脑卒中,也被称为中风,是一种急性脑血管疾病。是导致死亡和残疾的第二大原因,它不仅影响患者,还影响其家庭和社会。
脑梗死也称为缺血性脑卒中(IS)是最常见的脑卒中亚型,占所有脑卒中的60%-70%。及时再灌注是目前对IS患者最有效的治疗方法。再灌注和康复可以促进脑功能的恢复和重组,但其效果往往有限。
面对这一挑战,自2022年8月1日至2023年12月31日,北京协和医院、中国人民解放军总医院第六医学中心、四川大学华西医院及浙江大学医学院附属第二医院联合启动了一项国家科技部重点研发项目“神经干细胞精准移植”治疗恢复期及后遗症期脑梗死患者的I期临床研究。该研究率先在解放军总医院第六医学中心开展了首例恢复期患者的立体定向手术。
伦理批号:HZKY-PJ-2020-38
什么是神经干细胞?
神经干细胞(neural stem cells, NSCs)是指具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力,能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细胞群。
神经干细胞参与各种生物学功能,并在生物体的整个生命周期中持续发挥作用。细胞内和细胞外信号都调节神经干细胞的功能特性。Sox2是作为分子开关的转录因子中的主要调节因子之一。最近对神经干细胞与血管迁移的关系进行了研究,结果表明血管在脑发育过程中的神经元迁移中起着重要作用。此外,神经干细胞可以在受伤后迁移到指定区域,例如受伤区域。
利用神经干细胞治疗脑部疾病的临床前研究已取得良好结果,而临床研究仍在进行中。但无论是动物模型实验还是体外研究均表明,神经干细胞可以被诱导和激活分化为神经元,从而替代丢失的神经元,改善局部微环境,促进血管发育,调节炎症反应,恢复脑内稳态。
什么是立体定向手术?
立体定向手术(Stereotactic Surgery)是一种利用精确的三维定位技术,通过微创方法对脑部或其他部位进行手术治疗的技术。这种手术方法可以准确定位病变部位,减少对周围正常组织的损伤,提高手术效果。(如图1)
神经干细胞移植:仅3天后,脑梗死患者从偏瘫到小跑
患者是一名37岁男性,突然遭遇脑梗死的打击。左侧肢体功能受到严重影响,尽管四处寻医治疗,5个月过去了他仍只能拖着腿缓慢行走。然而,命运给了他一个转机。
2022年他无意间得知解放军总医院第六医学中心在进行“神经干细胞精准移植”治疗恢复期、后遗症期脑梗死患者招募”,正好符合入选标准,他毫不犹豫地决定前往寻求治疗。
01入院评估与决策
患者入院后,第六医学中心神经内、外科专家团队迅速展开会诊。他们认真分析了患者的病情:青年男性,发病5个月,梗死灶位于右侧半卵圆中心,皮质脊髓束受损,遗留左侧肢体运动异常,损伤导致的神经功能障碍相对局限。
通过对患者病情充分分析及与评估,神经外科医学部派驻第六医学中心神经外科主任孙君昭、神经内科医学部派驻第六医学中心神经内科主任刘建国就手术方案及移植细节与国内多所脑神经专家团队进行术前讨论,最终决定为患者实施立体定向引导下神经干细胞移植术。
02手术过程
手术当日,多科室团队协同合作以确保各步骤精确执行。孙君昭主任和董超主治医师负责固定患者头架,刘建国主任与韩晓琛主治医师全程监测患者脑功能。
借助核磁扫描定位后,医生运用立体定向计划系统设计靶点与穿刺路径,保障神经干细胞准确抵达预定病灶部位。手术全程无任何并发症,结束后医生顺利拆除立体定向框架,并对穿刺点进行缝合包扎,整个手术历时3小时。
03康复与现状
在手术后的第二天,患者已经感觉到自己的症状有所改善。左侧肢体僵硬症状缓解,活动明显改善。3天后指标显示恢复良好,顺利出院。
最近的随访显示,他不仅能够稳定行走,甚至还能小跑。他经常分享自己的日常锻炼和慢跑视频,告诉“孙主任,您看,我能跑起来了!”充分展现了治疗后的生活质量大大提高。
据悉,此例“经立体定向脑内精准移植神经干细胞”治疗术,是解放军总医院第六医学中心专家团队在动物实验基础上,成功治疗脑梗死恢复期患者。此例手术的成功实施,是继第六医学中心成功进行经鼻内镜神经干细胞精准移植治疗脑梗死恢复期患者后的再次突破,推动临床研究进入新阶段。
神经干细胞(NSCs)治疗脑卒中的作用机制
- 神经再生和修复:NSCs具有分化为多种细胞类型的能力,包括神经元和神经胶质细胞。在脑卒中后,NSCs可以替代受损的神经元,重建受损的脑神经通路,从而促进神经功能的恢复。
- 神经保护作用:NSCs可以通过释放神经营养因子和生长因子,如脑源性神经营养因子(BDNF)和神经生长因子(NGF),来保护受损的神经元免受进一步的损伤。这些因子可以促进神经元的存活和再生,同时减少细胞凋亡。
- 免疫调节和抗炎作用:NSCs能够调节局部的免疫反应,抑制炎症因子的释放,减轻脑组织的炎症反应和细胞损伤。这有助于创造一个有利于神经元存活和再生的微环境。
- 血管生成:NSCs可以分化为内皮细胞和平滑肌细胞,参与修复受损的血管网络,增加脑部的血流量和氧供,从而改善局部的缺血状况。
- 促进内源性神经发生:NSCs可以刺激内源性神经干细胞的增殖和分化,增强内源性修复机制,进一步促进神经再生和功能恢复。
- 运动训练的协同作用:研究表明,运动训练可以显著促进移植的NSCs分化及成熟,并与宿主神经元形成神经环路。这种组合介入手段创造了有利于神经元存活和再生的脑内微环境,促进了损伤神经环路的重建和运动功能恢复。
结论
本例手术的成功实施,不仅是解放军总医院神经干细胞精准移植治疗脑梗死研究的新突破,也预示着神经干细胞移植技术在脑卒中治疗中的广阔前景。通过多中心的合作和技术创新,该项目有望为脑梗死患者提供更加有效和安全的治疗方案,提高患者的生活质量。
相信在这些顶尖医院的共同努力下,在国家科技部重点研发项目的支持下,“神经干细胞精准移植”这一技术将不断发展和完善,最终为脑卒中患者点亮生命的新希望。
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参考资料:
第六医学中心
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