 感染后4周（慢性期） 感染后1 周（急性期） | 損傷中心區(qū) | 沒有任何 | 4wpt | 血腦屏障 | DNA損傷水平降低 |
| Hayakawa等人，2022 35 | 將神經(jīng)祖細(xì)胞移植到慢性背柱損傷模型中 | E13.5大鼠脊髓來源的NPC | 大鼠，C4完全性單側(cè)背柱損傷 | 4周pi；6周pi；12周pi | 損傷中心區(qū) | 沒有任何 | 3或5wpt | 沒有任何 | NPC 存活并分化為神經(jīng)元，促進(jìn)宿主感覺軸突再生，修飾神經(jīng)膠質(zhì)/纖維化疤痕 |
人類NSPC移植推進(jìn)了修復(fù)慢性脊髓損傷的進(jìn)程
雖然嚙齒類動物NSPCs移植在慢性SCI動物模型中顯示出良好的前景和有益的結(jié)果，但由于異種移植的原因，這些細(xì)胞不能直接用于治療人類SCI。因此，研究人NSPCs（hNSPCs）在慢性SCI模型中的療效具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。以前，hNSPCs的主要來源是流產(chǎn)的胎兒。由于獲取hESCs存在倫理問題，hiPSCs的出現(xiàn)可生成任何特定類型的細(xì)胞，并使自體移植無免疫排斥反應(yīng)成為可能。
HuCNS-SC細(xì)胞系的療效局限與臨床挑戰(zhàn)
人胎腦源性神經(jīng)干細(xì)胞（HuCNS-SC）分為研究細(xì)胞系（RCL）和臨床細(xì)胞系。在慢性胸髓損傷嚙齒模型中，HuCNS-SC RCL移植后存活分化，主要形成少突膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元，并改善運(yùn)動協(xié)調(diào)性，但缺乏關(guān)鍵組織學(xué)證據(jù)（如損傷體積縮小、軸突再生或突觸形成），且未減少膠質(zhì)瘢痕。
其研究多依賴免疫缺陷動物模型，臨床可推廣性存疑。更值得注意的是，在頸髓損傷中療效顯著受限：RCL僅亞急性期有效，臨床細(xì)胞系在慢性期完全無效，凸顯其時間窗與損傷部位的雙重局限性。未來需開發(fā)針對延遲慢性期的優(yōu)化策略以提升臨床價值。
hiPSC衍生神經(jīng)前體細(xì)胞的治療轉(zhuǎn)向
在慢性頸髓損傷模型中，尾側(cè)化hiPSC衍生的神經(jīng)前體細(xì)胞（NPCs）?可分化為神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，卻未能顯著恢復(fù)功能——這可能與手功能恢復(fù)需更強(qiáng)下行輸入的特性相關(guān)。安全性方面，移植后未見腫瘤生長或痛覺異常，但療效爭議顯著：原位移植至損傷核心區(qū)效果有限，而遠(yuǎn)端注射雖有改善卻易壓迫正常脊髓。
因此，研究焦點(diǎn)已從單獨(dú)移植轉(zhuǎn)向聯(lián)合治療：結(jié)合促分化小分子藥物、康復(fù)訓(xùn)練/電刺激或微環(huán)境改良材料。值得注意的是，當(dāng)前聯(lián)合策略優(yōu)先選用hiPSC-NPCs，凸顯其在未來臨床轉(zhuǎn)化中的獨(dú)特潛力。
重要的是，最近發(fā)現(xiàn)，在慢性SCI模型中單獨(dú)移植hiPSC衍生的神經(jīng)上皮樣干細(xì)胞可以逆轉(zhuǎn)脊髓空洞并改善炎癥環(huán)境，這可能表明來自不同來源的hNSPC具有更大的治療潛力，盡管是在SCI的慢性期單獨(dú)移植。納入的關(guān)于慢性SCI的hNSPC移植臨床前研究的特征如表2所示。
表 2?.人類NSPC移植治療慢性SCI的臨床前研究。
| 作者，年份 | 標(biāo)題 | 細(xì)胞來源 | 模型 | 細(xì)胞移植時間 | 移植部位 | 聯(lián)合治療 | 觀察期 | 行為測試 | 主要成果 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 人胎腦來源的神經(jīng)干細(xì)胞 | |||||||||
