从胚胎到脐带血：不同来源神经干细胞如何治疗脑瘫？

脑性瘫痪（Cerebral Palsy, CP）是儿童期最常见的运动障碍性疾病，全球发病率约为2‰-3。，我国现存患者超500万。其病因复杂，包括早产、缺氧缺血性脑病（HIE）和产伤等，最终导致大脑运动皮层、基底节或白质不可逆损伤。传统治疗以康复训练、药物和手术为主，但仅能缓解症状，无法修复受损神经结构。

随着再生医学的突破，神经干细胞（Neural Stem Cells, NSCs）移植为脑瘫治疗开辟了新路径：这类细胞不仅能替代凋亡神经元，还可通过旁分泌与免疫调节重塑损伤微环境。然而，干细胞的来源差异直接影响其疗效、安全性与伦理接受度。

本文系统综述不同来源神经干细胞治疗脑瘫的作用机制、临床转化现状及挑战，以期为优化治疗方案提供理论依据。

从胚胎到脐带血：不同来源神经干细胞如何治疗脑瘫？

一、神经干细胞的来源分类与特性

1.1 胚胎来源神经干细胞（eNSCs）

胚胎来源的神经干细胞（Embryonic Neural Stem Cells，eNSCs）取自发育早期的胚胎神经组织，具有极强的自我更新能力和多向分化潜能，理论上可分化为中枢神经系统内所有类型的神经细胞，包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞 。

在脑瘫动物模型研究中，将eNSCs移植到受损脑组织后，细胞能够高效分化为GABA能神经元和胆碱能神经元，补充因脑损伤导致的抑制性神经元缺失，有效改善运动功能障碍。

然而，eNSCs的应用面临巨大的伦理争议。由于其获取过程涉及胚胎破坏，引发了关于生命伦理的广泛讨论。

1.2 成体来源神经干细胞（aNSCs）

成体神经干细胞（Adult Neural Stem Cells，aNSCs）主要存在于成年个体的特定脑区，如海马齿状回的颗粒下层和侧脑室的室管膜下区。与eNSCs相比，aNSCs 的优势在于来源相对安全，可通过微创手术获取，避免了伦理争议；

同时，其免疫原性较低，自体移植几乎不存在免疫排斥问题 。在脑瘫治疗中，aNSCs移植能够分泌多种神经营养因子，如脑源性神经营养因子（BDNF）、神经生长因子（NGF）等，促进内源性神经干细胞增殖和受损神经细胞的修复，改善脑内微环境。

1.3 诱导多能干细胞分化的神经干细胞（iPSCs-NSCs）

诱导多能干细胞（Induced Pluripotent Stem Cells，iPSCs）是通过基因重编程技术，将成体细胞（如皮肤成纤维细胞、血细胞等）诱导为具有胚胎干细胞样多能性的细胞。iPSCs可在体外大量扩增，并在特定条件下分化为神经干细胞，为脑瘫治疗提供了几乎无限的细胞来源。同时，iPSCs 由患者自体细胞诱导而来，理论上不存在免疫排斥问题，为个性化治疗带来了希望。

不过，iPSCs 的应用也面临诸多风险。首先，在基因重编程过程中，使用的转录因子可能导致基因突变，增加肿瘤发生的风险。此外，iPSCs 的制备过程复杂，技术要求高，成本昂贵，限制了其在临床的广泛应用。

1.4 围产组织来源神经干细胞

围产组织（如脐带、胎盘、羊膜）是近年来发现的优质神经干细胞来源。围产组织来源的神经干细胞具有分化潜能强、免疫原性低、获取方便且不涉及伦理争议等优势。

脐带神经干细胞在体外能够高效分化为神经元和胶质细胞，在脑瘫动物模型中，移植后可促进脑内血管新生，改善脑组织的血液供应，同时调节免疫微环境，减轻神经炎症反应 。

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二、不同来源神经干细胞移植治疗脑瘫的临床证据

2.1 胚胎神经干细胞移植治疗脑瘫

2023年，国际期刊《Stem Cell Research & Therapy》上发表了一篇我国研究人员进行的《脑瘫患者鼻腔内注射神经干细胞的安全性和有效性结果：一项随机1/2期对照试验》的临床研究成果。

本次研究同种异体神经干细胞（NSC）分离自流产的人类胎儿前脑组织。这些组织来自要求人工流产的健康孕妇。所有捐献者均自愿签署知情同意书，且人类免疫缺陷病毒、梅毒、乙肝病毒及其他病原微生物检测结果均为阴性。

人类胎儿前脑组织属于胚胎来源的神经干细胞。

共有25名3至12岁的脑瘫患者被随机分配到治疗组(n=15)，该组接受鼻腔内输注负载神经干细胞的鼻贴和康复治疗，或对照组(n=10)仅接受康复治疗。临床前期发现：

