神经干细胞移植治疗神经系统疾病研究

Reynolds等于1992年首次从小鼠纹状体分离出能在体外不断分裂增殖并具有多向分化能力的细胞群，第一次提出了神经干细胞（NSCs）的概念。1997年，NSCs首次被定义为一类能够自我更新并具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞能力的细胞。

中枢神经系统是神经干细胞的主要分布场所，能够作为NSCs的直接来源，而近几年发展起来的转分化技术使神经干细胞的来源迅速扩展，获取途径更为广泛。

神经干细胞能在体外大量增殖、自我更新及多向分化，分离得到的少量NSCs通过增殖能达到一定治疗浓度和标准，移植后在体内微环境的影响下，可分化为相应的神经细胞，使受损神经的功能得到修复。

神经干细胞的提出，打破了神经系统神经元不能再生的观念，为神经系统损伤修复的研究提供新的治疗策略。神经干细胞的研究已成为治疗神经退行性疾病和中枢神经损伤的热点。移植入人体的NSCs可以向神经病变部位迁移和聚集，促进宿主神经系统受损功能的恢复。

近几年来，神经干细胞的来源及对神经系统疾病的治疗研究也更加全面和深入。

神经干细胞的来源

胚胎源神经干细胞：胚胎干细胞（ESCs）具有产生三个胚层起源细胞的能力，体外培养可无限增殖并多向分化，为胚胎源NSCs的获得提供了可能。1981年，Evans等首次分离培养得到小鼠ESCs，此后ESCs分化为NSCs和神经前体细胞（NPs）的研究相继报道。胚胎来源的NSCs可分为直接从胚胎、脑或脊髓分离获得的NSCs和ESCs诱导分化得到的NSCs。

成体脑源性神经干细胞：脑组织是NSCs的主要来源，胚胎脑和成体脑组织均能分离得到NSCs。从成体脑组织中获取的NSCs能分化为神经元、星形胶质细胞和树突胶质细胞。研究结果表明，成体脑组织来源的NSCs具有强大的增殖能力，并具有分化 形成各种细胞的潜能，为细胞治疗相关疾病开辟了广阔的前景。

成体脊髓源性神经干细胞：NSCs研究表明，胚胎和成体的脊髓室管膜中均存在一定数量的NSCs，成年哺乳动物脊髓中央管膜细胞即是NSCs。NSCs可从脊髓中直接分离得到。

骨髓源性神经干细胞：骨髓间充质干细胞（MSCs）来源广泛，取材方便，由MSCs分化而来的NSCs能表达巢蛋白（Nestin），并进一步分化为神经胶质细胞和神经元样细胞。MSCs分化得到的NSCs为神经系统损伤的临床治疗提供了广阔的前景。体外获取的NSCs可快速增殖，并可长期保存。

脐血源性神经干细胞：脐带血为干细胞提供丰富的来源，越来越多的人冷冻保存脐带血，以备不时之需。脐血干细胞诱导分化为NSCs的研究也有很多报道，意在通过得到NSCs来研究其对神经系统疾病的治疗作用。

脂肪源性神经干细胞：研究发现脂肪基质细胞是存在于脂肪组织中的一种中胚层来源的成体干细胞，不仅可分化为脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞等中胚层来源的细胞，还能跨胚层分化，可横向分化为神经元和神经胶质细胞。

神经干细胞来源及移植治疗神经系统疾病临床应用

研究“争议”及技术“难点”

科学家前期对神经干细胞的研究主要把目光集中在胚胎干细胞，因为神经干细胞来源于胚胎干细胞，且胚胎干细胞具有分化全能性。

但胚胎干细胞在临床试验中的展开，不仅引起了一系列医学学的讨论问题，在技术实施上也遇到了难题。

①从社会学的角度，胚胎干细胞来自胚胎，部分学者认为胚胎具有人的地位，而临床实验的培养使用无异于变相的“谋杀”，存在问题争议。

②在技术实施上，能发育成完整个体的胚胎干细胞过于强大，具有无限增殖的潜能，类似于肿瘤细胞，如今的科研技术水平还无法完全控制胚胎干细胞的分化方向，部分胚胎干细胞移入机体后在生长繁殖过程中，可能具有向肿瘤细胞分化的风险。

