间充质干细胞：是否能够成为治疗渐冻症的潜在方法？

肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 是一种神经退行性疾病（也被称为渐冻症），其特征是上运动神经元和下运动神经元的退化。患者表现出运动和额外运动症状。目前尚无治愈方法，这种疾病会在3-5年内导致死亡，主要是由于呼吸衰竭。干细胞疗法作为治疗神经退行性疾病的一种新的有前途的方法而兴起。特别是，间充质干细胞 (MSC) 似乎是最合适的干细胞类型，这要归功于它们在不同实验模型中表现出的有益效果、易于获得以及没有伦理问题。

在这篇综述中，意大利研究人员重点关注干细胞移植治疗肌萎缩侧索硬化症（ALS）的临床试验的研究，以了解间充质干细胞移植的潜在有益效果。临床试验证明了间充质干细胞移植在治疗肌萎缩侧索硬化症患者中的可行性和安全性，因为没有记录到重大不良事件。但是，仅显示了部分改进。因此，需要更多的研究和试验来阐明间充质干细胞在治疗渐冻症中的真正有效性。

目前治疗渐冻症的方法有哪些？

尚未开发出能够阻止疾病进展的ALS治疗方法。如今，只有2种药物被食品和药物管理局 (FDA) 批准用于 ALS治疗：利鲁唑和依达拉奉。利鲁唑是一种谷氨酸盐拮抗剂，其作用机制尚不完全清楚，但已知可抑制谷氨酸盐释放，使电压依赖性钠通道失活，并干扰兴奋性氨基酸受体激活后的细胞内活动。有趣的是，它能够延长ALS患者的生存期。Edaravone最近获得FDA批准，用作抗氧化剂。它被认为是一种自由基清除剂，可以发挥其减少运动神经元和神经胶质细胞氧化应激的作用。

在开发新的治疗策略的背景下，干细胞疗法在治疗不同的神经退行性疾病方面取得了可喜的成果。这种方法的假设是能够分化成神经元细胞的干细胞可以替代退化的神经元。此外，干细胞能够释放不同的生长因子，这些生长因子可以创造促进神经保护的微环境。在这方面，可以使用不同类型的干细胞，间充质干细胞 (MSC) 代表最合适的类型。事实上，MSCs是多能、自我更新的干细胞，其特点是在体外易于获取和扩展，所有这些特性使间充质干细胞成为细胞治疗和再生医学干细胞的良好来源。此外，作为成体干细胞，MSC不会面临与使用胚胎干细胞相关的伦理问题。

间充质干细胞特性

1. 在标准培养条件下，它们是塑料贴壁细胞。
2. 它们表达CD105、CD73和CD90，但不表达CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79alpha或CD19，以及 HLA-DR表面分子。
3. 它们能够在体外分化成成骨细胞、脂肪细胞和成软骨细胞。

MSC可以从各种来源分离，例如骨髓、脂肪组织、脐带和牙组织。此外，MSC可能分化为不同的谱系，例如神经元细胞、成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞。

由于其所有有益特性，间充质干细胞已经在治疗不同的神经退行性疾病（例如帕金森病、阿尔茨海默病和多发性硬化症）方面显示出可喜的成果。

自体间充质干细胞治疗渐冻症患者是否可行？

事实上，间充质干细胞干细胞疗法的一个优势是可以进行自体移植，其中可以从同一患者身上获得MSC。然而，有必要评估源自ALS患者的MSC是否可用于干细胞治疗，以及是否能够发挥与从健康供体获得的MSC相同的作用。

一些研究发现，与健康的MSCs相比，来自ALS患者的MSCs表现出降低的特性。从ALS大鼠模型 SOD1 G93A中获得的MSCs在体外显示其神经保护能力受损。Cho及其同事发现，ALS患者的MSCs显示 Oct-4和Nanog以及营养因子ANG、FGF-2、HGF、IGF-1、PIGF、SDF-1 α、TGF-β和VEGF的表达降低，但不是BDNF或ECGF。迁移能力也降低了。这表明来自健康供体的同种异体BMMSCs可能是MSC治疗的更好选择在ALS患者中。