疗效显著：治疗组在自理能力（ADL评分提升32.7%）和粗大运动功能（GMFM-88总分提升36%）方面显著优于对照组，且改善迅速：

• 早期改善（1个月）：站立（GMFM-D）、步行/跳跃（GMFM-E）及ADL评分显著提升；
• 中期进展（3个月）：表达能力（EAS）和粗大运动整体功能（GMFM-TOTAL）进一步改善；
• 长期稳定（6个月后）：社交技能（SS）增强，早期获益持续；
• 精细动作延迟改善（24个月）：手部功能（FMFS）最终显著提升。（见图1）

其他获益：治疗组睡眠质量（SDSC评分）改善，而对照组无变化。

安全性：在为期24个月的研究期间，共有25例患者接受了神经干细胞联合康复治疗或单纯康复治疗。在整个随访期内，未观察到与鼻腔给药治疗或神经干细胞移植相关的严重不良反应。所记录的不良事件主要为轻度至中度（I级和II级），且多为短暂性，持续时间从数小时到3天不等。具体而言，在治疗组中仅发生了4例不良反应。

综上所述，研究结果表明，神经干细胞移植治疗脑瘫1个月后自理、站立及行走能力明显提升；3个月时语言表达和大动作（如抓握、坐姿保持）显著改善；6个月后社交能力提高且效果持续稳定，表明该疗法能长期改善患儿运动、语言及生活能力。

2.2 成体神经干细胞移植治疗脑瘫

2013年，武警总医院曾在国际期刊《转化医学杂志》上发表了一篇关于《自体骨髓间充质干细胞来源的神经干细胞样细胞用于治疗脑瘫患者》的临床研究结果。

自体骨髓间充质干细胞来源的神经干细胞样细胞属于成体来源的神经干细胞

本研究于2010年6月至2011年6月入选60例运动功能严重受限的运动障碍型脑瘫患儿，粗大运动功能分类系统平均Ⅲ-Ⅴ级。治疗后：

运动功能的结果分析

为了评估治疗效果，研究人员记录了患者在接受治疗前以及治疗后1、3和6个月的GMFM评分变化情况。（见图2）

• 数据显示，实验组患者的GMFM评分在治疗后的3个月和6个月内显著增加，分别达到了统计学上的显著性水平。
• 相比之下，对照组患者的评分虽然有所上升，但并未达到统计学上的显著差异。
• 特别地，实验组患者在治疗后6个月的GMFM评分相较于基线增加了58.6分，这表明干细胞移植对于改善运动功能具有明显的效果。进一步分析显示，IV级和V级的实验组患者在移植后的运动功能恢复更为显著。

语言发展的结果分析

关于语言发展方面，尽管两组患者的语言发育商在治疗后6个月内都有所提升，但这些变化并不具备统计学意义。（见图3）

此外，实验组与对照组之间的语言发育商也没有显示出明显的区别。因此，根据目前的数据，神经干细胞样细胞移植似乎并未加速语言功能的恢复进程。

安全性评估：安全性方面，实验组中的所有患者接受了至少6个月以上的随访观察。

结果显示，没有患者报告出现发烧、头痛、异常疼痛、呕吐或其他严重的不良事件。后续进行的MRI复查也未发现任何新的缺血性、出血性或肿瘤性病变。仅有一例患者报告了短暂性的哭闹频率增加，但该症状在两天内自行消失，无需额外处理。

2.3 诱导多能干细胞分化的神经干细胞治疗脑瘫

2025年5月6日，山东大学在期刊《Nature Materials》在线发表题为“Ultrasound-activated piezoelectric nanostickers for neural stem cell therapy of traumatic brain injury”的研究论文，该研究开发了一种超声激活压电纳米棒用于创伤性脑损伤的神经干细胞治疗。

研究人员设计了一种由钛酸钡和石墨烯复合材料制成的纳米级“贴片”，这些贴片可以附着在iPSCs-NSCs表面。当用超声波照射时，这些贴片会像微型发电机一样持续产生电流，激活干细胞内部的“开关”（钙离子通道及信号通路），促使干细胞快速转化为成熟的神经元，并加速修复受损脑组织。

在实验中，研究团队将搭载这种“贴片”的神经干细胞移植到脑外伤大鼠体内，并通过每两天5分钟的超声波照射进行“远程操控”。28天后，大鼠的脑组织损伤被显著修复，神经功能也得到了有效恢复。目前该技术尚未进入人体临床试验阶段，但为未来开发精准、高效的脑损伤治疗方案奠定了重要基础。

目前，科研人员正致力于优化iPSCs的诱导和分化技术，降低潜在风险，尚未大规模应用于人体.

