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干细胞治疗脑瘫的方法:如何对脑瘫提供帮助?

关于脑瘫

脑瘫是各种原因对发育中的大脑造成损害影响的总称。它与一系列症状有关,包括肌肉无力和运动问题。对大脑的损害通常发生在其发育的早期,无论是在怀孕期间还是在出生后不久的婴儿身上。症状可能包括行走、平衡和运动控制、进食、吞咽、说话或眼球运动协调困难。一些受脑瘫影响的人也有一定程度的智力障碍。没有两个脑瘫患者受到的影响完全相同。

神经细胞
在大脑中发现的细胞示例: 许多不同类型的细胞相互作用以在大脑周围以及大脑和身体之间传递信号。脑瘫很难治疗,因为它可能会损害所有这些类型的细胞及其连接。

脑瘫的种类

每个孩子都是独一无二的,脑瘫根据大脑的哪个区域受损而采取不同的形式。医生通常会在使用 MRI 脑部扫描检查脑损伤并考虑患者最主要的运动问题后做出诊断。他们还通过坐、爬、走等发育里程碑来监测孩子。

脑瘫有四种主要类型:痉挛型、运动障碍型、共济失调型或混合型(当患者有不止一种运动障碍时)。 

痉挛性脑瘫:是最常见的形式,约占所有病例的80%。这种类型通常涉及肌肉紧绷,这会导致运动困难并会影响言语和膀胱控制。它可以影响身体的一部分或全部。许多痉挛性脑瘫患者也有一些不自主的运动,因此被称为混合型。 

运动障碍性脑瘫:占病例的10-15%,通常是最严重的脑瘫形式之一。它会导致不自主运动、肌肉张力变化,还会影响姿势和/或运动。 

共济失调性脑瘫:约占脑瘫的5%,影响运动的精细协调,例如平衡、姿势、步态、眼球运动的控制和深度知觉。

脑瘫的病因

脑瘫可能在怀孕期间出现,但也可能由出生时的并发症或出生后受伤或生病引起。通常很难准确查明是什么导致了大脑损伤,因为许多不同的因素可以共同作用产生每个人独特的一系列症状,包括:

  • 大脑细胞内基因的变化会影响大脑的发育
  • 大脑有时会发育成不寻常的形状或结构
  • 怀孕期间感染或身体受伤会导致大脑受损
  • 早产并发症
  • 出生时患重病(称为新生儿脑病),有时会导致大脑缺氧

脑瘫现在怎么治疗?

今天的治疗重点是使脑瘫的症状更容易控制。没有完全治愈方法,但医疗保健专业人员团队与患者一起努力解决脑瘫的不同方面。这可能包括物理疗法和职业疗法以改善运动和机动性,以及言语疗法以提高沟通技巧。肌肉松弛剂可用于解决肌肉僵硬,其他药物可用于帮助解决婴儿喂养问题。许多专业组织为家庭提供支持并提供有关可用疗法的信息。许多卫生专业人员普遍鼓励并相信早期识别和干预对控制脑瘫有显着帮助。

脑瘫干细胞疗法的研究仍处于非常早期的发展阶段,目前尚无行之有效的治疗方法。正在探索使用干细胞的各种新策略,但它们中的任何一种都不太可能提供完全治愈。

如今,研究人员正在使用几种不同类型的干细胞来研究动物的脑损伤,并探索开发新疗法的可能性。在其中一些研究中,研究人员似乎能够减少对大脑的损害,动物的症状也有所改善。然而,这些对动物的影响尚未完全了解,实验室中动物身上发生的情况可能与人类患者身上发生的情况并不完全匹配。需要更多的研究来确定基于干细胞的治疗是否是治疗脑瘫的安全有效方法。

干细胞疗法如何对脑瘫提供帮助?

替换大脑中丢失的细胞

大脑和脊髓含有称为神经前体细胞的细胞,这些细胞可以发育成大脑的特化细胞。一种想法是,这些神经前体细胞可以移植到脑瘫患者体内,或用于在实验室中制造新的神经细胞,以替代患者大脑中丢失的细胞。但是,如果事实证明这是可能的,那将是一个极其长期的目标。任何移植到大脑中的新细胞都需要与大脑周围携带信号的数百万个相互连接的细胞组成的复杂网络正确连接。这具有巨大的挑战性并带来严重的风险,因此研究人员相信其他方法会更快地提供结果。

注射干细胞以帮助保护或修复受损的神经细胞

尽管有临床研究调查干细胞的益处,但必须强调的是,目前尚无临床批准的用于脑瘫的干细胞疗法。clinicaltrials.gov上列出了一些知名机构在进行干细胞移植脑瘫的临床试验,这些试验正在研究将细胞注入大脑对脑瘫患者的影响。(请注意,该公共网站仅列出临床试验。它不会检查所列临床试验是否安全或科学合理。)这些研究正在调查干细胞帮助保护和修复大脑损伤的潜力。

这项研究主要关注两种不同类型的干细胞:

来自大脑和脊髓的神经干细胞正在动物身上进行研究,作为支持大脑受损组织的工具。一项使用大鼠的研究,在受伤后将神经前体细胞注射到大脑中,发现注射的细胞释放的化学物质有助于减轻神经元和称为少突胶质细胞的特殊脑细胞的损伤程度,并帮助受损的神经细胞存活. 这些早期发现目前正在进一步调查中。

