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干细胞技术有望在脊髓损伤修复领域发挥有益作
脊髓是身体神经信号传递的一个关键部位,它负责传递下肢、躯干等身体部位的运动和感觉信息。然而,当脊髓损伤发生时,可能会对身体的运动和感觉功能造成严重影响,这种情况也被称为截瘫或瘫痪。
据悉,脊髓损伤在年轻人群中的发病率较高,但近年来在老年人群中的发病率也呈现出逐渐上升的趋势。我国至少有约130万脊髓损伤患者,并且以每年5-7万的速度增长。
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脊髓损伤的病理机制及治疗方法
脊髓损伤的病理机制可分为原发性损伤和继发性损伤两个过程。当脊髓因外力受到挫伤、撕裂或压迫,或因血管损伤而梗塞时,脊髓开始出现神经损伤,通常称为原发性损伤。原发性损伤发生后,大量神经细胞死亡,血脊髓屏障被破坏。随后,发生血管痉挛性出血、活性氧形成、脂质过氧化、炎症和细胞凋亡等一系列损伤反应,导致继发性级联反应进一步加重损伤。
根据以往的研究,创伤性脊髓损伤的危险因素很多,包括暴力、极限运动和酒后驾驶。研究报告称,超过23%的脊髓损伤患者在10年内发生过继发性损伤。酗酒、精神药物的使用以及一些人格特质都与继发性损伤的发生有关。
目前治疗脊髓损伤的主要方法有手术治疗、药物治疗、高压氧治疗、物理治疗等。然而,脊髓损伤患者的治疗效果和结果仍不能令人满意。这就要求我们研究新的有效的脊髓损伤治疗手段。近年来,干细胞在临床干预脊髓损伤方面逐渐成为新的研究热点。
干细胞是指在特定条件下具有增殖和自我更新能力并分化成许多其他功能细胞的细胞。近年来,针对各种神经系统疾病的干细胞技术也得到了发展,例如脑出血、缺血性中风、外伤性脑损伤和蛛网膜下腔出血等。目前,越来越多的动物实验和临床试验表明,使用干细胞临床干预脊髓损伤或能发挥有益作用,在挽救受损组织和促进神经功能恢复方面具有巨大潜力。其中,间充质干细胞、胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、诱导多能干细胞等都是临床试验中常见的干细胞类型。
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《科学》杂志佐证干细胞修复脊髓损伤
“中枢神经系统损伤之后,是否拥有和皮肤、骨骼一样的再生和修复能力?早期的经典教科书告诉我们神经是不可再生的,但一部分病人通过手术和康复锻炼,却能够逐步恢复到接近正常的神经功能状态。”此前,华山医院院长毛颖教授在由天桥脑科学研究院与中国神经科学学会神经外科学基础与临床分会共同主办的“对话大脑”院士论坛的开场上,这样提问。
2020年,瑞典Karolinska研究所在《科学》杂志上发表的一项新研究显示干细胞可以帮助损伤后的脊髓修复,证明了刺激小鼠脊髓中干细胞形成大量新的、神经元传递信号所必须的少突胶质细胞,可以帮助修复受伤后的脊髓。
间充质干细胞干预脊髓损伤的作用机制:
间充质干细胞能够分泌神经营养因子,起到神经保护的作用;通过自身免疫调节作用,躲避移植免疫反应的同时减少脊髓损伤后的二次炎性损伤;具有促进轴突再生的能力,能够抑制脊髓损伤处胶质瘢痕形成,可以促进脊髓髓鞘再生,改善损伤后的神经传导,同时因具有多向分化能力,能够增殖分化成为神经细胞来修复损伤组织。
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干细胞临床干预脊髓损伤的研究案例
临床研究一:
Cheng等在临床试验中将人脐带来源的间充质干细胞经局部移植至病程在1年以上的10例胸腰段慢性脊髓损伤患者,康复组14例患者仅行康复理疗。术后6个月使用美国脊髓损伤神经功能评分标准,日常生活活动能力评分,尿动力学等评价疗效。
结果:干细胞组10例患者中有7例患者在感觉运动、自理能力、排尿功能方面有改善,所有患者未出现免疫排斥反应,仅有1例出现放射性神经痛,可能与局部移植针刺有关,而康复组的改善恢复差异无统计学意义,证明干细胞临床应用是安全有效的。
临床研究二:
发表于《Neural Regeneration Research》杂志上一篇论文阐述了人脐带来源间充质干细胞临床治疗急性完全性脊髓损伤的结果。该临床试验得到了初步结论是人脐带间充质干细胞可以促进急性脊髓损伤后神经功能的恢复,具有显著的干预效果。
干细胞组中,9名患者(45%)从干预前的ASIA分级的A级改善到B级,2名患者(10%)从A级改善到C级。然而,在对照组中ASIA分级没有改善。
ADL评分是确认神经功能恢复程度的重要评估手段。结果显示,1名患者在干细胞干预12个月后恢复了左小指的屈伸。且干细胞组在临床移植前后的运动和ADL评分均有显著改善,而对照组则无显著差异。
由于损伤后的神经元细胞难以再生,在过去的几十年里,脊髓损伤一直困扰着病患,肌肉运动的受限、躯体感觉的障碍都在不同程度上降低着病患的生活质量,近年来,随着以干细胞为核心的再生医学的不断发展,脊髓损伤的临床治疗开启了新篇章,未来值得期待。
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