| Cheng等人，201713 | 脊髓損傷后神經(jīng)干細(xì)胞移植的時機(jī)是否會影響動物模型的結(jié)果 | 人胎腦來源的神經(jīng)干細(xì)胞 | 大鼠，中度挫傷 | 感染后1周（亞急性期） 感染后4 周（慢性期） 感染后0 周（急性期） | 位于病變部位遠(yuǎn)端 | 沒有任何 | 6wpt | 血腦屏障 | 三個時間組均出現(xiàn)功能改善，但亞急性移植最有效 |
| Salazar等人，201019 | 人類神經(jīng)干細(xì)胞在早期慢性脊髓損傷 NOD-scid 小鼠模型中分化并促進(jìn)運(yùn)動恢復(fù) | 人胎腦來源的神經(jīng)干細(xì)胞 | 小鼠，T10挫傷 | 30dpi | 損傷中心的前端和尾部 | 沒有任何 | 16wpt | BMS CatWalk 步態(tài)分析 Von Frey | 改善運(yùn)動恢復(fù) |
| Anderson等人，201753 | 人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)干細(xì)胞用于頸脊髓損傷通路研究的臨床前療效失敗 | HuCNS-SCs 的 CCL 或 RCL | 小鼠，C5單側(cè)挫傷 | 60dpi（慢性期） 9dpi（亞急性期） | 距中線 0.75毫米處進(jìn)行兩次喙部注射和兩次尾部注射 | 沒有任何 | 12wpt | 圓柱任務(wù) 前爪握力 梯梁 貓步分析 馮·弗雷試驗 哈格里夫斯試驗 | HuCNS-SC 的 RCL 在移植 9dpi 時有效，但在 60dpi 時無效，而 HuCNS-SC 的 CCL 在頸椎 SCI 模型中無效 |
| Piltti等人，201356 | 人類神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的安全性 | 人胎腦來源的神經(jīng)干細(xì)胞 | 大鼠，T10中度挫傷 | 60dpi（慢性期） 9dpi（亞急性期） | 在T7/T8 處進(jìn)行兩次雙側(cè)喙部注射，在 T10/T11 處進(jìn)行另外兩次尾部注射 | 沒有任何 | 14wpt | BBB von Frey Hargreaves CatWalk 步態(tài)分析 | 移植時機(jī)不會引起異常性疼痛或痛覺過敏指標(biāo)的變化，支持 hCNS-SCns 移植在慢性 SCI 中的安全性。 |
| Nekanti等人，202462 | 多通道橋和 NSC 協(xié)同作用，增強(qiáng)軸突再生、髓鞘形成、突觸重新連接和 SCI 后的恢復(fù) | 人胎腦來源的神經(jīng)干細(xì)胞 | 小鼠，C5半切術(shù) | 4周PI | 保留的脊髓實(shí)質(zhì)：病變前端兩個，病變尾端兩個 | PLG支架（植入0dpi） | 16wpt（跟蹤26wpt） | 水平梯梁貓步步態(tài)分析 | 脊髓損傷后軸突再生、髓鞘形成、突觸重新連接和運(yùn)動恢復(fù)增強(qiáng) |
| hESC衍生的NPC | |||||||||
| Jones等人，202151 | 人類胚胎干細(xì)胞衍生的神經(jīng)嵴細(xì)胞促進(jìn)成年大鼠脊髓損傷后發(fā)芽和運(yùn)動恢復(fù) | 人胚胎干細(xì)胞-神經(jīng)祖細(xì)胞 | 大鼠，C3/4 側(cè)索和鄰近灰質(zhì)被橫斷 | 7周 | 距病變部位前端和尾端1毫米 | 沒有任何 | 16wpt | 垂直圓柱體試驗 | 促進(jìn)下行縫脊髓投射的重塑和前肢運(yùn)動恢復(fù) |
| hiPSC衍生的NSPC | |||||||||
| Nutt等人，201354 | 尾部人類 iPSC 衍生的神經(jīng)祖細(xì)胞可產(chǎn)生神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，但在早期慢性脊髓損傷模型中無法恢復(fù)功能 | hiPSC-NSC | 大鼠，C4單側(cè)挫傷 | 4周PI | 一個位于受傷部位的前端，一個位于受傷部位的尾端 | 沒有任何 | 8wpt | 肢體使用不對稱測試 前肢伸手任務(wù) 馮·弗雷 | 分化為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，但未能恢復(fù)功能 |
