脑瘫的定义–干细胞修复大脑疾病（脑瘫篇）

脑瘫是儿童期最常见的残疾，是一种毁灭性的非进行性婴儿脑部疾病，会留下终身后遗症，例如痉挛性轻瘫、慢性疼痛、无法行走、智力障碍、行为障碍，目前尚无治愈方法。脑瘫可能在儿童脑损伤后发展，例如由缺氧缺血、脑室周围白质软化、颅内出血、缺氧缺血性脑病、创伤、中风和感染引起的脑损伤。全世界约有1700万人因儿童脑损伤而患有脑瘫。这既反映了这种脑部疾病对个人、医疗和社会经济造成的全球负担，也反映了儿童群体明显未得到满足的治疗需求。

本综述将重点介绍脐带血单核细胞从实验室移植到临床治疗婴儿脑瘫的最新临床前、临床和监管进展。大量证据表明，在自体环境下使用脐带血细胞治疗脑瘫是可行、有效和安全的，然而，有足够证据支持的 3 期试验早该进行了。

介绍

脑瘫 (CP) 是儿童期最常见的残疾，是一种严重的非进行性婴幼儿脑部疾病，具有终身后遗症（如痉挛性轻瘫、慢性疼痛、无法行走、智力障碍、行为障碍），目前尚无治愈方法（图1）。

脑性瘫痪可能是由儿童脑损伤引起的，例如缺氧缺血、脑室周围白质软化、颅内出血、缺氧缺血性脑病、创伤、中风和感染。全世界约有1700万人因儿童脑损伤而患有脑瘫。这既反映了这种脑部疾病给个人、医疗和社会经济造成的全球负担，也反映了儿童群体明显未得到满足的治疗需求。

除了对症治疗和支持治疗外，没有针对脑瘫的病因治疗方法。但是，许多对症药物（包括以下药物）可以缓解与脑瘫相关的运动困难：肉毒杆菌毒素（可打石膏或不打石膏）。A型肉毒杆菌毒素 (Botox) 可以减少痉挛3-6个月，可以考虑用于患有痉挛的脑瘫儿童。苯酚肌内神经松解术可用于一些大肌肉或治疗多块肌肉时，但苯酚疗法是永久性的。

虽然抗帕金森病药物（例如抗胆碱能药物和多巴胺能药物）和抗痉挛药物（例如巴氯芬）主要用于治疗肌张力障碍，但抗惊厥药、抗多巴胺能药物和抗抑郁药也被尝试过。

脑瘫患者的外科治疗包括鞘内巴氯芬泵插入治疗痉挛和/或肌张力障碍、选择性脊神经后根切断术治疗速度依赖性痉挛、基底神经节立体定向脑手术改善僵硬、舞蹈手足徐动症和震颤，以及矫形外科手术治疗脊柱侧弯、关节挛缩或脱位。然而，所有这些干预措施的症状性质都不令人满意，而基于致病细胞的治疗方案的开发也早该进行了。

脑性瘫痪的预防

新生儿神经病学的进展继续关注新生儿时期可能导致脑瘫发展的可改变因素。近年来，多项研究表明，给有早产风险的母亲服用产前硫酸镁可显著降低脑瘫风险。许多其他研究关注兴奋性氨基酸的作用及其在神经损伤中的作用。希望在新生儿时期能做更多的事情来预防导致脑瘫的永久性神经功能缺损。

关于脑损伤发生的位置和时间，目前尚无固定规则，损伤可能发生在胎儿脑发育的多个阶段。此外，脑损伤的病因多种多样，可能由多种因素造成，包括血管功能不全、感染、母体因素或潜在的遗传异常。然而，无论病因如何，脑瘫的潜在脑异常都是静态的，尽管运动障碍和功能后果可能会随时间而变化。根据定义，在诊断脑瘫时，与渐进性或退化性潜在疾病相关的病例应被排除在外。

在美国，对于2000年出生的脑瘫患者，社会一生中用于治疗和护理的费用估计高达115亿美元。

荟萃分析显示，脑瘫儿童中，每4名中有3名患有疼痛，每2名中有1名出现智力障碍，每3名中有1名无法行走，每4名中有1名无法说话，每4名中有1名患有癫痫，每10名中有1名失明。在重症脑瘫患者中，每2名中就有1名会在18岁之前死亡。

