1、細胞治療與腦血管疾病,華中科技大學附屬同濟醫(yī)院神經(jīng)科 張?zhí)K明,細胞治療的概述：,細胞治療的起源 細胞治療的目的 細胞治療卒中的復雜性 細胞類型的多樣性,細胞治療的起源：,在卒中治療的發(fā)展中細胞治療代表了一個新的領(lǐng)域：在腦卒中急性期之后，除了物理康復療法，幾乎沒有其它有助于卒中患者恢復的方法。 在20世紀90年代，用細胞移植方法治療帕金森病的實驗為用細胞療法治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了可能。,大量研究顯示在缺血性卒中時腦室周旁可再生區(qū)域能促進神經(jīng)干細胞的增殖。 再生祖細胞會遷移到受損部位繼續(xù)分化。但是大部分都在能夠像神經(jīng)元一樣發(fā)揮作用前死亡了。因此，卒中后大腦有自我修復的能力，但是修復的能力非常有限。

2、抑制性作用和毒性作用的問題引起重視。,細胞治療的目的：,最初：促進組織修復受損的神經(jīng)連接和神經(jīng)傳導。 （隨著時間的推移，越來越多的研究顯示）植入細胞作為一種營養(yǎng)支持促進內(nèi)源性的修復如：神經(jīng)生成，血管生成和突觸的生成。 （第三個目的是）防止細胞的死亡，減少炎癥反應，潛在的減少疤痕的形成。,細胞治療卒中的復雜性：,一、解剖上：要考慮梗塞或出血的位置和大小。 在卒中后存在多種神經(jīng)元和神經(jīng)遞質(zhì)受損傷 二、卒中后治療時間問題。在急性階段，興奮性 毒素、氧化應激和炎癥可能限制到細胞遷移 到缺血區(qū)域。但是幾乎沒有研究表明在卒中 后期向模型中注入細胞有效。 三、注入的方式存在更多的爭議。直接注入是最 能確保細

3、胞存在于大腦中。較小的侵入性途 徑是心內(nèi)注射，靜脈注入是侵入性最小的。,靜脈注射可使一些細胞選擇性遷移到大腦的受損部位。然而，肺循環(huán)屏障可以阻止一些靜脈注入的細胞進入動脈系統(tǒng)。但是還不清楚移入的細胞是否能夠進入腦部來發(fā)揮治療作用。 如果移植的細胞需要滲透到腦實質(zhì)的受損部位，腦血管則起著很重要的作用。一個大血管閉塞會阻止注入細胞的遷移。,細胞類型的多樣性：,胚胎干細胞 神經(jīng)干細胞 臍血干細胞 外周血干細胞 脂肪成體干細胞 骨髓成體干細胞 骨髓和臍帶血來源的單核細胞,細胞治療這個領(lǐng)域還處于萌芽階段，很多問 題都期待著大量的研究來回答： 哪種細胞應被用于臨床實驗？ 是否需要對照實驗？如何設置對照？

4、初步治療試驗應對病人觀察多長時間？ 細胞植入后的副作用是什么？,細胞治療卒中動物模型促進神經(jīng)功能恢復的機制：,經(jīng)大量的試驗研究，現(xiàn)在對機制的設想是植入細胞刺激了受損的腦組織，激活了腦部內(nèi)在的修復系統(tǒng)，腦組織重塑而提高神經(jīng)功能，研究結(jié)果主要集中在骨髓基質(zhì)間充質(zhì)細胞（MSCs），它們可能被用來作為原型細胞來治療卒中。,細胞治療在進入臨床試驗前需要解決的問題,大量的證據(jù)顯示實驗室得出的結(jié)果與臨床結(jié)果不太吻合，這個明顯的區(qū)別促使我們正確對待細胞治療卒中的實驗室結(jié)果： 首先，阻礙細胞治療進入臨床試驗的主要問題可 以劃分為A/I問題和FDA核準門檻的問題。 其次，我們將如何提高細胞治療從實驗室到臨床 的成