间充质干细胞 (MSCs) 正在小鼠身上进行测试,以研究它们在减少脑损伤方面的用途。这些细胞可以发育成构成骨骼、肌肉和循环组织的细胞。虽然间充质干细胞不能发育成脑细胞,但一些研究表明,在注射到小鼠的大脑或血液中后,这些细胞可以移动到大脑的受损部位并释放物质,刺激人体自身的修复系统,支持神经的恢复。

开发针对已经存在于大脑中的干细胞的药物

我们的大脑天然包含能够制造神经元的干细胞和构成大脑的许多其他细胞。治疗脑瘫的另一种可能途径是开发药物,促使患者自身的干细胞变得更加活跃,产生新细胞并修复大脑中受损的区域。研究人员希望在实验室中对脑干细胞和神经细胞的研究将有助于确定可用于此目的的药物种类。

干细胞现在可以治疗脑瘫吗?

针对脑瘫的潜在干细胞疗法的研究仍处于实验室研究和一些非常初步的临床试验阶段,因此目前尚无经过验证的治疗方法。目前的临床试验通常涉及将骨髓或脐带血中的干细胞注射到大脑中。尽管对患者运动控制的任何变化进行了测量,但此类早期试验的主要重点是确定此类治疗是否安全。当前的试验列在注册表 clinicaltrials.gov中。(请注意,本公开网站仅列出临床试验,不检查所列临床试验是否安全或科学合理。)

近年来,中国干细胞治疗脑瘫的临床试验

2016年,徐州医学院研究生学院研究人员发表论文,旨在采用粗大运动功能评定量表评价脐带间充质干细胞1个疗程和2个疗程治疗对痉挛性脑瘫患儿粗大运动功能的影响,从而评价脑瘫患者接受多个疗程干细胞移植治疗的必要性。研究指出,脐带间充质干细胞移植治疗小儿脑瘫是安全、有效、可行的,第2疗程干细胞移植治疗可进一步改善患儿运动功能,因此脑瘫患儿有必要接受2个甚至更多疗程的干细胞移植治疗。该文发表在2016年第02期《武警后勤学院学报(医学版)》杂志上。

2017年,通过卫计委备案的项目《脐带间充质干细胞/神经干细胞治疗小儿脑性瘫痪的临床研究》已经正式启动,旨在建立以干细胞移植为核心,集医疗、护理、康复、心理等为一体的规范化方案,延长患儿的生存时间,提高患儿生存质量,减轻家庭和社会负担。

2021年湖北医药学院附属太和医院牵头负责的临床研究项目成果在国际期刊《Stem Cell Research & Therapy》上发表;

40例符合条件的患者随机分为hUC-MSC(人脐带间充质干细胞)治疗组和对照组。除康复治疗,hUC-MSC组接受4次静脉输注hUC-MSCs,对照组则接受安慰剂。通过12个月的随访进行安全性评估(通过不良事件(AEs) )和有效性评估(通过日常生活活动能力(ADL)量表、综合健康功能评估(CFA)和粗大运动功能评估量表(GMFM) )。

结果表明:共39例患者接受治疗并完成预定的评估。hUC-MSC治疗组与对照组不良事件(AEs)差异无统计学意义。此外,与对照组比较,hUC-MSC治疗组ADL、CFA和GMFM量表评分显著改善。说明hUC-MSC移植结合康复在改善脑瘫患儿粗大运动和健康功能方面是安全有效的。

2023年2月,大连医科大学第一附属医院刘晶教授在《StemCell Research &Therapy》期刊杂志上发表了一篇关于脑瘫神经干细胞鼻内给药后的安全性和有效性结果:一项随机1/2期对照试验的论文。

结论:我们的结果表明,神经干细胞移植经鼻内给药具有良好的耐受性,并且可能对脑瘫儿童有益

脑瘫患者可能需要联合治疗,利用干细胞、物理疗法和其他方法的好处。在干细胞治疗成为现实之前,必须通过进一步的研究来回答许多问题,例如:

  • 哪种干细胞最适合使用?
  • 如何才能大量获得我们需要的细胞?
  • 使用这些细胞的最佳方式是什么?它们将如何影响身体?
  • 如果我们打算注射细胞,应该将它们直接注射到大脑的受损区域,还是注射到血液中?
  • 什么时候需要进行治疗才能获得最佳效果,即是否存在一段时间后损伤会变成永久性的?
  • 刺激大脑中已有的干细胞治疗是更好的解决方案吗?

任何治疗的安全性也需要通过许多阶段的研究来确定,以降低对患者的风险。因此,科学家们需要确切地知道干细胞在用作治疗时的表现,这需要时间。

参考资料:

本资料单最初由Nia Powell创建 。 

2014 年由 Ali Fatemi、  Veronica Lynch、  Megan Munsie 和 Iona Novak审核。

2016 年由 Megan Munsie 和 Iona Novak 审核。

2018 年由Ryan Lewis编辑。

由 Megan Munsie 于2018年审核。 

利比·韦尔奇(Libby Welch) 拍摄的一位患有脑瘫的母亲和她的女儿的照片 ,Wellcome Images。Nina Callard的神经前体细胞分化图像 ,Wellcome Images。插图显示了Nia Powell 使用 Servier Medical Art在大脑中发现的神经细胞示例 。 

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