来源:国际干细胞研究
脑出血虽然仅占所有卒中的10%~20%,但却是较为凶险的一种类型,美国心脏协会和美国卒中协会推荐将“幕上血肿清除术”作为重度脑出血患者的“挽救生命”治疗方法。不过很多患者即便经过积极治疗,平稳度过急性期,仍有可能会遗留不同程度的后遗症,而且尚无有效的治疗方法,临床主要以康复治疗为主,包括康复功能锻炼、药物治疗(如营养神经药物)、物理治疗(如经颅磁刺激)等方式,但效果有限。
近年来,随着医疗技术的不断进步,干细胞因其潜在的神经再生能力,而引起了相当大的关注,并进行了多项临床前和临床研究,为脑出血后实现功能恢复,提供了新的治疗方向!
何谓脑出血及脑出血后遗症?
1、脑出血
脑出血(ICH)常被称为“出血性脑卒中”,是指由于多种原因(如高血压、脑淀粉样血管病、烟雾病、动脉瘤、动静脉畸形等),造成脑部血管破裂后,引起的自发性颅内出血,可导致脑组织受损和神经功能障碍,其常见症状包括头痛、恶心、呕吐、意识障碍等。根据解剖位置的不同,脑出血可分为脑室出血、小脑出血、脑干出血(如中脑缺血、脑桥出血、延髓出血)、基底核区出血(如脑叶出血、丘脑出血)等常见类型。
2、脑出血后遗症
脑出血后遗症是指因原发性非外伤性脑实质内出血,而引起的脑组织破坏及脑功能障碍,主要表现为肢体运动功能障碍(如偏瘫)、言语障碍(如失语)、认知障碍等,具体表现和症状轻重与脑出血部位、出血量等有关,重症者还有致残的风险,严重影响患者的身体健康和生活质量。
脑实质出血后的功能障碍不仅源于神经元或突触丢失,还源于白质(WM)轴突的原发性损伤。脑出血好发于基底神经节和内囊(IC)区域,该区域存在丰富的白质(WM)纤维束,可传导感觉、运动和视觉信息。一旦该区域发生出血,WM的生理结构和功能就会受到不同程度的中断,导致偏瘫、偏盲、失语症等各种功能障碍。
干细胞治疗脑出血后遗症的临床研究
近年来,以间充质干细胞为代表的干细胞疗法,在治疗脊髓损伤、缺血性/出血性脑卒中等神经系统疾病方面备受关注,多项临床研究已展现出预期的结果。
1、临床研究一
据《Frontiers in Cellular Neuroscience(细胞神经科学前沿)》报道,间充质干细胞治疗脑出血后遗症的初次应用是关于两例持续性植物人状态出血性中风患者的病例报告(2016年),这两例患者接受间充质干细胞脑室内注射治疗三次,每次间隔1个月。经过1年的随访,结果显示,经美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分,这2例患者的功能状态明显改善。
2、临床研究二
据《Cell Transplant》报道的一项临床研究,选取206例脑出血后遗症患者,并分成两组,移植组患者通过鞘内移植的方式,给予间充质干细胞(MSC)治疗;另96例则为对照组。经过一年的随访,结果显示,移植组患者其NIHSS(美国国立卫生研究院卒中量表)评分、Barthel指数(是对患者日常生活活动的功能状态进行测量)、脑卒中mRS(改良Rankin量表)评分显著改善。
3、临床研究三
有研究报告了干细胞移植治疗脑出血的5年长期随访结果,该研究选择中度至重度神经功能缺损的脑出血患者,将其分为三组,即BM-MNCs组(给予自体骨髓间充质干细胞)、UC-MSC组(给予脐带间充质干细胞)、对照组。结果显示,在移植后长达5年的随访时间里,两个移植组的NIHSS(美国国立卫生研究院卒中量表)评分都低于对照组。
不过目前干细胞治疗脑出血后遗症目前仍处于临床研究阶段。
表1 干细胞移植在脑出血患者中的临床研究
干细胞为何能治疗脑出血后遗症?