| Cheng等人，201657 | 慢性脊髓損傷后人類神經(jīng)干細(xì)胞的局部與遠(yuǎn)端移植 | hiPSC-NSC | 大鼠，T10中度挫傷 | 4周PI | 病變部位局部與遠(yuǎn)端 | 沒有任何 | 2wpt | 血腦屏障 | 僅遠(yuǎn)端注射達(dá)到統(tǒng)計學(xué)上顯著的功能改善 |
| 馬丁-洛佩斯等人，2021 年58 | 建立老年大鼠慢性頸脊髓損傷模型用于細(xì)胞治療研究 | hiPSC-NPC | 老年大鼠（20月齡），C4半側(cè)挫傷 | 4周PI | 挫傷部位的前端和尾端 | 沒有任何 | 4wpt | 前肢伸展任務(wù) BBB 肢體使用不對稱測試 | 注射的細(xì)胞存活下來，沒有引發(fā)腫瘤。運(yùn)動功能沒有改善 |
| Okubo等人，201859 | 使用γ-分泌酶抑制劑治療可促進(jìn)人類iPSC衍生移植治療慢性脊髓損傷的功能恢復(fù) | hiPSC-NSPC | 小鼠，T10中度挫傷 | 6周PI | 損傷中心區(qū) | γ-分泌酶抑制劑 | 12wpt | BMS Rotarod 測試 步態(tài)分析 | 促進(jìn)軸突再生、 髓鞘再生、抑制與宿主神經(jīng)回路的突觸形成以及網(wǎng)狀脊髓束纖維形成，有助于運(yùn)動功能恢復(fù) |
| Ruzicka等人，201960 | 將 iPS 衍生的神經(jīng)祖細(xì)胞接種于具有雙重孔隙度的層粘連蛋白涂層 pHEMA-MOETACl 水凝膠上，對慢性脊髓損傷大鼠模型的影響 | hiPSC-NPC | 大鼠，T8-9球囊壓迫 | 5周PI | 損傷中心區(qū) | 層粘連蛋白涂層的pHEMA-MOETACl水凝膠 | 23wpt | BBB 足底測試 | 減少空化并支持細(xì)胞存活，但運(yùn)動恢復(fù)沒有顯著改善。 |
| Hashimoto等人，202361 | 微環(huán)境調(diào)節(jié)與人類干細(xì)胞移植協(xié)同作用可促進(jìn)慢性完全性脊髓損傷后的功能恢復(fù) | hiPSC-NSPC | 裸鼠，T10完全橫切 | 7周 | 病變間隙 | 肝細(xì)胞生長因子釋放肽Pelnac G plus | 6wpt | BBB泌尿功能障礙恢復(fù) | 改善運(yùn)動和泌尿功能；微環(huán)境調(diào)節(jié)，包括抑制炎癥、減少疤痕形成和增強(qiáng)血管化， |
| Wertheim等人，202263 | 利用工程化的 iPSC 衍生的 3D 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在慢性期再生受損脊髓 | iPSC衍生的3D脊髓運(yùn)動神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò) | 小鼠，T10 左半切 | 6周PI | 病灶腔 | 手術(shù)疤痕去除 細(xì)胞外基質(zhì)水凝膠 | 8wpt | 走秀步態(tài)分析 網(wǎng)格步態(tài) | 基于 3D 動態(tài)生物材料的微環(huán)境，為胚胎發(fā)育的不同階段提供不同的生化線索，促進(jìn)功能性脊髓植入物的組裝，從而促進(jìn)慢性 SCI 患者植入后的功能性感覺運(yùn)動恢復(fù) |
| Patil等人，202364 | 電刺激影響慢性脊髓損傷后移植區(qū)域特異性人類脊髓神經(jīng)祖細(xì)胞（sNPC）的分化 | hiPSC-脊髓NPC | 大鼠，T8/9 中度挫傷 | 8周/年 | 3 個獨(dú)立部位：喙部、尾部和病變部位 | 尾神經(jīng)電刺激瘢痕消融術(shù) | 16wpt | BBB、 馮弗雷測試 | 聯(lián)合治療促進(jìn)了NPC的分化和整合、髓鞘再生、增加了血清素能神經(jīng)元的表達(dá)。 |