干细胞治疗渐冻症的临床试验

在www.clinicaltrials.gov上批准和注册的几项临床试验评估了MSCs在ALS患者中的管理，但只有其中一些结果可用并公布（表2)。特别是，使用的MSCs是BMMSCs、ADMSCs或同种异体沃顿氏胶质衍生的MSCs，并且还使用了不同的给药途径以评估它们的安全性和可能的​​应用。

NCT编号/伦理批准	临床试验名称	阶段	细胞类型	干细胞移植方式	细胞数	患者人数	地点	主要不良事件	延缓疾病进展	参考
NCT01759797	ALS患者间充质干细胞的静脉移植	阶段1	自体骨髓间充质干细胞	静脉	2×106个细胞/kg	6个	伊朗	不	不	[ 70 ]
NCT01771640	ALS患者间充质干细胞的鞘内移植	阶段1	自体骨髓间充质干细胞	鞘内	2×106个细胞/kg	8个	伊朗	不	不	[ 70 ]
NCT01363401	自体骨髓干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症的安全性和有效性研究	阶段 1/2	自体骨髓间充质干细胞	两次重复鞘内注射	1×106个细胞/kg，范围48-86×106个细胞	8：第一阶段；64：第二阶段	韩国	不	是的	[ 71 , 73 ]
NCT01609283	肌萎缩侧索硬化症鞘内自体间充质干细胞治疗的剂量递增安全性试验	阶段1	自体ADMSCs	鞘内	第1组：1×107个细胞； 第2组：5×107个细胞； 第3组：5×107个细胞； 第4组：1×108个细胞； 第5组：1×108个细胞（2剂）	27	美国	不	不	[ 74 ]
NCT01777646	肌萎缩性侧索硬化症 (ALS) 患者的自体间充质骨髓基质细胞分泌神经营养因子 (MSC-NTF)	阶段2	诱导 BMMSCs 分泌神经营养因子	肌肉注射和鞘内注射	低剂量：1×10 6 个细胞/kg鞘内注射和24×10 6 个细胞肌内注射；中剂量：1.5×10 6 个细胞/kg鞘内注射和36×10 6 个细胞肌内注射；和高剂量：2 × 10 6 个细胞/kg 鞘内注射和 48 × 10 6 个细胞肌肉内注射	14	以色列	不	是的	[ 75 ]
NCT01051882	ALS患者中自体培养的间充质骨髓基质细胞分泌神经营养因子 (MSCNTF)。	阶段 1/2	诱导 BMMSCs 分泌神经营养因子	在 24 个不同部位进行肌肉注射或鞘内注射。	1 × 10 6 个细胞/位点（肌内）；1 × 10 6 /kg 细胞（鞘内）	12	以色列	不	是的	[ 75 ]
NCT02881476	肌萎缩侧索硬化症的治疗	阶段1	同种异体沃顿氏胶质干细胞	鞘内	平均剂量为 0.42 × 10 6 个细胞/kg	43	波兰	不	—	[ 76 ]
NCT02881489	自体骨髓间充质干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症 (UwmBmmscALS)	阶段1	自体骨髓间充质干细胞	鞘内	平均值：15 × 10 6	30	波兰	不	是/否	[ 77 ]
皮埃蒙特大区伦理委员会	—	—	自体骨髓间充质干细胞	椎管内	—	7	意大利	不	—	[ 78 ]
皮埃蒙特大区伦理委员会	—	—	自体骨髓间充质干细胞	椎管内	范围：7.0–152 × 10 6	9	意大利	不	是的	[ 79 ]
皮埃蒙特大区伦理委员会	—	—	自体骨髓间充质干细胞	椎管内	范围：7.0–152 × 10 6	9	意大利	不	是的	[ 80 ]
注册号16454-pre21-823；由国家卫生研究院和皮埃蒙特地区伦理委员会、“Maggiore della Carità”和“San Giovanni Bosco”医院批准和监督	—	阶段1	自体骨髓间充质干细胞	椎管内	范围：11.4-120 × 10 6 个细胞	10	意大利	不	—	[ 81 ]
注册号 12947-29.3 和 16454-pre21-823；由皮埃蒙特大区、’Maggiore della Carità’ 和 San Giovanni Bosco 医院以及罗马国立卫生研究院的伦理委员会批准和监督	—	阶段1	自体骨髓间充质干细胞	椎管内	范围：7.0 × 10 6 –152 × 10 6	19	意大利	不	不	[ 82 ]
Gennimatas 综合医院和 Hadassah 希伯来大学医院的伦理委员会，并在美国国立卫生研究院数据库中注册	—	阶段 1/2	自体骨髓间充质干细胞	鞘内。9 名患者还接受了静脉 MSCs	平均 54.7 × 10 6 个细胞。9 名患者还接受了静脉 MSC：平均 23.4 × 10 6	19	以色列	不	—	[ 83 ]
IRB (HYUH IRB 2006-339) 和韩国食品药品协会 (KFDA, Bio-47)	—	—	自体骨髓间充质干细胞	鞘内注射（每月两次）	每千克1 × 10 6 个细胞	37	韩国	—	是/否	[ 84 ]
EudraCT No. 2011-000362-35; 国家药物管制研究所和捷克共和国布拉格莫托尔大学医院伦理委员会	—	阶段 1/2a	自体骨髓间充质干细胞	鞘内	15 ± 4.5 × 10 6 个细胞	26	捷克共和国	不	是的	[ 85 ]
这项研究得到了伊朗德黑兰谢法神经科学研究中心 (NSRCsh89-1) 的批准和支持。	—		骨髓来源的神经干细胞	椎管内	5 × 10 6 个细胞	8个	伊朗	不	是的	[ 86 ]
共和党研究伦理委员会和神经病学与神经外科实践中心	—	—	致力于神经元分化的自体 BMMSC	静脉。通过腰椎穿刺注射神经诱导的 MSC	未处理细胞：0.5-1.5×10 6 /kg体重；范围：42-102 × 10 6 个细胞。神经诱导的 MSC：5.0-9.7 × 10 6 个细胞	10	白俄罗斯	不	是的