大约30%–50%的脑瘫患者有智力障碍，具体取决于脑瘫的类型，大约15%–60%的脑瘫儿童患有癫痫，在痉挛性四肢瘫痪或智力障碍患者中更为常见。

然而，即使目前没有治愈方法，如果以多学科的方式治疗脑瘫，采用物理、职业和营养治疗来最大限度地发挥康复作用，患者就可以在学业和社会上更充分地融入社会。

脑瘫的定义

脑瘫是指一组永久性的运动和姿势发育障碍，导致活动受限，归因于胎儿或婴儿大脑发育过程中发生的非进行性障碍。脑瘫的运动障碍通常伴有感觉、知觉、认知、沟通和行为障碍、癫痫以及继发性肌肉骨骼问题。

痉挛性脑性瘫痪

痉挛性脑性瘫痪是最常见的类型。患者会出现肌肉张力增加，动作可能显得僵硬或笨拙。身体的不同部位可能会受到影响。痉挛性偏瘫/偏瘫通常影响身体一侧的手臂、手和腿（图2）。痉挛性双瘫/偏瘫涉及肌肉僵硬，主要发生在腿部。手臂可能受到较小程度的影响。痉挛性四肢瘫痪/四肢瘫痪是脑性瘫痪最严重的形式。它是由大脑广泛损伤或严重脑畸形引起的（图3）。

图2：创伤是先天性脑瘫的危险因素。（A）创伤性胎儿脑损伤。一名 5 岁女孩在分娩过程中头部创伤性塑形导致新生儿动脉缺血性中风后，进行了自体人脐带血 MNC 移植的个体试验。患者单侧白质损失约 20%，导致偏瘫。（B）从移植五年后开始，女孩的偏瘫程度有所恢复，现在她能够参加城市耐力跑，获得游泳和跳水救生员证书（DLRG 金牌），骑两轮自行车，获得驾驶执照，并用她受伤的右手弹钢琴。

图3：因心脏骤停引起的全身缺氧缺血而患上脑性瘫痪。2009年1月27日，在德国波鸿，对一名2.8岁男孩进行了一项有记录的人类自体脐带血 MNC 移植试验，该试验在心脏骤停引起的全脑缺血（>25分钟）后进行，作为个体治疗，该男孩患有痉挛性四肢瘫痪性脑瘫，并处于持续植物人状态九周。干细胞治疗7周后，脑电图正常，视力部分恢复，玩耍时他会微笑，能够在支撑下坐着，并说简单的话。现在，在移植后15岁和13岁时，他上小学，但仍然骑三轮自行车并使用后步态训练器行走。

脑性瘫痪

运动障碍性运动模式（还包括手足徐动样运动、舞蹈徐动样运动和肌张力障碍）的特点是手、脚、手臂或腿缓慢且无法控制的扭动或抽搐运动。

共济失调性脑性瘫痪

共济失调会影响平衡感和深度知觉。患有共济失调的儿童通常协调性较差，步态不稳，步态宽大。

脑性瘫痪的病因

脑瘫是由各种病因造成的脑损伤所致，这种损伤可能发生在出生前、出生时、出生后或儿童期，即大脑仍在发育期间。

脑瘫是由发育中的大脑受损或大脑发育异常引起的，影响了孩子控制肌肉的能力。异常发育或损伤可能由多种原因引起。有一种观点认为，脑瘫主要是由于分娩时缺氧引起的。现在，人们认为这些原因只能解释一小部分脑瘫病例。导致脑瘫的大脑损伤可能发生在出生前、出生时、出生后一个月内、孩子生命最初几年或更晚的时候，当时大脑仍在发育。

先天性脑性瘫痪

先天性脑性瘫痪与出生前或出生时发生的脑损伤有关。大多数脑性瘫痪 (85–90%) 是先天性的，尽管可能要到数月或数年后才能发现。可能的原因包括遗传异常、先天性脑畸形、母体感染/发烧或胎儿损伤，例如创伤性动脉缺血性中风（图2）。