| Shibata等人，202365 | 康復(fù)訓(xùn)練增強(qiáng)人類iPSC衍生神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的療效 | hiPSC-NSPC | 小鼠，T10挫傷 | 7周 | 受傷震中頭側(cè)和尾側(cè)各 2 個點(diǎn) | 跑步機(jī)訓(xùn)練 | 8wpt | BMS、體重轉(zhuǎn)棒測試、四足步態(tài)分析、 運(yùn)動學(xué)分析 | 聯(lián)合治療顯著改善了運(yùn)動功能。 |
| Yoshida T等人，202466 | 慢性脊髓損傷再生及神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞移植、康復(fù)治療和信號蛋白3A抑制劑聯(lián)合治療 | hiPSC-NSPC | 裸鼠，T10挫傷 | 7周 | 距病變中心前端和尾端1毫米 | 信號蛋白3A抑制劑，跑步機(jī)訓(xùn)練 | 8wpt | BBB MEP 體重 | 由于改善宿主來源的神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞分化并促進(jìn)軸突再生，BBB 評分顯著提高 |
| Kim JW等人，202467 | 間充質(zhì)干細(xì)胞和誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞衍生的運(yùn)動神經(jīng)元祖細(xì)胞在脊髓損傷中的分步聯(lián)合細(xì)胞移植 | iMNP和hMSC | 大鼠，T9中度挫傷 | hMSCs（24小時和1周植入后）；iMNP（6 周植入后） | 病變部位 | 分步聯(lián)合細(xì)胞移植 | 6瓦 | 血腦屏障 | 逐步細(xì)胞療法增強(qiáng)了 MN 分化和軸突再生，并改善了行為恢復(fù) |
| Kim JW等人， 202468 | 誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞衍生的運(yùn)動神經(jīng)元祖細(xì)胞與輻照腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子過表達(dá)工程間充質(zhì)干細(xì)胞的組合增強(qiáng)了慢性脊髓損傷大鼠模型中軸突再生的恢復(fù) | hiPSC-NPC | 大鼠，T9中度挫傷 | 6周PI | 病變部位 | BDNF-eMSC與iMNP聯(lián)合移植 | 6wpt | 血腦屏障 | 聯(lián)合細(xì)胞移植改善了行為恢復(fù)，增強(qiáng)了成熟運(yùn)動神經(jīng)元的分化和軸突再生。BDNF-eMSC通過BDNF表達(dá)促進(jìn)神經(jīng)元再生。 |
| Xu等人，202169 | 人類神經(jīng)前體細(xì)胞移植可逆轉(zhuǎn)創(chuàng)傷后脊髓空洞癥大鼠模型中的空洞生長 | hiPSC-NESC 和人胎兒脊髓來源的 NPC | 大鼠，T10/11輕度挫傷后脊髓空洞癥 | 10周/年 | 囊腫 | 沒有任何 | 10wpt | BBB 卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院游泳評估工具 平衡木步行測試 網(wǎng)格步行測試 | 脊髓鳴管逆向生長 |
| Xu等人，202270 | 誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞來源的人類神經(jīng)干細(xì)胞對創(chuàng)傷后脊髓空洞癥大鼠模型的多種治療作用 | 符合人類 GMP標(biāo)準(zhǔn)的iPSC 衍生 NESC | 大鼠，T10/11輕度挫傷后脊髓空洞癥 | 感染后 10 周（慢性期） 感染后 1 周（亞急性期） | 病變部位的實(shí)質(zhì)（1周）或囊腫內(nèi)（10周） | 沒有任何 | 10wpt | 沒有任何 | 移植的 NESC 可抑制囊腫形成和擴(kuò)張， 調(diào)節(jié)星形膠質(zhì)細(xì)胞和活性小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞，促進(jìn)軸突再生 |