5、功機會。,A/I問題：,怎樣制作更接近于人類卒中的動物模型？ 為何需要我們對植入的細胞進行確認？ 我們可以在模型結(jié)果中進行行為測試嗎？ 最終，我們應該怎樣設計實驗？ 對于細胞治療是否應該研究其機制？,怎樣制作更接近于人類卒中動物模型？,沒有兩個中風病人的情況是完全相同的。即便細胞治療的疾病主要是缺血性卒中而不是出血性的，但缺血性卒中也包括很多亞型。 到目前為止，大多數(shù)研究用的是大鼠或小鼠的局部缺血模型（MCAO）。局部缺血所造成的大腦局部受損和細胞死亡通過短暫性、永久性、遠離或接近大腦中動脈的堵塞或結(jié)扎模擬出來。,STEPS建議至少用兩種不同的局部缺血模型（包括多個品種，年齡，性別）來檢測細胞

6、治療的有效性和安全性。 隨著靈長類的卒中初級模型（NHP）越來越多的被建立，我們還需要建立較大型的動物卒中模型，因為卒中所造成的白質(zhì)損傷不能在嚙齒類動物模型中表現(xiàn)出來。,為何我們需要對植入的細胞進行確認？,為了試驗的有效性和安全性，首先，我們需要在體外對細胞進行表型分析以便可以控制它的質(zhì)量，確保有一定量的細胞生成、存活和作為可移植細胞進行儲存。 同時，這種表型標記可以用來檢測細胞移植后的生存，整合和分化。對細胞的增殖（尤其細胞基因也復制時）進行分析，用來估計細胞向非控制細胞（可能生成腫瘤或新生組織的細胞）分化的量。,我們可以對模型結(jié)果進行行為測試嗎？,動物缺血性卒中后的行為缺陷的特征基本上是模

7、擬臨床特征，行為缺陷的實驗應該更接近于人的功能失調(diào)，這些實驗也經(jīng)常被用在檢測細胞移植后的行為恢復。 運動和軀體感覺障礙很容易在嚙齒類動物模型上證明，但是認知行為的改變不是出現(xiàn)在所有的缺血性卒中動物身上，只有在海馬和基底節(jié)的特殊部位受損時才能出現(xiàn)認知行為異常。,因此，我們需要通過長期研究來顯示細胞治療所帶來的功能恢復是穩(wěn)定的還是暫時的，和確定后期的維持治療的重復用量。 為了實現(xiàn)試驗的可重復性、再現(xiàn)性和數(shù)據(jù)的有用性，動物模型的研究過程，植入細胞的篩選和儲存，包括標記信號的信息等都應該和其它研究者共同分享。,我們應該怎樣設計實驗？,研究設計應該最大程度的接近臨床適用的環(huán)境。細胞的最佳劑量，分布路徑，

8、和起作用的時間是實驗室應該決定的三個最重要的方面。 基于最佳的結(jié)果，下一個重要的目標是證實這細胞的劑量、路徑、和治療時間在臨床上是否有可行性。臨床的實驗設計完全靠實驗室的數(shù)據(jù)來選擇哪些病人適合用細胞治療，及治療劑量、路徑和治療時間。,對于細胞治療是否該研究其機制？,到目前為止，細胞治療所導致的功能恢復的機制還不是很清楚。 移植和轉(zhuǎn)移機制的研究應該同時研究。明確了細胞恢復功能的通路有助于進一步提高細胞治療的功能恢復的能力。 影像技術(shù)如體內(nèi)MRI已經(jīng)可以觀測到卒中模型中細胞的結(jié)合和細胞與宿主的反應，應該也能用來研究細胞治療的機制。,FDA核準門檻的問題：,安全第一：移植細胞是安全的嗎？ FDA需要