风险因素

• 低出生体重——出生时体重不足2,500克的儿童，尤其是体重不足1,500克的儿童患脑性瘫痪的几率更大（图1）。
• 早产——怀孕第37周之前出生的婴儿，尤其是在怀孕第32周之前出生的婴儿。
• 多胞胎——双胞胎、三胞胎和其他多胞胎，尤其是双胞胎或三胞胎在出生前或出生后不久死亡的情况。
• 妊娠期感染——感染会导致细胞因子增加，从而引起炎症，这可能会导致脑损伤，例如，母亲在怀孕或分娩期间发烧，病毒感染如水痘、风疹（德国麻疹）、巨细胞病毒 (CMV)，胎盘或胎膜的细菌感染，或产妇盆腔感染。
• 黄疸和核黄疸——新生儿严重黄疸和高胆红素浓度可能因 ABO 或 Rh 血型不合而引发核黄疸和脑性瘫痪。
• 母亲的健康状况 —— 患有甲状腺问题、智力障碍或癫痫的母亲生下患有脑性瘫痪的孩子的风险也更高。
• 出生并发症——出生时胎盘剥离、子宫破裂或脐带脱垂会扰乱氧气供应并导致脑性瘫痪。
• 其他围产期因素：绒毛膜羊膜炎、产妇凝血障碍（如Ⅴ型莱顿因子缺乏症）、颅内出血、新生儿脑病（反复癫痫、肌张力低下、昏迷）、脑室周围白质软化、脑积水、先天畸形。

通过头颅超声筛查评估的与脑损伤相关的产科危险因素（n=5,618）和配对设计中的心理运动发育相关危险因素（n=137）列于表1和表2。

表1：根据吉森大学三级围产期中心对 5,618 名出生1-30天的新生儿进行的颅脑超声筛查 (CUS) 试验，发现与脑损伤相关的产科危险因素（周围/脑室内出血 I-IV；白质损伤 [WMD]）。

	妊娠≤32周 n=222	妊娠≤36周 n=660	妊娠≥37 周 n=4,919
宫外孕	43.2％	21.1％	2.1％
大规模杀伤性武器	39.2％	18.3%	2.54％
舞会	40.1％	37.7％	13.7％
路径。CTG	39.6％	29.5％	11.4％
双胞胎	16.7％	20.8％	2.9％
妊娠中毒	14.4％	12.9％	6.8%
胎儿宫内生长受限	8.6%	10.0％	3.2%
出血	7.2%	7.1％	2.9％
高血压	6.8%	5.6%	2.8％
发热>38°C	5.4%	2.0％	0.8%
羊膜感染	2.7％	1.1％	0.1％
分娩时间延长	1.8％	3.3%	5.1％
染色AF	1.8％	1.2％	5.1％
糖尿病	0.9％	3.3%	1.1％
Apgar_1<=7	76.6％	53.0％	6.4%
Apgar_5<=8	68.5％	43.9％	3.9％
阿普伽指数 10<=8	44.1％	24.1％	0.8%
pH值<=7.11	5.4%	5.6%	1.2％

PROM，胎膜早破；IUGR，宫内生长迟缓；AF，羊水；CTG，胎心宫缩描记法；Mat.fever，孕妇发热。

表2：采用匹配配对设计，通过神经系统检查优化评分 (NOS)、智商 (IQ) 和迷宫测试 (MT) 评估4.3岁时有或没有脑损伤的筛查婴儿 (CUS)（n=137）的精神运动发育相关的产科危险因素。

风险因素	IBD-2
妊娠≤36周的早产	75.0％
窒息（阿普伽评分低和/或 pH 值低）。	66.7％
胎儿宫内生长受限	50.0％
胎膜早破、感染、绒毛膜羊膜炎、败血症	45.8％
路径。CTG	41.7％
双胞胎妊娠	41.7％
妊娠中毒症、高血压	33.3%
臀位	25.0％
羊水染色	12.5％
糖尿病	8.3%
分娩时间延长	8.3%

出生时的产科危险因素以患有中度婴儿脑功能障碍（IBD-2）的婴儿的百分比表示，IBD-2定义为4.3 (0.8) 岁时在NOS、IQ或MT的两个测试领域中表现较差（<平均值-1SD）。

获得性脑性瘫痪

一小部分脑瘫是由出生后28天以上发生的脑损伤引起的。后天性脑瘫的一些原因包括生命最初几个月或几年的脑损伤、脑部感染（如细菌性脑膜炎或病毒性脑炎）、脑血管意外（例如由心脏骤停引起的）（图3)、与凝血病相关的中风或脑出血、动脉瘤、先天性心脏缺陷、镰状细胞病或机动车事故、跌倒或儿童虐待造成的头部损伤。