神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的臨床試驗
盡管仍有許多關(guān)于細(xì)胞移植的實(shí)際問題和生物學(xué)問題有待嚴(yán)格解決，但近幾十年來，基于先前動物實(shí)驗的細(xì)胞療法已在臨床實(shí)踐中逐漸發(fā)展起來。雪旺細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、嗅鞘細(xì)胞和各種類型的干細(xì)胞，包括NSC和間充質(zhì)干細(xì)胞，都已被研究。然而，尚未從這些療法在患者身上進(jìn)行的臨床試驗中獲得可重復(fù)的臨床療效證據(jù)。盡管如此，
基于NSPC的療法被視為一個新的機(jī)會之窗，相關(guān)臨床試驗已證明將細(xì)胞移植到受損脊髓的可行性和長期安全性。我們的搜索策略確定了六項關(guān)于NSPC髓內(nèi)移植的已發(fā)表研究以及三項在clinicaltrials.gov上注冊的正在進(jìn)行的臨床試驗。
人類胎兒腦或脊髓來源的NSPC
臨床試驗中移植的NSC主要為人胎腦來源的NSC（HuCNS-SC?，Stemcells, Inc.，美國加利福尼亞州紐瓦克）和人胎脊髓來源的NSC（NSI-566細(xì)胞，Neuralstem Inc.，美國馬里蘭州）。
2015年報道的韓國一項人胎腦來源的NSPC移植治療慢性SCI的臨床試驗，入組了19例創(chuàng)傷性頸椎SCI患者作為實(shí)驗組，其中感覺運(yùn)動完全缺陷17例，運(yùn)動完全但不完全感覺缺陷2例，對照組15例未接受細(xì)胞移植。隨訪1年發(fā)現(xiàn)，19例移植患者中5例美國脊髓損傷協(xié)會損傷量表（AIS）分級改善，其中2例（A→C），1例（A→B），2例（B→D），同時運(yùn)動評分和電生理檢查反應(yīng)改善等其他獲益，證明了NSPC移植治療慢性SCI的安全性和有效性。該研究受到患者數(shù)量少和隨訪期短的局限性。
隨著干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了幾種用于臨床試驗的NSC產(chǎn)品。HuCNS-SC?的安全性已在針對其他疾病的幾項已完成的臨床試驗中得到證實(shí)，包括神經(jīng)元蠟樣脂褐質(zhì)沉積癥、佩利扎伊斯-梅茨巴赫病和肌萎縮側(cè)索硬化癥。用于細(xì)胞移植的手動髓內(nèi)注射技術(shù)已在患者身上進(jìn)行了測試，以進(jìn)一步闡明人體對細(xì)胞劑量和體積的擴(kuò)大。
有史以來第一次多中心I/IIa期試驗通過手術(shù)將HuCNS-SC?移植到12名AISA級或B級受試者的胸段脊髓中，并收集了6年的隨訪數(shù)據(jù)，包括安全性評估、感覺閾值測量和神經(jīng)影像學(xué)數(shù)據(jù)。該研究揭示了短期和長期手術(shù)的安全性和可行性，初步療效測量確定了部分節(jié)段感覺改善，但沒有運(yùn)動功能相關(guān)評分。
根據(jù)本研究中確定的胸椎脊髓損傷患者的安全性概況，一項II期增量劑量安全性和有效性研究的至少9個月隨訪數(shù)據(jù)證明了HuCNS-SC?移植治療慢性頸椎脊髓損傷的安全性和可行性，并且總體平均功能結(jié)果指標(biāo)呈改善趨勢。
然而，由于申辦方提前終止研究，隨訪數(shù)據(jù)有限。由于隨訪12個月的受試者數(shù)量太少，無法得出關(guān)于臨床療效的進(jìn)一步結(jié)論。
