間充質干細胞移植治療帕金森病的臨床療效

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一種中樞系神經系統退行性疾病，常見于中老年人，起病隱匿，進展緩慢，其臨床特征由英國醫生James Parkinson 于1817年首次記錄并描述。

 

帕金森病平均發病年齡為60歲左右，40歲以下起病的青年帕金森病較少見。我國65歲以上人群PD的患病率大約是1.7%。大部分帕金森病患者為散發病例，僅有不到10%的患者有家族史。

 

據統計，全球約有450萬帕金森病患者，中國目前已有220萬的帕金森患者 。并且，近年來，帕金森病患者越來越年輕化，“青少年型帕金森病”患者占總患病人數10%左右。

PD的典型病理改變主要存在于中腦黑質-紋狀體系統，包括黑質多巴胺能神經元變性壞死、路易小體（主要成分為α-突觸核蛋白）形成，紋狀體內多巴胺含量及多巴胺受體數量明顯減少等。

 

運動遲緩、靜止性震顫、肌強直、步態姿勢異常為其最常見的運動癥狀，PD患者往往同時伴有精神行為障礙、自主神經功能異常、感覺障礙、睡眠障礙等非運動癥狀。

 

目前臨床對PD的一線治療方法主要有多巴胺能藥物治療、手術治療和物理輔助治療。手術治療主要指腦深部電極刺激術（DBS），神經核損毀術因存在損傷較大、療效不肯定等劣勢現已很少臨床應用。但無論是藥物治療還是手術治療，都只能起到改善癥狀作用，還不能有效延緩病情進展，更無法逆轉病情，達到徹底治愈疾病的目的。

 

間充質干細胞（mesenchymal stemcells，MSCs）由Friedenstein于 1966 年首次發現，它是一類多功能干細胞，來源于早期的中胚層，保留強大的增殖分化能力。

 

來源于新生兒臍帶的MSCs不僅成功避開了胚胎干細胞來源缺乏、有悖于道德倫理、異體排斥反應等缺陷，而且與目前研究較多的骨髓間充質干細胞相比較也具備諸多優勢。

 

hUC-MSCs被病毒污染的可能性很小，并且不會隨著供體年齡的增長而出現細胞增殖、分化能力明顯下降的趨勢，便于采集，對分離提純培養技術無過高要求。

 

因此臍帶間充質干細胞（hUC-MSCs）成為目前干細胞領域新的研究熱點。已有大量體外實驗證實，在不同的誘導條件下，hUC-MSCs（human umbilical cord mesenchymal stemcells， hUC-MSCs）不僅可向成骨、軟骨、脂肪細胞等中胚層來源的組織細胞分化，還可以向外胚層和內胚層來源的神經元樣細胞和肝細胞樣細胞等各種細胞分化。

 

傳統理論認為，中樞神經系統的神經元一旦因缺血缺氧、中毒等原因變性壞死就不會再生，這是一種不可逆損傷。

 

干細胞移植作為一種從病因著手治療中樞神經系統退行性疾病的新方法，其療效在諸多動物模型和臨床研究中已經得到廣泛證實。

 

已有研究證明hUC-MSCs移植對缺血缺氧性腦病、帕金森綜合征、PD均有療效，但是存在研究病例數量不足、隨訪周期較短、評價指標較單一、移植途徑創傷性較高等缺陷。

 

hUC-MSCs移植治療PD可選的移植途徑較廣，包括經側腦室移植、經殼核移植、經蛛網膜下腔移植、經各類血管移植等。相較于其它移植途徑，經外周靜脈移植具有臨床操作便捷、對患者創傷小、更有利于患者接受、方便普及推廣等顯著優勢。hUC-MSCs具有向損傷部位炎性歸巢的特性，并且在PD病理條件下可透過血腦屏障，因此從理論上講經血管移植的hUC-MSCs同樣可以歸巢到腦內，治療中樞神經系統疾病。有相關研究已證實經外周靜脈移植治療PD有效。

 

hUC-MSCs移植不違背倫理道德，hUC-MSCs無免疫原性或免疫原性很弱，不需要嚴格配對，配合外周靜脈滴注這種創傷很小的移植途徑，相較于其它高創傷性移植途徑，更有利于患者接受，更方便臨床推廣。

 

靜脈輸注hUC-MSCs對PD多種癥狀的臨床療效

 

2017年4月至2017年12月河北醫科大學第一醫院神經內二科，根據2015年國際運動障礙協會（MDS）PD診斷新標準中臨床確診PD的條件，收治的34例PD患者為研究對象，通過靜脈輸注hUC-MSCs對PD多種癥狀的臨床療效進行評估。

34例PD患者的基本特征

 

 

治療方案

 

臨床治療

 