风险因素

婴儿发生脑损伤事件的风险比年龄较大的儿童更大。早产或低出生体重的新生儿患后天性脑性瘫痪和精神运动发育不良的风险更大。未接种某些疫苗会增加脑部感染的风险，而这可能导致脑性瘫痪。安全措施不足或缺乏成人监护会增加受伤的风险，而这可能导致脑性瘫痪。

病理生理特征

脑性瘫痪仅限于脑部病变；脊髓周围神经（如脊髓性肌萎缩、脊髓脊膜膨出）或肌肉（如肌营养不良症）特有的疾病虽然会导致早期运动异常，但不被视为脑瘫。人类​​脑发育过程中的主要事件及其发生的高峰期包括原发性神经形成、前脑发育、神经元增生、组织化和髓鞘形成。尽管胎儿脑早产是主要危险因素，但队列研究表明，与40周出生的儿童相比，稍早产（37-38周）或过期产（42周）的儿童风险增加。

脑损伤或脑发育异常

由于胎儿及新生儿脑发育的复杂性，损伤或发育异常可能发生在任何时候，导致脑瘫的临床表现各异（无论是由于血管功能不全、遗传异常、中毒性、创伤性或感染性病因）。例如，妊娠20周前的脑损伤可导致神经元移行障碍；妊娠26至34周之间的损伤可导致脑室周围白质软化（侧脑室附近白质的凝固性坏死灶）；妊娠34至40周之间的损伤可导致局灶性或多灶性脑损伤。

血管功能不全导致的脑损伤取决于损伤时的各种因素，包括脑的血管分布、脑血流的效率和血流的调节、以及脑组织对氧合减少的生化反应。

早产与脑血管

早产儿的身体负担以及大脑和脑血管的不成熟在一定程度上解释了为什么早产是脑瘫的重要危险因素（图 1）。足月前，胎儿循环向脑部的分布导致脑室周围白质灌注不足的趋势。

青少年大脑（及脉络丛）灌注不足可导致脑室周围白质软化、生发基质出血、缺氧缺血性脑病和/或中风（图2）。

脑室周围白质软化

在妊娠26至34周之间，靠近侧脑室的脑室周围白质区域（内囊）最容易受到损伤。由于这些区域含有负责腿部运动控制和肌肉张力的纤维，损伤可能导致痉挛性双瘫（即以腿部痉挛和无力为主，伴或不伴有程度较轻的手臂受累）。

当较大的病变超出运动皮质下行纤维区域并波及半卵圆中心和放射冠时，上下肢均可能受累。脑室周围白质软化症通常是对称性的，被认为是由于早产儿缺血性白质损伤引起的。脑室周围白质的不对称损伤可能导致身体一侧比另一侧受影响更严重。脑室周围区域的生发基质毛细血管特别容易受到缺氧缺血性损伤，因为它们位于纹状体和丘脑动脉端区之间的血管边界区。此外，因为它们是脑毛细血管，所以它们对氧化代谢的需求很高。值得注意的是，损伤后输注的人类脐带血单核细胞已被证实具有神经再生的治疗能力。

缺氧缺血性脑病 (HIE)

在 HIE 中，晚期早产儿和足月新生儿的出生窒息是最常见的原因，导致氧化应激、小胶质细胞和大胶质细胞的炎症反应、兴奋性毒性和细胞死亡。在患有缺血性脑损伤的足月新生儿中，深灰质核和周围皮质中的某些神经元最容易受伤，而其他细胞（如表达一氧化氮合酶的神经元）似乎对缺血性损伤具有抵抗力。

在基底神经节内，表达一氧化氮合酶的神经元参与导致邻近细胞死亡的氧化应激和兴奋性毒性过程。最近的数据表明，细胞凋亡在新生儿脑缺氧缺血性损伤的演变中起着重要作用，可能比损伤后的坏死更重要（详情见的综述）。有趣的是，损伤后输注人类脐带血单核细胞也被证实可以改善 HIE 的神经系统后遗症。

脑室周围出血 (PIVH) – 脑室内出血 (IVH)