临床试验一：I期临床试验NCT01759797和NCT01771640证实了在ALS患者中静脉和鞘内注射BMMSCs的安全性和可行性。事实上，在间充质干细胞移植后12个月的随访期间，既没有严重不良事件的报告，也没有报告大脑和脊髓MRI扫描的异常发现。然而，两组患者的ALS功能评定量表 (ALS-FRS) 评分和用力肺活量 (FVC) 百分比均显着降低，表明可以延缓渐冻症病进展。

临床试验二：最近的开放标签临床试验NCT01363401确定了ALS患者两次重复鞘内注射自体BMMSC的安全性。事实上，仅观察到短暂和轻微的不良事件，例如发热、疼痛和头痛，但在12个月的随访期间没有记录到严重的不良反应。

临床试验三：2期随机对照试验NCT01363401表明反复鞘内注射BMMSCs是安全的，并且可能对ALS患者产生至少持续6个月的临床益处。ALS患者被随机分为接受利鲁唑的对照组和除利鲁唑外接受2次BMMSC注射的组。该研究证明没有严重的治疗相关不良事件。

临床试验四：27名ALS患者参加了I期剂量递增安全性试验NCT01609283。在该试验中，5种不同的剂量（从1×10⁷到两剂1×10⁸细胞）的ADMSCs鞘内给药。结果表明，用ADMSCs进行鞘内治疗似乎是安全的。然而，ALSFRS-R问卷显示所有接受治疗的患者的疾病都在持续进展。值得注意的是，一些患者报告了特定的轻微暂时性主观临床改善。