间充质干细胞(MSC)是一类具有自我更新能力的多能干细胞,具有几乎可以分化成任何终末期谱系细胞的潜力,对组织稳态、修复和再生至关重要。这些细胞可以从各种成人和围产期组织中获得和扩增,包括骨髓、脂肪组织、脐带组织、外周血等。临床研究使用较多的是骨髓间充质干细胞(BMSC)、日本自体脂肪MSC、脐带MSC等。根据既往的研究,干细胞疗法治疗脑出血的影响机制主要包括促进神经回路的重组、血管生成、改善血脑屏障、抗脑水肿、抗炎和神经保护等。
1、促进神经回路的重组
是主要的机制之一,神经发生可细分为外源性和内源性神经发生,其中,外源性神经发生是植入干细胞的直接分化,而内源性神经发生,主要通过刺激植入的干细胞,产生的自身神经元细胞。
研究显示,植入间充质干细胞后,患者同侧喙额区域(辅助运动区域)、对侧尾部前肢区域(CFAA,初级运动区域)得以改善,这可能与神经回路的重组有关。
2、改善脑出血后的血管生成
血管生成是干细胞治疗效果的重要机制,因为血肿周围的脑组织通常容易缺血。研究显示,血管生成由某些营养因子[如血管内皮生长因子(VEGF)]促进,植入间充质干细胞后,可增加血肿周围区域VEGF的水平;还可增加CD31(内皮标志物)水平,调节了内皮细胞对VEGF的反应,最终通过改善脑出血后的血管生成,促进神经功能的恢复。
3、改善血脑屏障通透性
脑出血后可出现继发性损伤,是因病灶周围水肿导致的神经系统症状进一步加重,因此,减少脑水肿是防止疾病继续进展的重要策略。研究显示,间充质干细胞抗脑水肿机制主要包括两点,即阻止血脑屏障的破坏、调节AQP-4的表达。
①阻止血脑屏障破坏:间充质干细胞可降低诱导型一氧化氮合酶、3-硝基酪氨酸、基质金属蛋白酶-9的水平(这些水平可能会破坏血脑屏障),并增加紧密连接标记物(如claudin-5)的水平,从而有助于改善血脑屏障的通透性。
②调节AQP-4的表达:AQP-4是中枢神经系统的主要水通道,与脑水肿的发病机制有关,而间充质干细胞可以下调水通道蛋白-4(AQP-4)的表达,从而改善脑水肿,最终达到预防和改善脑出血后出现的继发性损伤。
4、发挥与抗凋亡途径相关的神经保护作用
MSCs具有一定的神经保护作用,包括抗凋亡或抗退行性功能,从而有助于改善脑出血后遗症神经损伤的相关表现。
5、减少中性粒细胞浸润和炎性巨噬细胞
炎症可导致脑出血的继发性损伤,因此,控制炎症对于预防脑出血的神经系统恶化至关重要。
研究显示,间充质干细胞通过降低促炎细胞因子[如干扰素γ、TNFα(肿瘤坏死因子α、IL-1(白细胞介素-1)、IL-2、IL-6)]水平、升高抗炎细胞因子(如IL-10)水平等方式,以减少中性粒细胞的浸润、减少炎症性巨噬细胞产生,最终达到防治因炎症造成的脑出血相关后遗症。
小编寄语
干细胞疗法是近年来发展起来的新兴领域,可分化为多种脑组织细胞,有助于促进神经功能的恢复,提高患者的生活质量,为脑出血后遗症患者带来了新的希望!但国际干细胞小编温馨提示,脑出血急性期还需要及时就医,通过手术或药物等传统治疗方式,稳定生命体征。待病情稳定后,再考虑通过其他治疗方式,改善后遗症状。