2.4 围产组织来源神经干细胞治疗脑瘫

2012年，中国热带医学期刊上发表了一项关于《干细胞移植治疗脑瘫的研究进展》的研究。研究人员发现，胎儿脐血中干细胞含量相当丰富，明显超过成人外周血甚至骨髓中的含量，且其也具有分化为多种组织细胞及神经元样细胞的潜力。

研究发现，脐血源干细胞具有强大的增殖、分化能力，其能迅速进入细胞周期，快速感应各种造血刺激因子及自分泌生长因子。在特定条件下，其能分化为间质谱系内的各种细胞、外胚层的神经干细胞、内胚层的肝细胞等。研究显示：

安全性评估：

• 通过静脉注射或腰椎穿刺途径给予脐血干细胞后，患儿治疗前后红细胞、血红蛋白、血小板、总蛋白、肾功能指标（尿素氮、肌酐）、电解质及凝血功能均无显著差异；
• 白细胞计数、中性粒细胞比例、肝功能指标（总胆红素、丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶）虽存在统计学差异，但均在正常参考值范围内，且异常率无显著变化，提示临床意义有限。

有效性验证：

• 冯梅等对30例重症脑瘫患儿的研究表明，治疗后综合功能评分（认知、运动、言语、自理能力）显著提升。
• 国外多中心研究中，美国杜克大学对25例缺氧缺血性脑病患儿（出生后14天内）进行脐血干细胞治疗，4-6月及9-12月随访显示治疗耐受性良好，未发现不良反应，神经发育及磁共振影像结果将持续追踪。

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三、不同来源神经干细胞治疗脑瘫的总结

综上所述，神经干细胞治疗脑瘫的研究覆盖了胚胎、成体、iPSC及围产组织等多源细胞，共同验证了其在运动、认知及生活能力恢复中的潜力。胚胎和围产组织干细胞因分化能力强、安全性高成为临床应用的热点；成体干细胞则以自体来源和低风险优势补充治疗需求；iPSC技术虽处于实验阶段，但为精准医学提供了理论突破。

1. 胚胎神经干细胞：具有强大的分化潜能和快速修复能力，可显著改善脑瘫患儿的运动、认知及生活能力，且安全性良好，为早期干预提供了有效手段。
2. 成体神经干细胞：以自体骨髓间充质干细胞为代表，主要改善运动功能，但对语言发育效果有限，其优势在于取材便捷且无免疫排斥风险。
3. 诱导多能干细胞（iPSC）：通过技术革新（如超声激活纳米贴片）可精准调控干细胞分化，加速神经修复，尽管尚未进入临床，但为个性化治疗和复杂脑损伤修复开辟了新方向。
4. 围产组织干细胞：脐血干细胞因来源丰富、增殖能力强且伦理争议小，在临床试验中展现出良好的安全性和多维度功能改善潜力，尤其适用于早期干预。

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四、挑战与未来方向

伦理与标准化：胚胎来源NSCs的伦理争议需政策引导，iPSCs需建立国际统一的质控标准。

个体化治疗：根据脑瘫亚型（痉挛型、共济失调型）选择最佳细胞来源及分化方向。

多学科协作：结合康复训练、神经调控（如经颅磁刺激）以增强NSCs疗效。

结语

神经干细胞移植为脑性瘫痪的治疗带来了革命性突破，其通过修复神经损伤、重塑功能网络为患儿提供长期改善的可能。尽管不同来源的干细胞各具优势与挑战，但临床研究已初步验证其安全性与有效性。未来需进一步优化细胞来源、提升移植效率，并结合精准医学与康复技术，推动这一疗法从实验走向规范化临床应用，为更多脑瘫患者点亮新生希望。

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参考资料：

Lv, Z., Li, Y., Wang, Y. et al. Safety and efficacy outcomes after intranasal administration of neural stem cells in cerebral palsy: a randomized phase 1/2 controlled trial. Stem Cell Res Ther 14, 23 (2023). https://doi.org/10.1186/s13287-022-03234-y

Chen, G., Wang, Y., Xu, Z. et al. Neural stem cell-like cells derived from autologous bone mesenchymal stem cells for the treatment of patients with cerebral palsy. J Transl Med 11, 21 (2013). https://doi.org/10.1186/1479-5876-11-21

Wang, W., Li, K., Ma, W. et al. Ultrasound-activated piezoelectric nanostickers for neural stem cell therapy of traumatic brain injury. Nat. Mater. (2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02214-w

梁宝仁, 逯军, & 娄小丽. (2012). 干细胞移植治疗脑瘫的研究进展. 中国热带医学, 12(08), 1020-1022+1032.

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