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撰文：步步先生

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2022年5月20日，美國Athersys公司宣布，其合作伙伴Healios在日本開展的干細(xì)胞治療缺血性卒中的臨床試驗(yàn)未能達(dá)到2/3期試驗(yàn)的主要終點(diǎn)。值得一提的是，患者雖在90天時(shí)未達(dá)到主要終點(diǎn)，但一年后，患者生活質(zhì)量得到了持續(xù)的改善。

缺血性卒中一直是干細(xì)胞治療的研究熱點(diǎn)。這篇文章從細(xì)胞種類、細(xì)胞劑量、干預(yù)時(shí)間窗、給藥的路徑和和患者類型等諸多方面進(jìn)行剖析，希望帶給大家更多的思考。

–01–

缺血性卒中的干細(xì)胞治療

?缺血性卒中概述

卒中俗稱“中風(fēng)”，主要分為缺血性卒中和出血性卒中，其中以缺血性卒中為多。缺血性卒中（Cerebral ischemic stroke），又稱腦梗死、缺血性中風(fēng)，是指腦部血液供應(yīng)障礙所導(dǎo)致的局部腦組織缺血、缺氧性壞死，進(jìn)而出現(xiàn)相應(yīng)神經(jīng)功能缺損的腦血管疾病。

由于治療時(shí)間窗等因素限制，目前僅有10%左右缺血性卒中患者能在急性期獲得溶栓、取栓等血管再通治療。

圖1.缺血性腦卒中示意圖

臨床試驗(yàn)常用細(xì)胞類型

缺血性卒中一直是干細(xì)胞治療的研究熱點(diǎn)。不同的缺血性卒中臨床試驗(yàn)，需要選擇不同的干細(xì)胞。目前，最常用的細(xì)胞當(dāng)屬間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）和神經(jīng)干細(xì)胞（NSC）。此外，早期的一些臨床探索還使用到造血干細(xì)胞（HSC）、嗅鞘細(xì)胞（OEC）和單個核細(xì)胞（MNC）。

圖2. 干細(xì)胞治療缺血性卒中的挑戰(zhàn)

臨床前研究表明，不同類型細(xì)胞均可能改善腦卒中后的神經(jīng)功能缺損，并且有些已經(jīng)在臨床試驗(yàn)中得到了有益結(jié)果。然而，如何選擇最佳細(xì)胞類型、細(xì)胞劑量、移植途徑和患者類型等諸多問題，值得我們一起思考。

–02–

不同干預(yù)窗口期的干細(xì)胞臨床試驗(yàn)

根據(jù)美國臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫（Clinicaltrials.gov）注冊登記，一共檢索到43項(xiàng)已注冊的干細(xì)胞治療卒中臨床試驗(yàn)。根據(jù)疾病進(jìn)程，臨床試驗(yàn)分為急性（卒中發(fā)作后1周內(nèi)治療）、亞急性（卒中發(fā)作后1周至6個月治療）和慢性（卒中發(fā)作后6個月治療）。

不同臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)，各方面差異也很大。細(xì)胞類型方面，自體骨髓干細(xì)胞最多。細(xì)胞劑量大約在1×10*6 ~ 1×10*9之間，細(xì)胞移植途徑包括靜脈給藥（IV）、動脈給藥（IA）、鞘內(nèi)給藥或腦室內(nèi)給藥（IT）和顱內(nèi)（IC）給藥途徑。血管給藥（IV和IA）比顱內(nèi)給藥（IC）的細(xì)胞數(shù)量更高?(10*9 VS 10*6-7)。其理由是顱內(nèi)移植需要限制細(xì)胞的數(shù)量，以避免產(chǎn)生占位效應(yīng)。靜脈移植似乎更適合急性期至亞急性期，而顱內(nèi)移植或鞘內(nèi)移植大多在慢性期進(jìn)行。至于評估方式，一般采用修正Rankin量表（mRS）、國立衛(wèi)生研究院卒中量表（NIHSS）和Barthel指數(shù)。

這里需要說明的是，以上臨床試驗(yàn)大多是處在早期階段，也沒有設(shè)立對照組或?qū)φ战M比較粗糙。除一項(xiàng)研究外，其他研究均未報(bào)道細(xì)胞治療對人體產(chǎn)生不利影響，這倒是證明了干細(xì)胞療法的安全性。

▉?急性期

急性期的治療：指中風(fēng)發(fā)作后一周內(nèi)的細(xì)胞移植。細(xì)胞種類一般選擇骨髓單個核細(xì)胞（BMNC）或異體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）。臨床試驗(yàn)使用靜脈給藥或動脈給藥，不使用腦內(nèi)給藥。在這段時(shí)間內(nèi)，治療效果主要依賴自身恢復(fù)，這強(qiáng)烈影響最終結(jié)果，在評估時(shí)應(yīng)予以考慮。