PIVH/IVH的发病机制主要归因于：

• (a) 生殖基质血管固有的脆弱性、
• (b) 脑血流 (CBF) 紊乱和
• (c) 血小板和凝血障碍。阴道分娩、低阿普伽评分、严重呼吸窘迫综合征、气胸、缺氧、高碳酸血症、癫痫、动脉导管未闭、血小板减少、感染等多种风险因素都容易导致 PIVH/IVH 的发生。这些风险因素似乎主要通过扰乱脑血流来诱发PIVH/IVH。

然而，血小板减少会导致止血失败，从而加剧PIVH/IVH。值得注意的是，一项包括所有胎龄（即23-43周）新生儿的大型颅脑超声筛查研究表明，PIVH是一种相当常见的疾病（3.6%；191/5,286）。

许多专家使用最初由 Papile 等人于1978年描述的分类系统对脑室周围出血 – 脑室内出血 (PIVH/IVH) 的严重程度进行分级：

• I级 — 室管膜下和/或生殖基质出血。
• II级——室管膜下出血延伸至侧脑室，但脑室未扩大。
• III级——室管膜下出血延伸至侧脑室，并伴有脑室扩大。
• IV级 – 无论是否存在脑室内出血，生发基质出血都会撕裂并延伸至相邻的脑实质，如果位于脑实质的其他地方，则也称为脑实质内出血。

延伸至脑室周围白质的出血与同侧生发基质出血/脑室内出血有关，称为脑室周围出血性静脉梗塞。

长期脑血管和低灌注损伤

足月时，脑循环与成人脑循环最为相似，此时血管损伤最常发生在大脑中动脉分布区，导致痉挛性偏瘫性脑瘫（图2）。然而，足月和幼儿脑也容易出现低灌注，主要针对皮质分水岭区域（例如，大脑主要动脉的末端区域），导致痉挛性四肢瘫痪性脑瘫（图3）。基底神经节也可能受到影响，导致锥体外系或运动障碍性脑瘫。

脑血流紊乱

CBF波动与IVH的发生有关。多普勒技术已用于测量出生第一天使用呼吸机的呼吸窘迫综合征早产儿的 CBF 速度。

CBF速度有两种模式：稳定或波动。稳定CBF模式包括收缩期和舒张期血流速度的峰值和谷值相等，而波动CBF模式包括收缩期和舒张期血流速度的连续改变。与CBF模式稳定的婴儿相比，CBF速度波动的新生儿IVH发病率更高。

脑血流压力被动性

脑自动调节是指脑血管在动脉血压波动的情况下维持相对恒定的CBF的能力。普遍的观点认为，患病的早产儿无法在自动调节平台上维持恒定的CBF，因此表现出脑循环的压力被动性。早期研究通过氙气清除来评估脑自动调节，最近则通过多普勒、近红外光谱 (NIRS) 或空间分辨光谱 (SRS) 来评估。CBF的压力被动性与较低的胎龄和出生体重直接相关，并且与临床稳定的婴儿相比，患病、使用通气和临床不稳定的早产儿更常见。因此，自动调节受损和随后的IVH发展似乎有关。

新生儿/围产期缺血性卒中

在新生儿/围产期缺血性卒中中，动脉闭塞的最常见原因是栓塞，脓毒症和弥漫性血管内凝血起主要作用。然而，最近也有报道称分娩过程中颅骨外伤导致新生儿动脉缺血性卒中（图2）。

出血性脑梗塞

出血性脑梗塞是由于动脉阻塞物（如栓子）释放或静脉压升高导致缺血性梗塞中受损的毛细血管破裂，或是由于受损毛细血管的少量出血不受完整凝血系统的控制。因此，新生儿出血性梗塞主要表现为

（1）栓子向远端移动导致的栓塞性动脉闭塞，

（2）近端静脉压升高导致的静脉血栓形成，以及

（3）部分性（或间歇性）或伴有凝血障碍的动脉血栓形成（或可能是血管痉挛）。事实上，新生儿“脑内出血”或“IV 级”脑室内出血 (PIVH) 的大多数例子可能代表出血性静脉梗塞。

窦静脉血栓形成 (SVT)

儿童SVT主要影响新生儿，约一半病例导致神经系统损害或死亡。当至少一个主要静脉窦的静脉血流受损时，即可诊断为SVT。约60%的病例因静脉引流受损而导致实质梗塞，因此不在动脉分布中。最常见的是围产期并发症 (51%)，例如缺氧性脑病、脱水 (30%) 和血栓前状态 (20%) 。

