神经干细胞在治疗神经系统疾病临床研究进展

2021
08/03

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杭吉干细胞科技
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神经系统疾病的传统治疗手段往往存在局限性且疗效欠佳,因此有必要探索新的治疗手段 。当前已有证据显示干细胞治疗是神经系统疾病的有效治疗手段,因此干细胞治疗备受关注。

干细胞及其种类

干细胞是一类具有无限自我更新能力的永生细胞。干细胞存在于几乎所有的人体组织中。

不同类型的干细胞表现出不同的分化潜能。

全能干细胞(totipotent stem cell)和多能干细胞(pluripotent stem cell)具有最强的分化潜能,可以分化成人体的各种组织和器官。多能干细胞能够分化成专能干细胞(multipotent stem cell), 包括造血干细胞(HSC)、 间充质干细胞(MSC) 和神经干细胞(NSC)等,NSC可以分化成神经系统细胞。

神经干细胞(NSC)

NSC是一种多能干细胞,能够分泌神经营养因子,也能够分化成中枢神经和周围神经系统的细胞系(包括神经元和支持性的神经胶质细胞如星形胶质细胞和少突胶质细胞等)。

在胚胎发育的极早期阶段,胎儿脑内富含NSC。从胎儿脑内获取的NSC在实验室内经分离和培养后,可以形成单层细胞,生成神经营养因子,并且可以分化成更为成熟的神经细胞系。

NSC和NSC样细胞治疗神经系统疾病的临床研究

NSC和NSC样细胞具有治疗作用的理论基础是这些细胞可以释放神经营养因子,并且能够分化成神经元和神经胶质细胞,因此可以促进神经再生,修复脑内损伤。

截至2021年3月31日,在国外临床试验clinicaltrials.gov网站上检索到31项有关NSC和NSC样细胞治疗神经系统疾病的临床研究。

在这31项临床研究中,6项涉及帕金森病,6项涉及多发性硬化,5项涉及脊髓损伤,5项涉及缺血性卒中,1项涉及出血性卒中,4项涉及肌萎缩侧索硬化,2项涉及脑肿瘤,1项涉及脑瘫,1项涉及缺血缺氧性脑病。

NSC和NS样细胞治疗脑卒中

脑卒中是由大脑缺血(缺血性卒中)或脑血管破裂(出血性卒中)引发的急性脑血管疾病,可导致神经元损伤。NSC治疗脑卒中的临床前研究的结果显示,NSC除了可以促进神经再生以外,还可以刺激血管生成因子的释放,从而促进局部组织再生。

已完成的Ⅰ期临床研究 (NCT01151124)显示,患者对NSC的耐受性较好【1】。

科研人员目前正在开展一项NSC治疗缺血性卒中的随机对照临床研究,采用鼻腔内滴注NSC的方法进行治疗。值得注意的是,当前开展的出血性卒中的临床研究 (NCT03725865)使用的是iPSC来源的NSC样细胞。

NSC和NSC样细胞治疗多发性硬化

多发性硬化是一种中枢脱髓鞘疾病。在6项注册的临床研究中,3项使用的是胚胎来源的NSC,3项使用的是MSC分化的NSC样细胞。

一项Ⅰ期临床研究(NCT01933802)的结果显示,采用鞘内注射MSC来源的NSC样细胞的方法治疗多发性硬化是安全且可以耐受的【2】,虽然仅仅观察到中等程度的改善作用,但是Ⅰ期临床研究的结果支持有必要进一步开展Ⅱ期临床研究。

NSC和NSC样细胞治疗脊髓损伤

目前已完成1项有关NSC治疗脊髓损伤的临床研究。

结果提示采用胚胎来源的NSC(NSI-566)进行移植是安全的,虽然对生活质量未显示出明显的改善作用,但是对次要终点指标具有改善作用,因而支持开展更大规模的剂量滴定研究【3】。

NSC和NSC样细胞治疗帕金森病

帕金森病是一种多巴胺能神经元进行性缺失的神经退行性疾病。多巴胺能神经祖细胞可以从 胚胎腹侧中脑中分离出来,也可以来自于人体胚胎干细胞或iPSC。

在临床前研究中,采用大鼠或猴的帕金森病模型,发现移植多巴胺能神经祖细胞能够改善动物的运动功能【4】。

因此,目前正在开展较多临床研究以进一步探索NSC治疗帕金森病的有效剂量。

小结与展望

多个临床试验数据表明,神经干细胞移植后能够改善多种神经退行性疾病,患者总体状况得到改善;与单独使用传统药物治疗相比,同时接收神经干细胞移植的病人拥有更好的效果。随着研究的进展,神经干细胞将为神经系统性疾病患者带来康复的希望。

参考资料:

【1】:KALLADKA D, SINDEN J, POLLOCK K, et al. Human neural stem cells in patients with chronic ischaemic stroke (PISCES): a phase 1, first-in-man study[J]. Lancet, 2016, 388(10046):787-796.

【2】:HARRIS V K, STARK J, VYSHKINA T, et al. Phase I trial of intrathecal mesenchymal stem cell-derived neural progenitors in progressive multiple sclerosis[J/OL].EBioMedicine, 2018, 29:23-30(2018-02-03)[2021-03-12].

【3】:KHAZAEI M, AHUJA C S, RODGERS C E, et al. Generation of definitive neural progenitor cells from human pluripotent stem cells for transplantation into spinal cord injury[J]. Methods Mol Biol, 2019, 1919:25-41.

【4】:KRIKS S, SHIM J W, PIAO J, et al. Dopamine neurons derived from human ES cells efficiently engraft in animal models of Parkinson’s disease[J]. Nature , 2011, 480(7378):547-551.


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关键词:
神经系统,NSC,疾病,临床,治疗,研究

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