經醫院倫理委員會批準，所有入組患者均住院治療，簽署干細胞移植知情同意書。第1周進行常規檢查，排除禁忌證，同時調節口服抗PD藥物致合適劑量，并保持此劑量至隨訪結束。第2周起經外周靜脈滴注hUC-MSCs，同時按已經調節好的劑量規律口服抗PD藥物。

 

移植之前先予以苯海拉明20mg肌肉注射，以預防過敏反應，再經外周靜脈滴注hUC-MSCs注射液 90 mL(1.0×10E7/ml)。移植過程中監測患者各項生命體征，并注意觀察詢問有無過敏、發熱等不良反應，監護儀應用到到移植后72h。每周移植1次，共3次。囑患者出院后到3個月隨訪結束期間按醫囑劑量規律口服的抗PD藥物，無特殊情況不調整藥物種類及用法用量，如必須調整藥物，請先與管床醫生溝通。

 

hUC-MSCs制備

 

該臨床研究采用的hUC-MSCs由某干細胞實驗室提供，生產流程如下：經過醫院倫理委員會批準，產婦知情同意后，取健康產婦足月產嬰兒的臍帶，浸入4℃的生理鹽水，迅速轉移到實驗室，用磷酸鹽緩沖液把臍動靜脈內的殘血沖洗干凈，剔除大血管，僅保留沃頓膠組織，將其剪成1mm3大小的組織塊，經100目篩網過濾收集細胞，接種于無血清培養基中。置于37℃，5%CO2孵箱內進行培養。

 

3天后全量更換培養液，第6-7天后鏡下可見單個梭形細胞從組織塊中游離出來并貼壁生長，再次換液。12天左右時，細胞70-80%融合，用0.25%胰蛋白酶消化并傳代。原代細胞以1:1的比例進行傳代，記為P1代。P2代以后按1:3或l:4的比例傳代。

 

取P5代處于對數生長期的細胞，配以生理鹽水制成單細胞懸濁液，經流式細胞儀免疫表型鑒定CD90、CD105、CD73表達率≥95%，CD14、CD34、CD45、CD79a、HLA-DR 表達率≤2%,乙肝五項、梅毒艾滋抗體、內毒素等檢測陰性，質檢合格后調節濃度至1.0×107/ml,可應用于臨床移植。

 

隨訪觀察

 

分別于治療后1個月、治療后3個月時對患者進行隨訪觀察。每次隨訪均對上述11項量表進行測評，記錄評分情況。量表測評內容及方法與基線調查時要求相同。

 

結局評價

 

以治療前后11項量表測評結果的變化情況作為結局評價指標。UPDRSⅢ、SCOPA-AUT、HAMD24、HAMA14、NPI、VAS、RLSS、PSQI、RBDS評分降低，可以認為相應癥狀好轉；MoCA、ADL評分升高可以認為相應癥狀或日常日常生活能力改善。

 

療效評價

 

隨訪期間34例患者均未出現明顯的過敏反應及移植物抗宿主病，無新發腫瘤，血常規、肝腎功能、電解質等常規檢查均未出現明顯異常變化，初步證明hUC-MSCs移植治療是安全的。

 

1）移植后1個月的療效觀察

 

由下表可見，反映治療效果的11項指標中，10項在治療前后的變化具有統計學意義，只有反映自主神經功能癥狀指標SCOPA-AUT，治療前后差異無統計學意義。在有變化的10項指標中，只有MoCA 、ADL治療后評分升高，其他評分均有所下降，表明移植后1個月患者的運動功能、焦慮抑郁情緒、認知功能、精神癥狀、異常痛覺、RLS癥狀、睡眠障礙、RBD癥狀、日常生活能力得到了改善，提示移植治療是有效的。

 

移植后1個月療效

 

 

2）移植后3個月的療效觀察

 

由下表可見，移植后3個月的治療效果與1個月時基本相同，仍然是SCOPA-UT指標無統計學意義，MoCA、ADL值較治療前是升高的，其他評分均有所下降，各項指標較移植前改善，說明移植后3個月治療仍然有效。

 

移植后3個月療效

 

 

3）移植后1個月和3個月的療效比較

 

由下表可見，移植后3個月與移植后1個月相比較，雖然大部分指標均值有改善的趨勢，但差異均無統計學意義，不能認為移植后3個月療效好于移植后1個月療效，可以認為移植后1個月到3個月期間基本處于穩定狀態，改善可維持到第3個月。

 

移植移植后1個月、移植后3個月療效的比較

 

 

結論

 

PD發病率僅次于阿爾茨海默病，是中老年人第二常見神經系統變性疾病，以運動遲緩、靜止性震顫、肌強直、步態姿勢異常為其最常見的運動癥狀（MS）常被稱為“PD―四主征”。

