《Cell》人胚胎干细胞（hESC）来源的多巴胺能祖细胞治疗帕金森病

帕金森病（Parkinson's disease，简称PD）又称"震颤麻痹"，巴金森氏症或柏金逊症，是一种常见于中老年的神经系统变性疾病，多在60岁以后发病。最早系统描述该病的是英国的内科医生詹母.帕金森，当时还不知道该病应该归入哪一类疾病，称该病为“震颤麻痹”。帕金森病是老年人中第四位最常见的神经变性疾病，在≥65岁的人群中，1%患有此病；在＞40岁的人群中则为0.4%.本病也可在儿童期或青春期发病。

目前，全球至少有1000万帕金森病患者，其中我国的帕金森病患者超过300万。在帕金森病早期进行精准诊断和及早干预治疗，能够抓住治疗时机，缓解患者病情，延长患者生存期。然而，帕金森病患者的早期症状隐匿，且目前尚无对帕金森病早期精准诊断的特异性方法。

帕金森病是一种缓慢发生的选择性中脑黑质多巴胺能神经元丧失和纹状体多巴胺含量明显减少的神经系统退行性疾病，发病率随年龄而上升，多巴胺的缺乏导致锥体外系功能失调，从而出现静止性震颤、肌僵直、动作减少及平衡障碍等临床表现。国际拳王阿里和美国前总统里根生前都受困于这一病症。目前，帕金森病的具体病因尚不明确，但与高龄、环境毒素接触等因素有关。

帕金森病的症状有以下几种：

第一，静止性震颤，常为首发症状，多开始于一侧上肢远端，静止位时出现或明显，随意运动时减轻或停止，紧张时加剧，入睡后消失，

第二，肌强直，呈现铅管样或齿轮样肌强直。

第三，运动迟缓，随意运动减少，动作缓慢、笨拙，体检时可见面容呆板，双眼凝视，酷似面具脸；书写字体越写越小，呈现小写征。

第四，姿势平衡障碍，走路时患侧上肢摆臂幅度减少或消失，下肢拖曳，行走呈慌张步态。

目前 PD

治疗方法仍以药物为主，为患者补充多巴胺，试图恢复脑中正常的多巴胺水平，能一定程度改善症状，提高生活质量;但随着病程延长和病情加重，药物治果渐不理想。因此，寻找有效干预该病的方法具有重要意义。

研究历史

《震颤麻痹论文》1817年，英国一般科开业医师詹姆士.帕金森在一篇名为《震颤麻痹论文》的论文（Essay on the Shaking Palsy）中描述了这些症状：行动迟缓、肌肉僵直、四肢颤抖、步伐拖曳、忧郁及痴呆等。

1917年，维也纳医生冯伊考诺摩首次描述了流行性嗜眠性脑炎。

1918年－1926年间，大约1千500万人流行性嗜眠性脑炎，也通称睡病。这是一个重要的发现，因为生存的人当中，有约5百万人最终患上了帕金森氏症。

1960年，Enhringer及Horniewicz从帕金森氏症患者的脑部解剖发现，在基底核的多巴胺浓度有减少的现象。

1982年，继美国加州流行吸食海洛英成瘾之后，爆发出帕金森氏症的流行。

1984年Langston, Ballard及Burns发现合成出来的假海洛英(MPTP)有毒，会选择性的危害黑质脑细胞，使得多巴胺神经元的粒线体中毒死亡，并因此产生帕金森氏症。这类的患者情况接近最严重的帕金森氏症(手脚僵硬）。他们亦发现不论用吸食或注射海洛英，都形成MPTP毒素，甚至海洛英制造工厂或实验室所产生大量漂浮在空气中的物质，能透过呼吸系统进入人体而危害人体健康。另外一氧化碳中毒及重金属如镁中毒，亦可以破坏黑质脑细胞而产生帕金森氏症患者，亦有多发性大脑栓塞的病症，可能跟他们的基因遗传体质有关（Gary，Poirier，1991）。

1990年，Lindvall和他的工作队员将3~4个约8至9个星期大的胚胎中取出黑质体脑细胞并植入一个患有帕金森氏症的病人中。由于脑组织和免疫系统被脑血管障壁隔离，因此捐赠细胞者不需和接受者有任何血源关系。5个月后，病人的黑核细胞生产了足够的多巴胺，这含量的多巴胺足够让病人自由行动。

近年来，干细胞技术得到迅猛发展，干细胞在再生医学、建立疾病模型及药物筛选等领域逐渐显示出其巨大应用价值。由于干细胞具有自我更新能力和多向分化潜能，可分泌多种活性成分，在损伤组织内进行神经再生与修复，为帕金森病干预带来了曙光。

目前，全球在ClinicalTrials上已经注册的关于干细胞在帕金森病的临床试验案例共有24项，而我国占据了4项。干细胞疗法为不可逆神经系统退行性疾病提供大量细胞来源，使帕金森病治疗研究更具意义。相信在不久的将来，干细胞疗法将为更多帕金森病患者解除痛苦，有效提升其生存质量。未来，有理由相信干细胞疗法将会造福更多神经系统退行性疾病患者。

其实早在1987年，瑞典科学家就提出了“细胞治疗”的概念。科学家们将流产胎儿腹侧中脑组织（fetal ventral mesencephalon, fVM）给帕金森患者，部分帕金森病人的运动症状得到一定缓解，且尸检结果提示胎儿中脑组织能够在病人脑内存活并生成具有功能的多巴胺能神经元，为帕金森病细胞治疗提供了“概念验证”的依据。

