经鼻吸入干细胞治疗帕金森病
发布日期:2025-06-03

在帕金森病的干细胞治疗方案中,经鼻吸入给药(如鼻黏膜途径)是唯一不需要侵入性操作的递送方式。

经鼻吸入给药适用于早期患者(Hoehn-Yahr 1-2期)或无法耐受手术者,可通过多次无创治疗延缓疾病进展。经鼻吸入给药通过鼻黏膜途径利用嗅觉和神经通路绕过血脑屏障,将干细胞递送至大脑,具有无创、操作简便的特点,无手术相关风险,操作风险极低。

北京协和医院的I期临床试验显示,经鼻移植神经干细胞后,患者MDS-UPDRS总分平均减少19.9分(第6个月峰值),且改善持续至12个月。仅报告轻微不良事件(如鼻黏膜刺激),无严重并发症。动物研究表明,经鼻途径递送的干细胞可通过分泌神经营养因子(如BDNF、GDNF)间接保护神经元,直接替代受损多巴胺能神经元的效果较弱。

经鼻吸入给药虽然治疗帕金森病临床有效,但是也存在局限性,比如:鼻黏膜吸收效率受黏液层和纤毛运动影响,细胞实际到达靶区的比例较低,可能需多次重复治疗。动物模型中,仅约1%的递送细胞最终分布于目标脑区。

绕过血脑屏障的神经通路机制

经鼻吸入的干细胞主要通过嗅神经直接进入中枢神经系统(CNS),无需穿越血脑屏障。

嗅神经起源于鼻腔嗅黏膜的嗅上皮细胞,其轴突(嗅神经丝)穿过筛板的孔隙进入嗅球,与脑脊液和脑实质直接相通。干细胞或外泌体可通过轴突运输方式迁移,它们被嗅神经上皮细胞摄取后,沿轴突主动运输至嗅球,进而扩散至更远的脑区(如海马、皮层)。例如,间充质干细胞(MSC)经鼻给药后,1小时内即可在嗅球、海马等脑区检测到,表明细胞能沿神经通路快速迁移。

血脑屏障的间接穿越机制

外泌体因纳米级尺寸(30-150 nm)和表面黏附分子(如CD29、CD63),可通过血脑屏障的内皮细胞转运或胞吞作用进入脑实质。在脑损伤或神经退行性疾病中,血脑屏障通透性增加,可能促进干细胞或其分泌的因子(如VEGF、miRNA)进入脑部。

嗅神经能够传递鼻腔内的干细胞进入大脑,主要与其独特的解剖结构、生理特性以及干细胞的特殊迁移机制有关。

嗅神经(第一对脑神经)的纤维起源于鼻腔嗅黏膜的嗅细胞,其轴突穿过筛板的筛孔进入颅前窝,与大脑的嗅球直接相连。嗅神经的轴突裸露在鼻腔黏膜中,且嗅鞘细胞(OECs)不形成髓鞘,这种结构特点使其成为干细胞进入大脑的“天然桥梁”。这种独特的解剖结构为干细胞从鼻腔迁移至大脑提供了物理通道。嗅神经通路的部分区域(如筛板)缺乏典型的血脑屏障结构,使得干细胞或外泌体能够绕过血脑屏障的限制,直接进入中枢神经系统。 

嗅神经是哺乳动物神经系统中少数具有终身再生能力的神经之一。研究表明,嗅鞘细胞作为嗅神经的支持细胞可以包裹干细胞或外泌体,通过趋化因子引导它们沿嗅神经轴突迁移至大脑受损区域。干细胞或外泌体可通过嗅神经元的胞吞作用进入轴突,随后沿轴突运输至嗅球,再扩散至其他脑区。干细胞也可能通过嗅黏膜的细胞间隙进入脑脊液(CSF),再通过脑脊液循环到达大脑。外泌体通过鼻腔给药后1小时即可在嗅球中检测到,24小时内分布至纹状体和中脑。

损伤的脑组织会释放趋化因子(如SDF-1),吸引嗅神经干细胞(ONS)或间充质干细胞(MSCs)向病变部位定向迁移。干细胞能够分泌基质金属蛋白酶(MMPs)等酶类,降解细胞外基质,从而穿透组织屏障进入神经纤维。

干细胞需定位在嗅裂区域,鼻腔给药后患者需要仰卧位保持4小时以促进吸收。由于单次给药后干细胞在脑部的分布有限,需通过多次鼻内给药(如每周1次,连续4周)维持治疗效果。炎症或损伤会增强趋化因子释放,可能提高干细胞迁移效率。间充质干细胞(MSCs)比神经干细胞(NSCs)更易通过血脑屏障,但嗅神经通路可能更适合NSCs。

目前,经鼻吸入干细胞的研究多关注治疗效果而非运输速率,如临床试验中单次移植量为5×10^5/kg干细胞,分3次进行(间隔1个月),但未明确每日运输量。

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