临床试验五：鉴于临床前研究表明神经营养生长因子可提高ALS运动神经元的存活率，在1/2期和2a期临床试验NCT01051882和NCT01777646中，MSCs被诱导分泌神经营养因子并鞘内和/或肌内植入ALS患者。发现该治疗是安全且耐受性良好的。大多数不良反应是轻微的和可逆的，不包括严重的不良事件。在记录最多的不良事件中，他们报告了头痛、发烧、呕吐、腿部和背部疼痛以及颈部僵硬。他们发现实验室参数没有显着变化，例如血细胞计数、生化、肾、肝和甲状腺功能。MRI在任何患者的注射部位均未显示明显的病理学。与治疗前相比，在诱导分泌神经营养因子的MSCs移植后6个月内，鞘内或鞘内和肌肉内治疗患者的FVC和ALSFRS-R评分的进展率降低。87%被归类为对ALSFRS-R和FVC有反应者，在治疗后6个月进展斜率显示至少25%的改善。有趣的是， NCT02881476试验证明了在ALS患者中鞘内注射同种异体沃顿氏胶质衍生的MSCs的安全性。

临床试验六：另一项试验 ( NCT02881489 ) 表明，BMMSCs的鞘内给药是安全的，并且在一组患者中发挥了临床益处。

临床试验七：马志尼等人评估了ALS患者脊髓内植入自体BMMSCs的可行性和安全性。没有患者出现主要不良事件，但仅记录了可逆的轻微不良事件。此外，未观察到脊髓体积的改变或异常细胞增殖的其他迹象。在轻微的不良反应中，记录了肋间疼痛照射和腿部感觉迟钝，但没有严重的不良反应。MSC植入三个月后，在4名患者的下肢近端肌肉群中观察到肌肉力量线性下降放缓的趋势。此外，在2名患者中，同一肌肉群的力量略有增加。在MSC移植后，一些患者观察到FVC和ALS-FRS的线性下降显着减慢。没有观察到明显的急性或晚期副作用，并且在长期随访后没有发现脊髓体积改变或异常细胞增殖。此外，4名患者的FVC和ALS-FRS评分下降显着减缓，表明干细胞疗法可用于治疗渐冻症。

临床试验八：最近一项前瞻性、非随机、开放标签的I/IIa期临床试验评估了自体BMMSCs在ALS治疗中的安全性和有效性。鞘内注射BMMSC后，大约三分之一的患者出现轻中度头痛，与标准腰椎穿刺后观察到的症状相似。没有记录到严重的不良事件。他们在移植后3个月观察到ALS-FRS下降的减少，在某些情况下，这种下降会持续6个月。在大多数患者中，FVC值在9个月内保持稳定或高于70%。评估下肢和上肢肌肉力量的无力量表 (WS) 值在MSC给药后3个月在75%的患者中保持稳定。

临床试验九：另一项研究评估了骨髓基质细胞衍生的神经干细胞移植治疗渐冻症，并对患者进行了一年的随访。该程序被证明是安全的；事实上，没有患者因手术或严重并发症而死亡。一名患者在植入后下肢出现暂时性恶化，几周后有所改善。7例患者在移植后4个月病程稳定，5例患者移植后稳定8个月后病情恶化。研究表明，椎管内注射骨髓来源的神经干细胞似乎是安全的。

此外，在12个月的随访后，与接受标准对症治疗的对照组相比，正常MSC和致力于神经元分化的MSC的联合给药显示能够减缓疾病进展。

然而，需要涉及更多患者队列的更大规模研究才能获得有意义的结果并真正了解基于MSC的干细胞疗法的治疗潜力。

结论

间充质干细胞已经在不同的临床领域显示出治疗潜力。特别是，它们可能发挥作用，分化为特定细胞类型或通过释放不同的生长和营养因子。

临床试验证实了间充质干细胞移植的安全性，仅显示ALS临床评分的部分改善，并且仅其中一些证明在减缓疾病进展方面有效果。出于这个原因，即使最初的结果可能表明间充质干细胞移植可能对渐冻症有益，但仍需要对更多患者进行更多研究和试验，以获得更重要的结果并更好地了解潜在的间充质干细胞作用机制。

主要参考资料：

Gugliandolo A, Bramanti P, Mazzon E. Mesenchymal Stem Cells: A Potential Therapeutic Approach for Amyotrophic Lateral Sclerosis? Stem Cells Int. 2019 Mar 10;2019:3675627. doi: 10.1155/2019/3675627. PMID: 30956667; PMCID: PMC6431432.

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