炎症、感染

越来越多的临床和流行病学研究表明，宫内感染是胎儿和新生儿脑损伤（导致脑瘫）发生的一个关键因素。因此，绒毛膜羊膜炎等疾病发生后，脑室周围白质损伤和脑室周围或脑室内出血的发生率显著增加。

许多研究表明，用细菌脂多糖 (LPS) 预处理后，缺氧缺血性脑损伤会增强，导致脑内细胞因子水平升高和胎儿心血管控制受损，因为心脏输出量会从胎盘和大脑重新分配到外周器官。

干细胞治疗脑瘫的方法

在过去15年中，已开展77项临床研究，使用干细胞治疗了2,427名脑性瘫痪患者（主要是儿童）。将人脐带血单核细胞系统性移植到受损脑区并减少痉挛性轻瘫的原理证据首次在一项长期制备的胎羊脑缺氧缺血模型中得到证实，该模型使用脐静脉移植MNC，随后在PN7新生大鼠的缺氧缺血模型中进行了广泛研究（PN7大鼠的神经发育相当于人类出生时的大脑）（图4) 。

在新生大鼠模型中，我们通过腹膜内移植人脐带血MNC来证明在适当的信号 (SDF-1) 释放后脐带血衍生的MNC的长距离迁移（图5) 。体外蛋白质抗体微阵列研究表明，人脐带血MNC具有释放抗炎细胞因子、生长因子和趋化因子的巨大能力。通过抗体阻断实验确定了参与“归巢”过程的主要趋化因子 (SDF-1)（图6），从而可以在体内收集有关作用方式的重要信息。

此外，从脐带血移植的人类MNC可降低神经胶质活化以及间隙连接蛋白 (CX43)，从而减少神经胶质瘢痕形成，这是大脑可塑性和功能性神经再生的先决条件。这可减少痉挛性轻瘫，恢复粗大运动功能、精细运动协调性和肌肉力量，并通过使抑制和兴奋过程正常化来恢复初级体感皮层的神经处理（图5）。

最后，有证据表明，移植人类脐带血MNC后，细胞凋亡、血管生成和神经元存活具有有益的影响，这在一定程度上解释了该模型中功能性神经再生的显著程度（图6）。

图4：新生大鼠脑缺氧缺血莱文模型。（A）由于绵羊妊娠期长达140天，我们改为新生大鼠莱文模型，即在PN7时通过单侧颈动脉闭塞结合在有机玻璃室中呼吸缺氧（8%O²）环境空气80分钟来诱发HI。在PN8时，将人脐带血来源的MNC注射到新生大鼠腹腔中，损伤发生24小时后。（B）通过足迹和步行模式分析评估运动功能。注意，与对照组相比，HI后脚趾距离和步长减少。

图5：人类脐带血MNC可预防PN7新生大鼠模型的痉挛性轻瘫。（A）运动功能分析以及脑细胞化学分析（见图6）带来了新成果。这是科学界首次在损伤后24小时给予人类MNC来预防围产期痉挛性轻瘫。接受缺氧缺血加MNC治疗的新生大鼠组的后爪宽度与未接受 HI 的对照组相同（标记为红色）。（B）步长也是如此。

图6：新生大鼠PN9和 PN21 HI后激活的小胶质细胞和SDF-1表达。

干细胞治疗脑瘫临床方面的案例

首次有记录的在心脏骤停导致的全脑缺血（>25分钟）后移植自体人类脐带血MNC的试验是2009年1月27日在德国波鸿对一名2.8岁男孩进行个体治疗，该男孩已处于持续植物人状态9周（图3）。

移植当天，这个男孩出现四肢痉挛性脑瘫、皮质盲和耳聋。治疗4周后，他可以按要求执行简单的任务，痉挛大大减少，运动控制得到改善。7周时，脑电图正常，视力部分恢复，玩耍时他会微笑，能够在支撑下坐着，并说简单的单词。

1岁时，痉挛性轻瘫进一步减轻，可以自由坐立和在支撑下行走。 2岁时，孩子可以独立进食、爬行、被动站立，并在步态训练器上行走。精细动作控制能力得到很大改善，男孩甚至能够驾驶遥控汽车。