 

治療PD的傳統方法包括藥物治療、手術治療和物理輔助治療。藥物治療以多種多巴胺能藥物為主，配合抗膽堿能藥，金剛烷胺等，通過補充多巴胺、抑制膽堿能的原理來改善癥狀。外科手術治療包括腦深部電極刺激術（Deep Brain Stimulation,DBS）、神經核損毀術，后者因創傷較大，療效不肯定等原因目前已較少采用，DBS可以精確定位電極植入腦內核團的靶點，電極植入后刺激的強度和頻率可根據癥狀變化調節，可改善PD患者運動癥狀，減少抗PD藥物用量，無明顯副作?。

 

重復經顱磁刺激（rTMS）是一種常見的輔助治療手段。這是對―變化的磁場產生電場‖這一經典物理理論的醫學應用，通過改變外加磁場，使顱內產生電流，從而調節患者的腦功能。rTMS治療具有無創無痛、使用方便、操作簡單等優點，刺激皮層中央前回可以改善運動功能，刺激前額葉可以改善抑郁情緒；刺激皮層語言中樞可以改善發音功能。

 

但上述傳統療法都只能起到改善癥狀作用，還不能有效延緩病情進展，更無法逆轉病情，達到徹底治愈疾病的目的。隨著再生醫學的發展，干細胞移植技術為PD治療帶來了新的希望。

 

人臍帶間充質干細胞移植治療的優勢

 

間充質干細胞（MSCs）由Friedenstein于20世紀60年代在骨髓組織中發現，它來源于發育早期的中胚層，是一類多功能干細胞，具備強大的自我更新能力，且保留很強的多向分化潛能，在適當的誘導條件下可分化內、中、外胚層來源細胞，如肌細胞、肝細胞、胰島細胞、神經元樣細胞、內皮細胞、軟骨細胞等。

 

大量研究顯示MSCs移植對多種疾病有效，如血液病、骨關節病、糖尿病、肝損傷、中樞神經系統疾病等。王福生院士的團隊7年間通過MSCs移植，成功治療了200多例肝衰竭患者。國外報道用MSCs移植治療1型糖尿病效果顯著，有半數以上患者在治療后2年內完全脫離胰島素，其余患者胰島素用量也減少。多個報道顯示MSCs對糖尿病足患者有效，疼痛緩解，行走距離延長。有包含600多例患者的薈萃分析結果顯示，MSCs移植有助于心肌梗死患者心功能恢復，提高射血分數。

 

臍帶間充質干細胞具備強大的增殖分化能力的同時，還擁有免疫調節能力。具體來說這是一種可變的免疫調節能力，被稱之為免疫調節可塑性。早期的研究發現MSCs可以通過多種途徑抑制B細胞、T細胞、NK細胞等免疫細胞的作用，從而起到免疫抑制效果。

 

最新研究顯示hUC-MSCs擁有抗炎和促炎兩種截然相反的功能，而且可以根據微環境中的炎癥水平來切換功能。當炎癥早期微環境中的炎癥水平較低時，hUC-MSCs 可以促進免疫反應；相反當中晚期炎癥水平較高時，hUC-MSCs便發揮其免疫抑制作用。這種對機體固有免疫反應的削峰去谷作用使免疫反應進行得更平緩，有利于病損部位的修復。

 

人臍帶間充質干細胞移植起作用的機制

 

臍帶間充質干細胞移植起作用的機制復雜，細胞替代學說認為移植的hUC-MSCs可定向歸巢到黑質病損部位分化為多巴胺能神經元，或是刺激原有的內源性神經干細胞替代缺失的多巴胺能神經元以補充黑質多巴胺能神經元缺失，從而緩解癥狀，甚至治愈疾病。

 

神經營養學說認為hUC-MSCs并沒有直接參與組織再生, 而是通過通過分泌GDNF、BDNF、NT-3等神經營養因子來調節微環境，或是通過免疫調節功能減輕組織損傷，促進修復，從而挽救變性邊緣的神經元細胞，修復損壞的神經通路。

 

研究發現雖然移植后患者大部分癥狀得到不同程度的改善，但移植后3個月與移植后1個月相比，并未見明顯改善，上述研究更傾向于神經營養學說的觀點。研究還認為PD患者部分自主神經變性壞死遠早于運動癥狀出現，上述報道的案例患者自主神經功能癥狀改善并不顯著，結合Braak分期的理論來考慮,其原因可能是相關神經病理改變出現較早，變性壞死更徹底，因此再生、修復較困難。

 

參考文獻：

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Postuma R B, Berg D, Stern M, et al. MDS clinical diagnostic criteria for Parkinson’s disease[J]. Movement Disorders Official Journal of the Movement Disorder Society, 2015, 30(12): 1591.