脊髓损伤是指由于外伤或疾病导致的脊髓结构和功能的损害。脊髓是神经信号传导的重要通路,当其受到压迫或损伤时,可能导致神经信号传递障碍,进而引起一系列临床表现。
目前,尽管脊髓损伤的治疗取得了一定进展,但传统方法治疗脊髓损伤存在多方面的局限性,主要体现在:
- 其恢复效果有限、治疗周期长以及伴随的并发症风险。
- 物理疗法和康复训练虽能辅助部分功能恢复,但对神经再生的促进作用微弱;
- 手术干预则面临创伤大、风险高及术后并发症的挑战;
- 药物治疗则受限于缺乏特效药物,难以实现神经组织的有效修复。
这些局限共同构成了传统治疗方案在应对脊髓损伤时的固有难题,迫切需要创新技术加以突破。
幸运的是,近年来科学家们正在积极探索一种创新治疗方式:干细胞疗法。干细胞能再生组织、器官及免疫调节功能得到了更多的场景应用,也为脊髓损伤治疗提供了新途径。而神经干细胞因为可以分化成新的神经细胞,修复受损的神经组织,从而改善患者的神经功能。
什么是神经干细胞?
神经干细胞(Neural Stem Cells, NSCs)是一种存在于神经系统中的多潜能干细胞,具有自我更新和分化为多种神经细胞类型的能力。它们能够分化成神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞,是神经系统发育、修复和再生的重要细胞类型。
神经干细胞属于成体干细胞的一种,它们的分化能力更为专一,仅限于生成中枢神经系统的细胞。此外,神经干细胞可以通过对称分裂和不对称分裂两种方式维持其数量并产生不同类型的神经细胞。
而人类脊髓源性神经干细胞(NSI-566)系是经FDA批准用于临床试验的人类神经干细胞系。虽然NSI-566神经干细胞系在针对渐冻症患者的已完成的I期和II期临床试验中表现出良好的安全性,但其安全性、耐受性和支持进一步用于脊髓损伤患者的概念验证数据尚未得到评估。
历史临床数据显示,完全性脊髓损伤 (ASIA-A) 患者在受伤后1周内病情稳定,在损伤水平以下一个皮节内自发感觉改善的概率不到2%。因此开展新的人体临床研究是接下来的研究方向。
神经干细胞移植治疗脊髓损伤患者,运动和神经功能得到改善!
我们在此报告了第一阶段首次人体临床试验中招募的第一批患者的结果,该试验将神经干细胞产品NSI-566植入慢性ASIA-A级胸椎脊髓损伤患者的损伤部位。
这项研究由美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校神经外科系主导,研究成果在2019年6月1日发表于行业期刊《Cell Stem Cell》上。
本次临床试验所有受试者对手术的耐受性良好,迄今为止 (移植后18-27个月) 没有发生严重的不良事件。在两名受试者中,使用ISNCSCI运动和感觉评分检测到1到2个水平的神经功能改善。
方法:共有四名受试者接受了人类脊髓源性神经干细胞(NSI-566)脊髓植入,术后随访时间为18至27个月(表1)。所有受试者对手术的耐受性良好,术后期间未发生严重不良事件。
已收集前瞻性数据,包括ISNCSCI评分、功能和疼痛调查、SCIM评分、肌电图 (EMG)、脑运动控制评估 (BMCA) 和系列MRI。还定期监测供体特异性HLA抗体的存在情况。
结果
患者1:研究中招募的第一位患者是一名26岁的女性(受试者001),她在一次机动车事故后遭受了T8神经系统损伤。(图2A–D)
- 神经干细胞植入后,ISNCSCI神经系统评估显示,与治疗前基线相比,在6、12和18个月时双侧感觉和运动水平有两级改善(从T8到T10),
- 在27个月时感觉和运动水平有一级改善。
- 此外,BMCA显示下肢肌肉对强化动作有了新反应。这种改善发生在细胞移植后18至27个月的随访中。
- 并且在3、12、18或27个月时没有出现循环抗供体HLA I类或I类抗体的证据。
患者2:第二名患者是一名33岁的男性(受试者006),在一次摩托车事故后,T7神经系统损伤。
- 虽然最初未观察到ISNCSCI神经系统评分总体变化,但12个月的EMG分析显示,右侧腹直肌和左侧T6至T8椎旁肌出现了新的自主活动(图3 E和F),
- 并且在移植后18个月在双侧T6和T9之间插入EMG针头时,感觉有所发展。
患者3:第三名患者是一名35岁的男性(受试者008),他在一次机动车事故后遭受了T2级神经损伤。在细胞移植后长达12个月内,ISNCSCI神经评分(运动和感觉)没有变化。
患者4:第四名患者是一名24岁的男性(受试者010),他在一次机动车事故后遭受了T5神经系统损伤。(图4 G和H)
- ISNCSCI神经系统评估显示,与基线相比,在6、12和18个月的随访中,右侧感觉和运动改善了一个水平(从T5到T6),左侧感觉和运动改善了两个水平(从T5到T7)。功能反应包括对T6至T7腹壁肌肉的自愿双侧运动控制的获得。
- 此外,EMG分析显示T7处右侧浅表椎旁肌肉存在先前未记录的活动,12个月随访时比6个月随访时低一个水平。这种自愿活动在18个月随访时得到了再次确认。
安全性:所有受试者对手术的耐受性良好,术后期间未发生严重不良事件。
讨论
从安全角度来看,我们目前的研究中有几个关键点需要注意。
- (1)所有受试者均未出现椎板切除术部位感染或脑脊液漏等手术相关并发症。
- (2)疼痛评分分析显示,患者在术后18-27个月内未出现自发性或诱发性疼痛。
- (3)MRI分析显示在细胞注射部位或周围没有可检测到的细胞注射后炎症变化、肿胀或液体积聚(表明空洞形成)。
关于次要结果,对神经系统相关指标分析显示三名受试者可能有积极变化。
- 受试者001在注射27个月后BMCA有变化,状态从“完全”SCI转为“不完全”SCI,还在术后3-6个月有感觉和运动改善;
- 受试者010在细胞移植后6个月有新的随意肌活动,18个月再次确认,术后6个月运动和感觉有改善;
- 受试者006左侧损伤水平的微小变化和受试者001在27个月时出现的微小变化可能反映了评估中胸椎确切运动和感觉水平的困难,并可能表明在中胸椎水平的这些评估的误差范围内可能存在一个改善水平。
在我们的四分之三的受试者中观察到的电生理学定义的改善可能反映了几种机制,包括髓鞘化的改善和/或与宿主神经元和下行运动束形成新的突触接触。
结论和未来方向
临床数据表明,在慢性脊髓创伤患者中,人类NSI-566细胞系的脊柱移植是安全的,在细胞移植后18-27个月未发现任何可检测到的副作用。在这个复杂领域发表的研究通常规模较小。尽管样本量很小,但这项研究的主要优势在于广泛的随访期和治疗时间表,因为每个人都在受伤1年后接受治疗,而此时几乎没有或根本没有自发康复的机会。
与其他I期研究一样,这项研究旨在提供安全性和耐受性证明以及概念验证数据,以证明下一批研究的合理性。这种良好的人类安全性,结合潜在疗效信号的迹象和有希望的先前动物研究,保证了未来对慢性脊髓损伤患者进行剂量递增研究。
A First-in-Human, Phase I Study of Neural Stem Cell Transplantation for Chronic Spinal Cord InjuryCurtis, Erik et al.Cell Stem Cell, Volume 22, Issue 6, 941 – 950.e6
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