因此，目前在脑部病变的治疗前景上来说，属于成体干细胞行列的神经元细胞似乎在实际应用方面看起来更光明，而对于胚胎干细胞的应用还待更进一步的研究观察。

神经干细胞的应用价值

神经干细胞的研究虽然在应用上存在风险和争议，但不可忽视的是它在临床应用上具有无比的价值，如何将其更好地投入实际应用是整个神经科学界最为关心的问题。迄今为止，大量动物试验证明，替代和部分重建神经回路是可能的。

神经干细胞移植技术与脑部疾病

脑部疾病是指因遗传、先天性脑发育不全、脑外伤、脑肿瘤、脑出血、脑梗阻、感染、化学药物中毒等引起大脑神经组织损伤，进而导致患者智力低下、肢体瘫痪甚至大小便失禁等症状体征的一大类疾病。

常见的脑部疾病可分为三大类：

①遗传、先天发育不良造成的小儿脑瘫，智力低下等；

②外伤造成的急性脑损伤后遗症、脑血管病造成的脑中风后遗症等；

③因中枢神经纤维损伤进而造成脑神经细胞衰老退化造成的慢性退行性疾病，包括老年痴呆症、脑萎缩、帕金森病等。

脑部疾病正在越来越严重地威胁着人类健康，据调查，脑梗塞、小儿脑瘫、癫痫、帕金森病等脑病和神经损伤性疾病占人类疾病总数的30%左右。而且脑梗塞、脑出血等还具有高发病率、高死亡率、高致残率、高复发率等四高的特征。

目前，对于脑部疾病的治疗多以手术与药物治疗为主，但此类疗法无法彻底治愈脑部疾病，且留有后遗症。干细胞具有多向分化潜能、强大的自我复制能力、可移植性强等特性，近年来神经干细胞移植治疗脑部疾病也成为了医学和生物学研究的热点。

近几年来，神经干细胞移植在治疗脑梗塞、脑外伤、帕金森、脑出血、脑萎缩、阿尔兹海默病、运动性神经元病、脑瘫、肌萎缩性侧索硬化症（ALS）、运动失调、舞动病、急性感染性多发性神经根炎、小儿麻痹、面瘫、末梢神经障碍等多种疾病上都取得了重大进展。

神经干细胞移植治疗脑部疾病的研究进展

①小儿脑瘫

小儿脑性瘫痪又称小儿大脑性瘫痪，是指从出生后一个月内脑发育尚未成熟阶段，由于非进行性脑损伤所致的以运动功能障碍为主的综合征。

神经干细胞移植技术是治疗脑瘫的研究热点，开拓了中枢神经系统疾病治疗的新视野。

据相关文献中国妇幼保健报道，人神经干细胞治疗小儿脑瘫的临床安全性研究。

目的：探讨人神经干细胞临床治疗小儿脑瘫的安全性。

方法：对28例脑瘫患儿采用立体定向移植的方法,将培养好的、符合需要的入神经干细胞移植入患儿额叶、内囊前肢或脑室旁等脑实质处.比较手术治疗前后患儿的血常规常用指标、肝肾功能、出凝血时间以及体温、血压、精神状态等一般情况有无差异。

结果：脑瘫患儿治疗前后红、白细胞总数、血红蛋白、血小板、总蛋白、尿素氮、肌酐以及出凝血时间、体温、血压等比较,差异均无统计学意义(P＞0.05).