在一項首批使用人脊髓源性神經(jīng)干細(xì)胞（NSPC）的臨床試驗中，四名T2-T12脊髓損傷患者接受了六次雙側(cè)中線立體定向注射NSI-566細(xì)胞。移植后18-27個月的隨訪數(shù)據(jù)顯示，所有受試者均未出現(xiàn)嚴(yán)重不良事件，僅有兩名受試者出現(xiàn)部分神經(jīng)功能改善。然而，本研究納入的患者數(shù)量較少，最大的局限性在于缺乏對照組。
正在進(jìn)行的hNSPC移植治療慢性SCI的臨床試驗
目前，有三項關(guān)于慢性SCI患者h(yuǎn)NSPC移植的臨床試驗正在進(jìn)行中，這些臨床試驗已在ClinicalTrials.gov上注冊。
I期臨床試驗NCT01772810于2014年8月啟動，其中移植人脊髓來源的NSC治療慢性AIS A級SCI。I期臨床試驗 NCT04205019于2020年11月14日開始，旨在評估鞘內(nèi)應(yīng)用神經(jīng)細(xì)胞治療慢性創(chuàng)傷性完全性（AISA級）或不完全性（AIS B/C 級）SCI的安全性。
II期臨床試驗NCT02688049于2016年1月開始，在局部疤痕去除和全面的術(shù)后康復(fù)、心理和營養(yǎng)措施后，移植帶有 NeuroRegen支架的NSC。納入的慢性SCI NSPC移植臨床試驗的特征如表3所示。
表3：人類NSPC移植治療慢性SCI的臨床試驗。
| 作者、年份、國家 | 標(biāo)題 PMID NCT | 參與者 | 細(xì)胞來源 | 受傷部位 | 研究設(shè)計階段 | 移植部位 | 聯(lián)合治療 | 隨訪時長 | 主要結(jié)果指標(biāo) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 人胎腦來源的神經(jīng)干細(xì)胞 | |||||||||
| Shin, J. 等人， 2015，韓國73 | PMID 26568892 , KCT0000879 創(chuàng)傷性頸脊髓損傷患者人胎兒腦源性神經(jīng)干/祖細(xì)胞移植臨床試驗 | ep = 34 tp = 34 cp = 15 ip = 19 | 人胎腦來源的NSPC | C3–C8 | 單中心、開放標(biāo)簽、非隨機(jī)對照 I/IIa 期 | 距病灶中心前端和尾端 5 毫米 | 沒有任何 | 1年 | 安全性：無脊髓損傷、空洞或腫瘤形成、神經(jīng)功能惡化以及神經(jīng)性疼痛或痙攣加劇的證據(jù)。 療效：19例移植患者中，5例AIS分級改善：2例（A→C），1例（A→B），2例（B→D），對照組1例AIS分級改善（A→B）。 |
| Levi, A.等人， 2018，美國77 | PMID 28541431；NCT01321333；NCT 02163876 慢性頸胸脊髓損傷中人類神經(jīng)干細(xì)胞髓內(nèi)移植的安全性 | ep = 43 tp = 41 cp = 12 ip = 29 | 人類胎兒腦源性神經(jīng)干細(xì)胞 (HuCNS-SC?) | C5–C7 T2–T12 | 多中心、單盲、對照 I/II 期臨床試驗 | 脊髓損傷 | 沒有任何 | 1年 | 安全性：不存在與細(xì)胞或手動髓內(nèi)注射相關(guān)的安全問題。 |
| Curt，A.等人，2020年，瑞士和加拿大78 | PMID 32698674；NCT 01217008 受損脊髓是干細(xì)胞移植的合適目標(biāo) | ep = 12 tp = 12 cp = 0 ip = 12 | 人類胎兒腦源性神經(jīng)干細(xì)胞 (HuCNS-SC?) | T2–T11 | 多中心、開放標(biāo)簽、受控 II 期 | 受傷部位的上方和下方 | 沒有任何 | 6年 | 安全性：手術(shù)相關(guān)不良反應(yīng)：腦脊液漏、假性腦膜膨出等。無臨床功能損害，未發(fā)現(xiàn)腫瘤。 療效：12例患者中5例獲得節(jié)段性感覺改善。 |