根據(jù)臨床試驗(yàn)結(jié)果分析，在24-36小時(shí)（臨床試驗(yàn)納入24 – 48小時(shí)）接受干細(xì)胞治療，一年后運(yùn)動恢復(fù)有顯著改善。研究說明：急性期接受異體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）靜脈輸注治療的患者可獲益。目前，在24-36小時(shí)窗口期使用BMSCs的臨床試驗(yàn)正在日本進(jìn)行。

▉?亞急性期

亞急性治療：指中風(fēng)發(fā)作后一周到6個月的細(xì)胞移植。細(xì)胞種類一般選擇骨髓單個核細(xì)胞（BMNC）或經(jīng)擴(kuò)增的自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）。臨床試驗(yàn)使用靜脈給藥或動脈給藥，也有使用鞘內(nèi)移植的。

根據(jù)臨床試驗(yàn)結(jié)果分析，小樣本試驗(yàn)報(bào)告良好，而較大的隨機(jī)試驗(yàn)顯示各自不同的療效，并不一致。

Prasad等開展了一項(xiàng)隨機(jī)對照，多中心聯(lián)合的?II 期臨床試驗(yàn)。試驗(yàn)入組 118 名患者，其中一半患者在損傷后 7-10 天接受了大約 3×10*7 自體 BMNCs。結(jié)果顯示，靜脈輸注 BMNCs 是安全的，但對卒中結(jié)局沒有任何有益的影響。
Lee等報(bào)道，與隨機(jī)對照相比，經(jīng)靜脈注射 1×10*8 個 BMSCs?治療開始后，卒中患者可在?5 年內(nèi)獲得更好的恢復(fù)并降低死亡率，而 Jaillard等人并未報(bào)道整體受益。動脈給藥治療的結(jié)果在不同的試驗(yàn)中也不同。
Bhatia等報(bào)道，通過動脈給藥自體 BMNCs 良好的恢復(fù)趨勢（P = 0.06），而其他研究沒有報(bào)道這種差異。

▉??慢性期

慢性期治療：指缺血性卒中6個月后的細(xì)胞治療。目前，有效的治療流程還在摸索中。顱內(nèi)給藥方式較為常用。也有研究報(bào)道了CD34+HSC的顱內(nèi)移植與對照組相比，存在明顯的神經(jīng)恢復(fù)。雖然入組患者數(shù)量很少（N = 6個），但與對照組相比，顱內(nèi)給藥注射的恢復(fù)效果更好。靜脈給藥的結(jié)果，則顯示各自不同的療效，并不一致，有的有顯著恢復(fù)，有的則沒有。

–03–

如何看待干細(xì)胞治療缺血性卒中

干細(xì)胞治療的各種成功因素中，細(xì)胞種類的選擇固然很重要，細(xì)胞產(chǎn)品的質(zhì)量也不可或缺，還應(yīng)對適應(yīng)癥本身有透徹的了解，同時(shí)采用正確的給藥途徑，以及給予合適的劑量。

下面，我們針對各種因素逐一闡述。

▉??如何選擇干細(xì)胞類型

臨床試驗(yàn)用于缺血性卒中治療的細(xì)胞類型，包括MNC、MSCs、OEC、NSC和iPSC。另外，還有基因修飾的細(xì)胞（旨在通過增強(qiáng)細(xì)胞因子的釋放和細(xì)胞存活時(shí)間進(jìn)行治療）。

一般而言，自體細(xì)胞（包含MNC、MSCs、OEC）具有移植后排斥反應(yīng)低和風(fēng)險(xiǎn)低的優(yōu)勢，而同種異基因細(xì)胞（MSCs、NSC）則具有規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢。“現(xiàn)貨型”同種異基因細(xì)胞產(chǎn)品已成為未來發(fā)展趨勢。開發(fā)“現(xiàn)貨型”同種異基因細(xì)胞產(chǎn)品，必須考慮幾個因素（如安全性、效率、成本和規(guī)模化生產(chǎn)）的可行性。其中，產(chǎn)品異質(zhì)性是個很大問題。采用不同的生產(chǎn)工藝，即使來自同一供體的干細(xì)胞，也可能表達(dá)不同的功能和分子表型。

▉??如何選擇給藥途徑

合適的給藥方式，也是干細(xì)胞臨床轉(zhuǎn)化成功的一個重要挑戰(zhàn)。在干細(xì)胞治療缺血性卒中的臨床設(shè)計(jì)中，如何將干細(xì)胞輸送到目標(biāo)腦區(qū)的方式至關(guān)重要。

靜脈輸注由于操作簡便、侵襲性小、可重復(fù)性強(qiáng)，所以臨床治療中較為常見。比起局部給藥，靜脈輸注的干細(xì)胞，由于靶點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，大多數(shù)細(xì)胞被困在肺部，歸巢性往往不足，從而影響治療效果。靜脈給藥治療的有益作用是通過減少細(xì)胞凋亡和減輕炎癥來實(shí)現(xiàn)的。這在缺血性卒中的急性期是有用的，但在慢性期可能就沒有多少益處了。