2017年6月内蒙古某医院神经内科对15例帕金森病患者开展临床研究，通过干细胞疗法1个月干预后，采用统一帕金森病评分量表对患者移植前后神经功能进行评定。结果发现，移植后患者震颤、强直症状改善非常明显，运动迟缓、姿势不稳等临床症状较干预前也有所改善，且均未出现移植物抗宿主病。

2018年，参与干细胞临床试验（NCT02452723）的帕金森患者房地产巨头凯文.斯向改变他命运的神经外科医生公开表达了感谢。2013年10月24日，63岁的他被神经科医生确诊为早发性帕金森氏病。2016年12月，他成为了全球首批接受干细胞注射相关试验性脑部手术的患者之一。2017年，恢复良好的凯文参加了长达2400公里的骑行比赛，为帕金森患者们筹集资金。

细胞疗法被认为非常适合治疗帕金森病（PD），因为其发病机制相对简单，以中脑黑质致密部多巴胺能神经元局限性退化为特征。在动物实验和人体试验中，移植人胎儿腹侧中脑组织或细胞已经证明了能够帮助运动功能的恢复。

然而，这些结果往往不一致，这突显了对改进细胞疗法方案的需求，以确保产生足够数量的明确定义的中脑多巴胺能（mDA）神经元细胞，并采用标准化的细胞制备和移植程序。

最近的技术进步已经使人多能干细胞（hPSC），例如胚胎干细胞（ESC）和诱导多能干细胞（iPSC），能够高效生成mDA神经元，为努力建立基于hPSC的帕金森病移植疗法铺平了道路。许多研究表明，当移植到帕金森病动物模型中时，hPSC来源的mDA祖细胞很好地整合到宿主大脑中，并成熟为功能性的mDA神经元，显著改善运动功能。

近日，延世大学医学院的研究人员在 Cell Stem Cell 期刊发布了题为：Preclinical and dose-ranging assessment of hESC-derived dopaminergic progenitors for a clinical trial on Parkinson's disease 的研究论文。

该研究从临床级人胚胎干细胞（hESC）中大规模生成高的中脑多巴胺能（mDA）祖细胞，并在体外和体内验证了mDA祖细胞的安全性和有效性。mDA祖细胞以移植剂量依赖性地改善了帕金森病大鼠模型的疾病相关行为。基于这些这些临床前研究结果，研究团队获得了韩国食品和药物安全部批准进行帕金森病细胞疗法的1/2a期临床试验，并开始了对12名帕金森病患者的治疗。

2020年5月，麻省总医院的研究人员在《新英格兰医学杂志》（NEJM）报告了一项开创性研究，一名接受自体移植hiPSC来源的mDA祖细胞的帕金森病患者，在植入后24个月时表现出临床症状稳定或改善。现在，这种方法得到了进一步的发展，hiPSC来源的hESC来源的mDA祖细胞开始进入到早期临床试验阶段。

将细胞移植用于帕金森病的临床应用的第一步是全面定义细胞产品特征。确定细胞是否在GMP条件下使用临床级材料生产，以及它们是否符合预期的临床使用标准至关重要。随后，临床前研究应该通过大规模动物实验产生令人信服的证据，并系统地检查长期安全性相关问题，如毒性、生物分布和致瘤性。此外，临床前研究需要确定移植的最佳细胞剂量范围，作为人类试验的参考。最重要的是，整个研究设计必须细致，结果必须以公正的方式评估。这通常需要与CRO公司合作，并与监管机构进行广泛讨论。

该论文描述了一项临床前研究的过程和结果，旨在将人胚胎干细胞（hESC）来源的中脑多巴胺能（mDA）神经元用于治疗帕金森病的人体临床试验。

该研究使用的细胞分化方法已经得到优化，以便临床应用，确保符合GMP标准。这种优化方法能够大规模生产高、低温可保存的mDA祖细胞，同时保持严格的质量控制。由独立CRO公司使用免疫缺陷大鼠进行的长达一年的大规模移植研究表明，移植的mDA神经元没有导致致瘤性、显著毒性或注射部位外的异位整合。此外，临床mDA前体细胞显示出治疗潜力和剂量范围，在毒素诱导的半帕金森大鼠中产生了治果。这些发现提供了有关人体试验适当细胞剂量的必要信息。

具体来说，该论文介绍了在严格的GMP条件下从临床级hESC中大规模提取高mDA祖细胞的方法，还在符合良好实验室规范（GLP）的设施中评估了这些细胞在免疫缺陷大鼠中的毒性、生物分布和致瘤性。将不同剂量的mDA祖细胞移植到半帕金森大鼠模型中，观察到在最小有效剂量范围为5000-10000个mDA祖细胞时，出现了显著的剂量依赖性的行为改善。这些结果为确定人类临床试验的低细胞剂量（315万个细胞 ）提供了见解。

基于这些实验结果，研究团队获得了韩国食品和药物安全部批准进行帕金森病细胞疗法的1/2a期临床试验，并开始了治疗帕金森病患者的临床试验。

论文链接：

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(23)00401-0

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现涵盖iPSc诱导多能干细胞，鲜活细胞、间充质干细胞、神经干细胞、血管内皮干细胞、软骨干细胞、NK/NKT/CTL/CAR-T/CAR-NK/DC-CIK/INKT等免疫细胞，肿瘤疫苗等；应用范围包括：疾病预防、两性生殖、神经系统疾病、脑部疾病、亚健康、免疫系统疾病、骨关节疾病等，同时拥有个体化iPS制备和分化成精原细胞、卵原细胞并形成精子、卵子技术、NSC脑部立体定向技术、NSC球后视神经靶向技术等。