脊髓損傷(Spinal cord injury),通常指脊髓受到外部影響,造成損傷部位及其以下部分癱瘓或全部癱瘓,使患者終身殘疾。脊髓損傷是一種比較常見的外傷。
長期以來,治療脊髓損傷主要通過手術脊髓減壓恢復其穩定性,通過藥物、高壓氧等治療來抑制或減輕其繼發性損傷。在一定程度上減輕了患者癥狀,但并未在神經功能方面取得根本的改變。因此,當今急需一種高效安全的治療方案來改變這種狀況。
干細胞移植治療脊髓損傷的研究大約始于50年前,最近才開始臨床試驗。
不同類型的細胞移植修復脊髓損傷的能力已經被研究。在脊髓損傷細胞移植治療中,研究最廣泛的細胞類型是神經干細胞、祖細胞、少突膠質祖細胞、間充質干細胞、雪旺細胞和嗅鞘細胞。少突膠質祖細胞是少突膠質細胞的前體,而少突膠質細胞是中樞神經系統中形成髓鞘的細胞。雪旺細胞是周圍神經的髓鞘細胞。大量基于動物的研究表明,所有這些細胞類型都是細胞治療的可行候選者,通過神經保護、軸突出芽和/或再生、免疫調節和髓鞘再生等多種機制介導脊髓損傷的功能改善。
最新研究表明:在脊髓損傷中,由于脊髓損傷部位的不良微環境,僅移植干細胞不足以促進損傷神經的再生。細胞外環境在控制細胞行為,包括細胞生長和分化方面起著重要作用。移植細胞能在合適的細胞外環境中存活并分化成所需的細胞類型。許多不同類型的支架已在移植實驗中進行了研究,這些支架由天然基質組成,包括基質及其組成部分,如膠原蛋白、層粘連蛋白、纖維連接蛋白或人工生物材料。將N-鈣粘蛋白修飾的膠原支架、原代神經干細胞和基質的混合物、膠原蛋白/絲素蛋白3D支架和神經干細胞移植到完全橫斷的大鼠脊髓中,顯示出與嚙齒類動物脊髓損傷后類似的結果。
來自美國阿肯色州立大學的Jennifer Yanhua Xie團隊認為:了解不同干細胞的信號激活途徑對于脊髓損傷治療是有益的。例如,巨噬細胞遷移抑制因子及其結合體HTRA1不僅能減少嗅覺神經的巨噬細胞數量,而且能促進嗅鞘細胞吞噬神經碎片。遷移抑制因子抑制HTRA1,進而影響嗅鞘細胞的遷移和增殖。
另一個潛在的研究領域是將不同的治療方法結合起來,看看是否比單一的治療方法更有效。甲基強的松龍聯合Rho-Rock抑制劑治療脊髓損傷可能比單純使用Rho-Rock抑制劑更有效。外泌體和人工支架可能是用于脊髓損傷治療的良好傳遞系統。脊髓電刺激可與多種干細胞療法相結合,促進移植細胞與宿主細胞之間的相互作用,有力促進脊髓功能恢復。
上述內容文章在《中國神經再生研究(英文版)》雜志2022年2 月 2 期發表。
干細胞治療脊髓損傷應運而生。
干細胞由于具有強大的自我復制能力和旁分泌作用,科學家和醫生對其在治療“脊髓損傷”方面寄予了很大希望。
關于機理,越來越多的證據表明可能有兩種:
1、移植后的細胞通過提供修復損傷的細胞因子,促進原受損組織自然修復,或防止損傷進一步加重。
2、移植細胞替代受損細胞,促進脊髓損傷空洞區形成橋接,引導神經再生、調節免疫微環境、修復脊髓中非神經組織等促進神經損傷恢復。
再回顧一些案例:
2016年12月8日,一篇干細胞療法有望在中風或脊髓損傷后恢復運動功能的相關報道發布在Nature網站上。其中31歲女性中風患者SoniaOlea Coontz參加了一個小型干細胞治療的臨床試驗,接受了干細胞治療后,能舉起自己右手臂過頭頂,說話也變清楚了。
她已經不需要輪椅,并在36歲懷上自己第一個孩子。Coontz的主治醫生,斯坦福大學神經外科主任Gary Steinberg說,Coontz是干細胞治療的“奇跡病人”。
2018年2月,一名34歲的高位截癱患者在某醫院接受自體干細胞移植手術后,恢復了頸、胸腹部知覺。這名患者因車禍致頸3-頸4椎體骨折脫位并脊髓不完全損傷,傳統康復治療手段對其無明顯效果,最終干細胞移植手術給他帶來了奇跡。
看起來似乎離我們很遙遠的干細胞療法,已經通過其自身卓越的能力,讓無數患者“如獲新生”。在全球最大的臨床試驗登記系統clinicaltrials.gov上登記的干細胞治療腦損傷臨床研究共計46項,其中在國內有9項。
2015年,中國科學院某團隊在國際上首次開展神經再生膠原支架聯合骨髓單核細胞(里面含有間充質干細胞)移植治療脊髓損傷的臨床研究,首批4例患者出現運動功能改善。
結尾,脊髓損傷是一種治療極為棘手的疾病,導致患者嚴重殘疾,給個人,家庭以及社會帶來沉著負擔。
目前,干細胞被認為是脊髓損傷極具治療前景的一種手段。未來仍需要進行更為深入的基礎研究以及更大規模的臨床試驗來進一步證實干細胞對于脊髓損傷治療的療效,來為處于絕望邊緣的患者點燃希望!
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