3岁时，接受性和表达性言语能力也有所提高（四词句，200个单词），理解能力得到广泛提升。现在，孩子15岁，移植后13年，他上小学，但仍在骑三轮自行车并使用后步态训练器行走（图3）。因此，使用 MNC的自体脐带血疗法治疗婴儿脑瘫已从实验室走向临床（图7）。

（A）《儿科研究》杂志的标题页重点介绍了脐带血干细胞可预防痉挛性轻瘫这一新发现，编辑评论为“脐带血单核细胞修复缺氧缺血性脑损伤”。值得注意的是，如图所示，绿色的人类MNC直接“归巢”到受损大鼠脑的星形胶质细胞支架中。

（B）两年后，一名2.5岁男孩的父母请求帮助，该男孩在心脏骤停超过25分钟后，遭受了严重的脑损伤和脑瘫。 2009年1月27日，波鸿鲁尔大学伦理委员会批准为该男孩进行了自体脐带血移植手术。当时该男孩处于植物人状态，双目失明、听力丧失、四肢瘫痪，即使天花板上有强光，他的瞳孔也睁得大大的（图3）。移植手术后，多年来他逐渐康复，现在他已经上小学，可以骑三轮自行车，需要后路步态训练器才能行走。

第二次个人试验是在一名5岁女孩中开展的，该女孩在分娩过程中头部外伤导致新生儿动脉缺血性中风后，接受了清洗后的自体人脐带血MNC移植（图2）。患者单侧白质损失约20%，导致偏瘫。移植五年后，女孩的偏瘫程度得到恢复，现在她能够参加城市耐力跑，获得游泳和跳水救生员证书（DLRG金牌），骑两轮自行车，获得驾驶执照，并用她受伤的右手弹钢琴。

Papadopoulos (2011) 报告了2名确诊为脑瘫（粗大运动功能分类系统 (GMFCS) 级别III）的幼儿，他们接受了自体脐带血、脐带血输血前和/或后低剂量皮下粒细胞集落刺激因子 (G-CSF) 注射以及高压氧疗法。在这两个病例中，7周和36个月时运动能力均有显著改善，双侧痉挛减少，并可能重新分类为GMFCS级别I。

Lee和同事 (2012年) 发表​​了一系列自体脐带血移植治疗脑瘫的研究，他们报告了一项对20名脑瘫儿童进行的无对照单组试点研究，旨在评估该手术的安全性和可行性及其潜在治疗效果。

在这项精心记录的研究中，研究人员在随访前和随访期间采用了一系列神经发育检查和成像技术，包括脑灌注SPECT分析和MRI-DTI（FA值），结果显示，20名儿童中5名的整体神经系统改善，这些儿童的年龄从 23到91个月不等，体重为7.2-21.4公斤。对这5名儿童的MRI FA值进行了评估，以评估26个感兴趣区域 (ROI) 的白质完整性。与治疗前值相比，治疗后在3个区域（右侧颞叶、胼胝体和右后脑室周围白质）出现了显著变化。

作者得出结论，静脉脐带血输注似乎是实用和安全的，并已为脑瘫儿童带来了潜在益处。有趣的是，虽然治疗时的年龄在整体结果上没有显示出任何显著差异（n=20），但值得注意的是，在缺氧缺血性脑病（HIE，n=8）亚组中，对治疗无反应的患者年龄明显较大（65.2±23.1SD个月），而对治疗有反应且治疗后有所改善的患者年龄较大（37.3±6.0 SD个月）。此外，大多数（15/20）可能与脑瘫有关的疾病对治疗无反应。

韩国进行了首项关于添加和不添加促红细胞生成素的（异基因）脐带血治疗脑瘫儿童的双盲、随机、安慰剂对照试验。异基因脐带血 (UCB) 具有治疗脑瘫 (CP) 的潜力，并且同时使用重组人促红细胞生成素 (rhEPO) 可能会增强UCB的疗效，因为其具有神经营养作用。

本研究的目的是评估添加rhEPO的异基因UCB对CP患儿的安全性和有效性。CP 患儿被随机分配到三个平行组之一：pUCB 组，接受添加 rhEPO 的异基因 UCB；EPO 组，接受 rhEPO 和安慰剂 UCB；对照组，接受安慰剂 UCB 和安慰剂 rhEPO。所有参与者均接受了康复治疗。