| Levi, A.等人， 2019 年，美國79 | PMID 30180779；NCT 02163876 慢性頸脊髓損傷人類神經(jīng)干細(xì)胞移植多中心研究的臨床結(jié)果 | ep = 31 tp = 16 cp = 4 ip = 12 | 人類胎兒腦源性神經(jīng)干細(xì)胞 (HuCNS-SC?) | C5–C7 | 多中心、單盲、對照 II 期 | 病變中心的前端和尾端 | 沒有任何 | 1年 | 安全性：MRI 檢查未發(fā)現(xiàn)額外脊髓損傷、新發(fā)病灶或空洞形成的證據(jù)，移植組在免疫抑制期間僅發(fā)生一例感染相關(guān)的手術(shù)嚴(yán)重不良事件 (SAE)。 療效：整體 UEMS 和 GRASSP 強(qiáng)度指標(biāo)均有所改善。 |
| Ghobrial 等人，2017 年，美國和加拿大80 | PMID 28899046；NCT 02163876 人類神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性頸脊髓損傷：II 期臨床試驗中 12 個月的功能結(jié)果 | ep = 17 tp = 5 cp = 1 ip = 4 | 人類胎兒腦源性神經(jīng)干細(xì)胞 (HuCNS-SC?) | C5–C7 | 多中心、開放標(biāo)簽、受控 II 期 | 損傷中心的前端和尾部 | 沒有任何 | 1年 | 安全性：脊髓注射未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重不良事件。 療效：對照組和治療組的ISNCSCI和GRASSP改善程度相當(dāng)。 |
| 人類胎兒脊髓來源的神經(jīng)干細(xì)胞 | |||||||||
| Curtis, E. 等人， 2018，美國81 | PMID 29859175；NCT 01772810 神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的首次人體I期研究 | ep = 4 tp = 4 cp = 0 ip = 4 | 人類胎兒脊髓來源的神經(jīng)干細(xì)胞（NSI-566） | T2–T12 | 單中心、開放標(biāo)簽、非對照 I 期 | 距損傷部位剩余組織邊緣外側(cè) 1 毫米 | 沒有任何 | 18–27個月 | 安全性：無手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥，無自發(fā)性或誘發(fā)性疼痛，MRI 無安全問題。 療效：使用 ISNCSCI 運(yùn)動和感覺評分在 2/4 患者中檢測到一到兩個水平的神經(jīng)系統(tǒng)改善。 |
| 在clinicaltrials.gov上注冊的正在進(jìn)行的臨床試驗 | |||||||||
| 戴建軍，2016，中國 | NCT02688049 NeuroRegen Scaffold?聯(lián)合間充質(zhì)干細(xì)胞或神經(jīng)干細(xì)胞修復(fù)慢性脊髓損傷的 療效和安全性 | ep = 30 | NSCs 或間充質(zhì)干細(xì)胞 | C5–T12 | 單中心、隨機(jī) 雙盲 I/II 期 | 脊髓損傷 | NeuroRegen支架 | 2年 | 安全性和有效性研究 |
| de Munter JP 等，2019，西班牙 | NCT 04205019 脊髓損傷中的安全干細(xì)胞 | ep = 10 | 神經(jīng)細(xì)胞（含有自體新鮮干細(xì)胞） | C5–T12 | 單中心、開放標(biāo)簽 I 期 | 脊髓損傷 | 沒有任何 | 2年 | 安全性研究 |
| Ciacci, J.， 2022，美國 | NCT 01772810 人類脊髓源性神經(jīng)干細(xì)胞移植治療慢性脊髓損傷的安全性研究 | ep = 8 | 人類胎兒脊髓來源的 NSC（Neuralstem Inc.） | T2–T12 C5–C7 | 單中心開放標(biāo)簽、非對照 I 期 | 脊髓損傷 | 沒有任何 | 5年 | 安全性研究 |