一般而言，在大劑量給藥方面，動脈給藥優(yōu)于靜脈給藥。然而，動脈給藥對腦內(nèi)并不適用。顱內(nèi)動脈給藥的一個缺點(diǎn)是，細(xì)胞團(tuán)阻塞動脈會造成額外的缺血性損傷。腦室內(nèi)給藥，可將大量細(xì)胞送入蛛網(wǎng)膜下腔，侵襲性較小。腦實(shí)質(zhì)直接注射，實(shí)現(xiàn)了最高水平的細(xì)胞植入，侵襲性較大，而且注射針可能造成額外腦損傷的風(fēng)險(xiǎn)也應(yīng)該考慮。

▉? 移植后的細(xì)胞行蹤

在急性期和亞急性期，首選靜脈給藥和動脈給藥，使用細(xì)胞量較大，最多可達(dá)10*9個細(xì)胞。而在慢性期，首選較少細(xì)胞劑量10*7個細(xì)胞的顱內(nèi)給藥。有趣的是，臨床試驗(yàn)顯示大多數(shù)經(jīng)血管給藥（動脈給藥或靜脈給藥）后的干細(xì)胞并不存在于大腦中，而是存在于肺、脾和膀胱等器官中。

Rosado-de-Castro等人將锝99m標(biāo)記的 BMNCs 通過靜脈和動脈內(nèi)給藥移植到亞急性腦卒中患者，發(fā)現(xiàn)在移植后2-24小時(shí)，只有0.6% – 0.9%的細(xì)胞存在于大腦中。動脈給藥后，在肝臟（2h: 40%和24h：47%）和脾臟（2 h: 6%和24h：7%），肺部較少（2h：7%和24h：4%）。而靜脈給藥后，肝臟（2h：14%和24h：19%）和脾臟（2h：2%和24h：3%），肺部（2h：21%和24h：7%）。結(jié)果顯示，干細(xì)胞移植后，靜脈給藥和動脈給藥的細(xì)胞的分布不同。隨后，靜脈給藥的細(xì)胞分布在肺內(nèi)，而動脈給藥則分布在肝臟內(nèi)。

其他報(bào)道經(jīng)動脈給藥锝99m標(biāo)記的BMNCs的研究結(jié)果也相似，后者在缺血2小時(shí)后出現(xiàn)在腦內(nèi)，主要富集在肝臟、肺、脾臟、腎臟和膀胱。24h后，顱內(nèi)細(xì)胞幾乎不可見，其他器官仍可富集。結(jié)果表明，靜脈給藥或動脈給藥的細(xì)胞，不能在大腦中停留很長時(shí)間。

圖3. 細(xì)胞類型、劑量和患者特征之間的關(guān)系

結(jié)論：急性期首選靜脈移植，細(xì)胞量較大，；而慢性期首選顱內(nèi)移植，細(xì)胞量較少。

–04–

小結(jié)和展望

缺血性卒中的治愈，一直是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的難題。干細(xì)胞移植是治療缺血性卒中最有前景的方法之一。臨床試驗(yàn)的結(jié)果表明，大多數(shù)干細(xì)胞移植是安全的，但有效性方面參差不齊，而干細(xì)胞治療缺血性卒中更多的臨床試驗(yàn)已經(jīng)在路上。

▉?國際開展的臨床試驗(yàn)概況

最后，我們看一下國際上開展干細(xì)胞治療缺血性卒中的臨床試驗(yàn)匯總表。

圖4.國際上開展干細(xì)胞治療缺血性卒中的臨床試驗(yàn)匯總

一、在急性期的臨床試驗(yàn)。一般選擇靜脈或動脈回輸。治療作用機(jī)制：通過間接方式保護(hù)神經(jīng)元的健康和生存。有益作用是通過減輕炎癥來實(shí)現(xiàn)的。細(xì)胞類型可選擇：間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）、單個核細(xì)胞（MNCs）等。

二、在慢性期的臨床試驗(yàn)。一般選擇顱內(nèi)或鞘內(nèi)移植。治療作用機(jī)制：細(xì)胞替代移植被認(rèn)為是細(xì)胞治療的主要機(jī)理。細(xì)胞移植長期存活較困難，任重道遠(yuǎn)。細(xì)胞類型可選擇：神經(jīng)干細(xì)胞（NSC）、嗅鞘細(xì)胞（OEC）、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞衍生細(xì)胞。

國內(nèi)也已經(jīng)有機(jī)構(gòu)正在積極開發(fā)治療缺血性卒中的干細(xì)胞藥物。臨床試驗(yàn)階段有三個，包括九芝堂美科的“缺血耐受人同種異體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞”、呈諾再生醫(yī)學(xué)的“異體內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPCs）注射液”、愛薩爾生物的“人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞注射液”。此外，霍德生物開發(fā)的iPSC衍生臨床細(xì)胞產(chǎn)品，也在積極申請IND的路上。

關(guān)山難越，任重道遠(yuǎn)。我們既不要過早的宣布勝利，也不要過早的放棄一個有希望的治療策略。任何事物的發(fā)展都將遇到挑戰(zhàn)和阻礙，我們?nèi)匀幌嘈鸥杉?xì)胞治療將克服困難，成為可靠的治療方式。

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