全球22项研究证明:间充质干细胞治疗脑梗死具有显著改善作用
全球22项研究证明:间充质干细胞治疗脑梗死具有显著改善作用
脑卒中是全球第二大死亡原因,其中缺血性脑卒中(脑梗死)占比高达85%,具有极高的致死率和致残率。近年来,间充质干细胞(MSC)治疗为脑梗死治疗带来了新的希望。本文将介绍MSC治疗脑梗死的最新研究进展,包括其作用机制、临床试验结果以及不同的给药途径。
脑卒中是全球第二大死亡原因,成人致死率和致残率极高。其中,缺血性脑卒中(lS)占比高达85%。缺血性脑卒中又称脑梗死。
据统计,世界上每年约有1500万人发生缺血性脑卒中,其中500万人死亡,500万人致长期残疾,严重威胁人类健康,给家庭生活带来巨大负担。缺血性脑卒中损伤区域从坏死区“核心”到围绕核心的“半暗带”,严重影响神经功能和行为表现。
目前,脑血管栓塞是缺血性脑卒中的主要诱因,表现为暂时性的脑组织缺血,导致氧气和营养物质输送不足,引发脑组织损伤。并且,脑血流再灌注还会造成不可逆的二次损伤。
因此,缺血性脑卒中仍是世界上有待解决的重大医学难题。基于发病机制,目前常用治疗手段为溶栓治疗,如重组组织型纤维蛋白溶酶原激活剂(rt-PA)和血管内再灌注。
但是,溶栓治疗具有严格的治疗时间窗一一仅4.5小时,只有极少数患者能够在发病后及时使用药物,完成干预治疗。并且,rt-PA的副作用存在脑出血和加重脑卒中损伤的可能性。因此,新的有效治疗药物和策略一直备受世界关注。
间充质干细胞的神经保护作用
间充质干细胞(MSC)可从多种来源的组织分离得到,包括骨髓(BM)、脂肪细胞(AD)和脐带(UC)等。目前,移植MSC已成为缺血性疾病一种新的治疗手段,主要包括脑卒中、冠状动脉疾病和外周动脉疾病等。
MSC具有分化为神经元细胞的潜能,多项研究表明,MSC出色的神经保护作用是治疗缺血性脑卒中的重要原因。最近一项研究证明,在发生缺血性脑卒中,静脉注射的MSC可迁移至大脑缺血边界区(半暗带),分化为神经元和星形胶质细胞,减小梗死面积并恢复神经功能。
缺血半暗带存在大量处于休眠或半休眠状态的神经元,因此,如何挽救半暗带细胞及其机制已经成为缺血性脑卒中临床治疗的关键和热点。
全球22项临床研究证明MSC的治疗效果
目前来看,不仅动物实验确证了干细胞的治疗效果,提出MSC治疗缺血性脑卒中的可行性,在众多临床试验中,MSC治疗缺血性脑卒中也在稳步推进中。
截至到最近,美国临床试验数据库中已注册了近1400项MSC治疗相关疾病的临床试验,其中22例是MSC治疗缺血性脑卒中相关研究。
中山大学孙逸仙纪念医院等研究人员组成的团队在行业期刊Transl Stroke Res上发表了题为Intrathecal injection of allogenic bone marrow-derived mesenchymal stromal cells intreatment of patients with severe ischemic stroke:study protocol for a randomized controlled observer-blinded trial(间充质干细胞治疗严重缺血性卒中患者:一项随机对照观察者盲法试验的研究方案)的研究成果。
这项前瞻性、随机、对照、观察者盲II期试验,评估了鞘内输注间充质干细胞治疗大脑中动脉脑梗死患者的临床安全性、可行性和治疗机制。118名在发病后30至90天内患有缺血性中风的患者将被随机分为实验组(n = 59)和对照组(n = 59)。
符合条件的患者将接受4次间充质干细胞鞘内输注(1 × 10^6细胞/千克体重)每周一次。所有患者在细胞输注前和输注后1年内都进行了详细的功能评估和磁共振成像。
完成的临床试验证明,MSC对缺血性脑卒中患者神经功能具有显著改善作用,并证实其有效性与长期安全性。
加州大学圣地亚哥分校的团队在行业期刊Stroke上发表了题为Phase I/II Study of Safety and Preliminary Efficacy of Intravenous Allogeneic Mesenchymal Stem Cells in Chronic Stroke的研究报告。
该研究旨在证明静脉注射间充质干细胞治疗慢性卒中的安全性和有疗性。入组标准包括缺血性卒中> 6个月,共有36例参与了两个阶段的临床试验,结果证明,静脉输注间充质干细胞治疗慢性卒中和严重功能缺陷患者是安全的,并表明行为有所改善。
MSC的给药途径
不同给药途径也是影响MSC治疗效果的重要影响因素。血脑屏障是阻碍MSC进入脑卒中病灶的主要限制条件。在脑卒中急性期内,虽然静脉注射MSC只有极少量分布于损伤区域,却显著减轻炎症反应,维持血脑屏障完整性,减轻继发性脑损伤。由此可见,高效的给药方式是精准治疗的必要条件。
研究表明,虽然颅内给予MSC可靶向聚集到受损大脑,但也更具侵袭性,易造成机械损伤,不利于恢复。而相比于颅内给药,动脉和静脉内给药治疗效果更佳。
例如,通过动脉注射移植MSC可绕过体循环,经血脑屏障,分布于脑卒中梗死和缺血区域,但存在发生细胞栓塞和脑血流减少的风险。相对应的,静脉注射MSC需通过体循环和肺循环,最终穿透血脑屏障才能到达梗死区域,因此有效治疗细胞数目更为有限,但仍可促进神经功能恢复,减少梗死面积,安全有效,是最为常用的干细胞移植治疗脑卒中的给药方式。并且,脑卒中增加血脑屏障通透性,即使采用静脉注射,也能达到较好的MSC向脑损伤区域迁移的归巢现象。此外,鞘内注射和鼻内给药也是可选择的给药方式。
目前的研究报道表示,MSC主要通过旁分泌作用、免疫调节作用和抗细胞凋亡作用促进神经组织损伤修复,恢复神经功能,减少脑梗死面积,促进神经和血管生成等,从而发挥治疗缺血性脑卒中的作用。
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