结论：神经干细胞治疗小儿脑瘫的临床应用是安全可行的。

②阿兹海默症

阿茨海默病是一种进行性认知障碍疾病。目前，对于阿兹海默症尚无有效的治疗方法。鉴于干细胞的再生潜能，应用干细胞治疗阿兹海默症的研究越来越多。

2017年3月，韩国Bio Star研发的自体干细胞产品Astro Stem宣布在美国开启一项I/II期临床试验，这个干细胞药物研发在过去10年里已经投入了超过2.61亿美元。Bio Star的负责人认为，Astro Stem这一干细胞治疗技术不但可以缓解阿茨海默病症状的发生，干细胞分化出年轻的细胞，还能促进受损脑细胞的更新换代，实现根本的功能逆转。

③帕金森病

帕金森病是一种常见的神经功能障碍疾病，多在60岁以后发病。症状为静止时手、头或嘴不自主地震颤，肌肉僵直、运动缓慢以及姿势平衡障碍等，导致生活不能自理。

目前国际上已开展使用间充质干细胞，神经干细胞和胚胎干细胞治疗帕金森病的各种项目。

国内有如下已获得临床备案的项目：

目前对帕金森病的临床主要治疗方式为药物和手术，但均只能短期缓解症状且后期副作用大，而干细胞的自我更新能力和多向分化潜能为帕金森病的治疗带来曙光。

目的：探讨神经干细胞移植治疗帕金森病的有效性以及安全性。

方法：取12周人胚胎脑组织体外培养扩增，计数5×106-2×107制作成混悬液4-6 mL，通过腰穿、颈动脉注射途径植入30例帕金森病患者体内，1次/周，共3次。移植前后进行统一帕金森病评定量表(UPDRS)、修正Hoehn-Yahr分级量表、帕金森病Schwab&England日常活动分级量表评分。移植前后检测和评估血尿常规、肝功、肾功、不良反应。

结果与结论：12周龄胚胎培养的神经干细胞可在体外稳定扩增，并且具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。

通过随访发现神经干细胞移植能有效控制帕金森病病理进程、恢复受损脑功能，改善患者的神经功能，无明显并发症。可见应用体外长期扩增的人类神经干细胞移植治疗帕金森病是可行和有效的。

国内郑州大学第一附属医院使用400万个胚胎干细胞来源的神经前体细胞移植到帕金森病患者体内。

这是全球首个使用受精胚胎的胎盘干细胞治疗帕金森病的临床试验，此项目是中国在2015年通过的第一批干细胞临床试验，旨在确保干细胞能够安全和符合标准的前提下应用于临床。

④脑卒中

脑卒中是危害人类生命健康的重要疾病之一，随着医疗水平的发展，患者的存活率有所提高，但仍遗留许多身体健康问题。近年来，干细胞技术的出现为脑卒中提供了一种新的临床研究方法。

近年来研究发现神经干细胞( NSCs)及骨髓间充质干细胞(BMCs)等通过增殖分化和迁移、改善受损区细胞生存微环境、重建受损区域神经元网络、最大限度的恢复缺失的神经功能。

目的：探讨神经介入方式神经干细胞移植治疗脑卒中的方法,可行性及安全性。

方法：对15例脑卒中患者采用股动脉穿刺下神经介入方式,责任颅内动脉内神经干细胞移植,采用欧洲卒中量表评分标准(ESS),生活功能评分标准(BI)评价。

结果：本实验15例脑卒中患者均行神经介入干细胞移植,结果显示14例均有效,有效率95%,移植后ESS(55.2+20.1)较移植前(50.4+20.0),移植后BI(42.1+32.1)较移植前(35.6+31.9),均有明显提高.不良反应少见。

结论：神经干细胞介入方式移植治疗脑卒中有效可行,临床待推广及更多病例支持。

2019年，我国解放军总医院在《干细胞转化医学》（Stem Cells Translational Medicine）杂志上公布，神经干细胞移植有助于脑卒中偏瘫患者运动功能的恢复。

9名年龄在30至65岁之间的偏瘫患者参与了这项临床研究，他们在中风后5-24个月接受人源神经干细胞NSI-566脑内移植，NSI-566被移植至脑内梗塞灶附近。

结果表明，人源神经干细胞NSI-566治疗偏瘫性脑卒中拥有一定的临床益处。

随着神经干细胞移植技术的迅猛发展，神经干细胞治疗脑部疾病取得了一系列的突破性成果。相信随着科学研究与医疗技术的不断进步，神经干细胞疗法可以将脑部疾病的治疗窗口延长，为脑部疾病的治疗提供新型的解决方案。