9、證據(jù)來證明移植細胞不會產(chǎn)生腫瘤或新生物，不引起明顯的行為改變及生理變化。這些結(jié)果必須出現(xiàn)在模擬臨床環(huán)境的動物模型身上。FDA還要求對移植受體進行終身檢測。,效率第二：要研究治療所必須的劑量 劑量-效應研究不僅要研究細胞治療的有效劑量，還要研究它的最大劑量，用于推測臨床的治療用量。,第三：我們植入的細胞在哪里？ FDA非常關(guān)注細胞移植的修復機制，移植的細胞在什么地方，細胞的最終結(jié)果是怎樣。如果不能證明細胞在腦內(nèi)存在，那么它是怎么代謝掉的？這些都與治療的安全性有密切關(guān)系。,卒中治療的臨床試驗：,盡管我們在預防卒中和急性期治療卒中有了很大的提高，但是還沒有治療方法來恢復卒中后的神經(jīng)性功能缺陷。 細胞

10、治療為我們提供了可能，雖然動物試驗證實細胞治療的有效性，但是細胞治療卒中還存在很多問題，由于動物和人的不同，所以一些問題要通過臨床試驗來解決。,Kondziolka等人的一期臨床研究：,對12個基底節(jié)受損，有運動障礙，年齡44至75歲之間，卒中6個月至6年的病人，給他們立體定位注入2x106或6x106個LBS-Neurons( Layton BioScience)。 LBS-神經(jīng)元由NT2/D1（來源于人畸胎瘤的細胞株，購買于ATCC）人類祖細胞誘導分化而得,12個病人中有8個病人只在基底節(jié)部位梗死，另外四個在皮質(zhì)也有梗死。只有一個病人有動脈纖維化。 根據(jù)歐洲卒中量表評分標準有6個病人提高了

11、3到10分，12個病人平均提高2.9分，移植6個月后對11人進行正電子發(fā)射斷層掃描（PET）其中有6個人在注入部位氟脫氧葡萄糖增多。 對他們進行連續(xù)12至18個月的檢查，未發(fā)現(xiàn)與移植細胞有關(guān)的血清學和影像學異常。,Kondziolka等人的二期臨床研究：,選擇18個因基底節(jié)受損（9個出血性卒中，9個缺血性卒中）所致運動功能障礙的卒中病人，年齡在18至75歲之間，卒中后1年至6年，出現(xiàn)穩(wěn)定性運動障礙至少2個月，無手術(shù)禁忌癥，進行雙盲試驗。 術(shù)后持續(xù)觀察最長的長達2年發(fā)現(xiàn)未有與移植細胞相關(guān)的血清學和影像學異常。其中有一個病人出現(xiàn)一次癲癇，另外有一個暈厥一次，還有一個出現(xiàn)無癥狀性硬膜外出血。,7人：

12、 5x106 5個缺血性 18人 7人：10 x106 1個缺血性 4人：對照 3個缺血性 在這個試驗中沒有考慮缺血性卒中與出血性卒中對細胞治療的效應是不同的問題，也沒有考慮到劑量-效應問題。,二期試驗有6位病人的ESS評分提高，但治療組與對照組比較無顯著性差異。 根據(jù)傅格-梅爾評估量表術(shù)前和術(shù)后的腰部，手部運動沒有顯著性差異，而根據(jù)上肢動作研究量表評估手部的非精細運動與對照組和術(shù)前相比有所提高。 根據(jù)腦卒中影響量表評估6個月后的日?；顒虞^對照組有所提高，但與術(shù)前比無顯著性差異。每天的記憶測試較術(shù)前有所提高。,Savitz等人的臨床試驗：,將豬的胚胎細胞移植入5個基底節(jié)受損，有神經(jīng)性功能缺陷的卒中病人的腦部。 治療后，前三個病人沒有出現(xiàn)異常情況，第四個病人在治療3周后出現(xiàn)暫時的運動功能障礙加重，第五個病人在治療1周后出現(xiàn)癲癇。雖然有兩個病人的語言能力有所提高，但該試驗被FDA禁止了。,Bang等人的試驗：,篩選了30個大腦中動脈區(qū)域栓塞，有嚴重神經(jīng)功能障礙的缺血性卒中病人，給其中5個病人靜脈注入自體的骨髓間充質(zhì)細胞1x108個，25個病人作為對照