此外，首項針對亞急性完全性脊髓損傷（SCI）的iPSC衍生NSPC移植人體臨床試驗已經(jīng)啟動。未來仍需進(jìn)一步驗證由 hiPSCs或hESCs衍生的人源NSPCs在慢性SCI患者中的移植安全性與有效性。
總的來說，目前針對慢性SCI的NSPC移植治療主要以安全性與可行性作為臨床結(jié)局指標(biāo)。要進(jìn)一步得出臨床療效結(jié)論，還需要更多病例入組、更長隨訪以及匹配的對照組。然而，如果不能明確證明供體細(xì)胞的存活，臨床療效就缺乏實(shí)質(zhì)意義。為促進(jìn)移植NSPCs的存活、分化與整合，提供良好的移植物環(huán)境至關(guān)重要，包括高效的免疫抑制或降低移植物免疫原性。與此同時，還需要借助先進(jìn)的影像學(xué)或光遺傳學(xué)方法來驗證移植細(xì)胞的功能活性。
臨床轉(zhuǎn)化的重點(diǎn)不僅在于改進(jìn)臨床前研究設(shè)計，更在于后續(xù)臨床試驗的合理設(shè)計與規(guī)范實(shí)施。目前，針對SCI臨床試驗的指南已被制定。
總結(jié)與展望
治療潛力與機(jī)制進(jìn)展
干細(xì)胞研究已被列為脊髓損傷（SCI）治療的十大核心方向之一，其中神經(jīng)干/祖細(xì)胞（NSPCs）展現(xiàn)出顯著的修復(fù)潛力。當(dāng)前NSPCs來源廣泛，涵蓋胚胎/成體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、胚胎干細(xì)胞（ESCs）、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）及直接重編程的非神經(jīng)細(xì)胞。
在動物模型中，移植NSPCs通過重建神經(jīng)中繼通路、調(diào)節(jié)微環(huán)境（如減輕炎癥）、激活內(nèi)源干細(xì)胞及促進(jìn)軸突再生與髓鞘形成發(fā)揮功能修復(fù)作用。人源NSPCs（hNSPCs）的臨床試驗進(jìn)一步驗證了其安全性與初步療效，例如全球首例iPSC衍生脊髓特化神經(jīng)前體細(xì)胞（如XS228細(xì)胞注射液）的移植已在中國完成首例給藥，患者運(yùn)動功能獲得改善。
臨床轉(zhuǎn)化挑戰(zhàn)與標(biāo)準(zhǔn)化需求
然而，動物實(shí)驗與臨床試驗之間的異質(zhì)性限制了結(jié)果的準(zhǔn)確性與可比性。hNSPC移植在慢性SCI中雖具潛力，但仍存在較大局限。供體細(xì)胞的來源、類型、質(zhì)量、劑量、給藥途徑、移植時間、臨床療效觀察周期及評估指標(biāo)，均需進(jìn)一步深入探索。我們強(qiáng)烈呼吁，應(yīng)由 SCI 細(xì)胞移植治療領(lǐng)域的研究者組成專門小組，針對上述關(guān)鍵問題開展系統(tǒng)研究。
未來突破路徑
未來，提高移植療效可通過以下途徑實(shí)現(xiàn)：采用更有效的單一或多種細(xì)胞類型、更合理的移植策略，或?qū)⒓?xì)胞移植與其他治療（如藥物、生物材料、基因治療等）聯(lián)合應(yīng)用，以增強(qiáng)神經(jīng)元活性或改善慢性SCI的微環(huán)境。目前，基于hNSPC 的多種聯(lián)合策略已在臨床前研究中展開，主要包括嵌合酶ChABC、跑臺訓(xùn)練以及生物材料，這些方法雖展現(xiàn)出一定治療潛力，但仍不足以實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化和顯著改善患者神經(jīng)功能。隨著新興生物學(xué)技術(shù)與工程學(xué)策略的發(fā)展，若能與hNSPC移植療法結(jié)合，或?qū)⑦M(jìn)一步推動SCI修復(fù)進(jìn)展。
參考資料：[1]:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2324242625000452
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