主要结果是 6 个月治疗期间以下指标得分的变化：粗大运动表现测量 (GMPM)、粗大运动功能测量和贝利婴儿发育量表-II (BSID-II) 心理和运动量表。在基线获取 F-氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描 (18F-FDG-PET/CT) 和扩散张量图像 (DTI)，并进行随访以检测大脑变化。

总共有96名受试者完成了研究。与 EPO (n=33) 组和对照组 (n=32) 相比，pUCB (n=31) 组在6个月时在 GMPM和BSID-II心理和运动量表上的得分明显更高。DTI显示pUCB组的GMPM增量和分数各向异性变化之间存在显著相关性。18F-FDG-PET/CT 显示三组之间的激活和失活模式不同。各组严重不良事件的发生率没有差异。UCB治疗可改善正在接受积极康复的脑性瘫痪患儿的运动和认知功能障碍，并伴有脑结构和代谢变化。

最近，有一项脑瘫自体脐带血 (CP-AC) 研究旨在评估单次静脉输注自体脐带血对痉挛性脑瘫幼儿的疗效。

临床安全性

通过静脉自体脐带血移植治疗脑瘫儿童仅出现轻微不良反应，包括1例短暂性血红蛋白尿、恶心和高血压，2例轻度短暂性恶心，3/20例血红蛋白尿加恶心，另外2/20例血红蛋白尿加荨麻疹可能与脐带血中的DMSO含量有关。近期研究使用清洗过的 MNC 来清除碎片和残留的DMSO。

最大规模的关于静脉输注自体脐带血安全性和可行性的回顾性研究对184名患有后天神经系统疾病的儿童进行了194次脐带血输注（该研究没有神经系统结果数据），报告称仅3名（1.5%）患者出现不良反应。这些患者出现输液反应，均对药物治疗有反应并停止输液。所有脐带血单位均解冻并用葡聚糖白蛋白清洗，并预先用对乙酰氨基酚、苯海拉明和甲基泼尼松龙给药。

有趣的是，这些作者报告称，7.6%的输注脐带血单位解冻后无菌培养呈阳性，但未引起患者感染，尽管未使用抗生素。静脉输注持续15-20分钟，输注脐带血后2-4小时内静脉输液两次。输注期间每5分钟监测一次生命体征和脉搏血氧饱和度，输注后2-4小时内每30分钟监测一次。因此，根据现有信息，自体脐带血输注可被视为一种安全可行的治疗方法。

监管审批流程

在首次成功治疗儿童脑性瘫痪后，以及在临床前研究的基础上，证明了人脐带血单核细胞能够“归巢”至脑损伤部位，并通过抗炎细胞因子、神经元生长因子和趋化因子通过SDF-1“归巢”机制改善缺氧缺血性脑损伤的神经系统后遗症以及预防神经胶质瘢痕，我们启动了欧洲药品管理局 (EMA) 的监管程序（图8）。

其中包括在2015年申请将我们的脐带血干细胞产品归类为先进治疗药物-组织工程产品 (ATMP-TEP) 。

其次，提交了孤儿药产品名称 (OMPD) 申请，EMA于2016年批准了BrainRepair UG OMPD，用于两种适应症，即脑室周围白质软化症 (PVL) 和新生儿脑病 (NE) 。

最后，2020年商定了关键试验 (REGAIN) 的第一个儿科研究计划 (PIP)，该试验旨在研究脐带血来源的人类自体单核细胞治疗PVL的疗效和安全性。

现在，作为获得市场授权的先决条件，关键试验可以启动了，因为B轮融资已经完成（图8）。

BrainRepair UG成立于2015年，同年干细胞产品被归类为先进治疗药物-组织工程产品 (ATMP-TEP) 。

2016 年，EMA授予该公司“孤儿药资格”(OMPD)，用于治疗2种适应症，即脑室周围白质软化症 (PVL) 和新生儿脑病 (NE) 。

随后，双方达成一致，在2020年开展关键性试验的“儿科研究计划 (PIP)”。目前，BrainRepair UG正计划开展关键性试验，作为申请市场授权的先决条件。

参考资料：Jensen, Arne. “Cerebral palsy – brain repair with stem cells” Journal of Perinatal Medicine, vol. 51, no. 6, 2023, pp. 737-751. https://doi.org/10.1515/jpm-2022-0505

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