干细胞治疗肌肉萎缩症：重塑肌肉的力量

目录

• 什么是肌肉萎缩症?
• 肌肉萎缩症的症状和类型是什么样的?
• 患上肌肉萎缩症的原因
• 如何诊断肌肉萎缩症?
• 干细胞治疗肌肉萎缩症的原理和机制
• 干细胞治疗肌肉萎缩症的植入方式
• 干细胞治疗肌肉萎缩症临床案例
• 干细胞治疗肌肉萎缩症的临床研究进展
• 治疗肌肉萎缩症的辅助疗法
• 讨论

肌肉萎缩症是一组遗传性神经肌肉疾病，其特征是肌肉逐渐衰弱和萎缩，导致运动功能严重受限。这类疾病包括杜氏肌营养不良症（DMD）、贝克肌营养不良症（BMD）、脊髓性肌肉萎缩症（SMA）等。目前，肌肉萎缩症的治疗主要集中在症状缓解和提高生活质量上，而干细胞治疗作为一种新兴的治疗手段，为肌肉萎缩症提供了新的治疗策略。

本文详细介绍了什么是肌肉萎缩症，肌肉萎缩症的症状类型是什么样的？以及干细胞疗法在肌肉萎缩症中的原理机制、干细胞治疗肌肉萎缩症的临床案例及治疗方法。

什么是肌肉萎缩症?

肌肉萎缩症是一组疾病，它们的特征是控制肌肉运动的神经细胞（称为运动神经元）逐渐退化，导致肌肉无力和萎缩。这种状况会影响个体的肌肉功能，包括日常活动和运动能力。肌肉萎缩症可以由遗传因素、环境因素、代谢问题或自身免疫疾病等多种原因引起。

肌肉萎缩症的症状和类型是什么样的?

肌肉萎缩症的症状

肌肉萎缩症是一种因基因导致的肌肉无力的疾病。了解这种疾病的症状至关重要，这样才能尽早发现并开始适当的治疗，以阻止肌肉退化。

肌肉萎缩症的症状如下：

• 站立、躺卧、坐下、呼吸、行走和跌倒的问题
• 臀部和腿部肌肉无力
• 患有呼吸问题、学习问题和行为问题
• 孩子用脚尖走路且经常摔倒

肌肉萎缩症的类型

杜氏肌营养不良症 (DMD)

• 周期性跌倒
• 肌肉疼痛
• 巨大的小腿肌肉
• 生长迟缓
• 刚性
• 涉水步态

贝克尔肌营养不良症

• 持续下跌
• 小腿肌肉
• 学习障碍
• 僵硬和肌肉疼痛
• 迟到里程碑
• 用脚尖走路

强直性肌营养不良

• 经常出现肌肉僵硬
• 面部和颈部肌肉疼痛
• 学习病
• 弯下眼睑
• 天鹅般的脖子
• 又瘦又长的脸

面肩肱型肌营养不良症 (FSHD)

• 面部肌肉无力
• 肌肉僵硬和疼痛
• 眼睑下垂
• 肩胛骨肌肉外观异常
• 臀部肌肉受到严重破坏
• 降低心肌效率

肢带型肌营养不良症 (LGMD)

• 臀部/肩部肌肉受到影响
• 刚性
• 肌肉僵硬
• 永恒的堕落
• 难以抬起腿的脚趾部分
• 肌肉疼痛和不适

患上肌肉萎缩症的原因

肌肉萎缩症的病因有很多，其中主要有以下几点：

• 该病症具有家族遗传性。
• 自发发生的基因突变。
• 由于亲密关系连锁（X-linked）疾病。
• 基于性别和年龄的发展
• 环境因素
• 蛋白质缺乏

如何诊断肌肉萎缩症?

医生确保对患者进行适当的检查，以便有效地进行治疗。医生主要关注的是家族病史、检查报告和体检。

以下是医生为进行诊断而进行的测试：

• 肌肉活检（取出并检查少量肌肉组织样本）
• DNA（基因）检测
• 肌电图或神经传导测试（使用电极测试肌肉和/或神经功能）
• 血液酶测试（检测肌酸的存在
• 激酶，揭示肌肉纤维的退化）

干细胞治疗肌肉萎缩症的原理和机制

干细胞治疗肌肉萎缩症的原理

• 细胞替代：干细胞具有分化为多种细胞类型的能力，包括肌肉细胞，能够替代受损的肌肉组织。
• 促进肌肉再生：干细胞能够分泌生长因子，促进肌肉细胞的增殖和分化，提高肌肉再生能力。
• 免疫调节：干细胞具有调节免疫反应的功能，能够减轻肌肉炎症，改善肌肉微环境。
• 抗纤维化：干细胞能够减少肌肉组织的纤维化，改善肌肉结构和功能。

干细胞治疗肌肉萎缩症的机制

间充质干细胞（MSC）可根据其截然不同的特征，通过以下机制帮助消除疾病症状：

• 间充质干细胞可导致骨骼肌再生。间充质干细胞移植可能通过缺陷基因校正和肌肉细胞再生来改善患者的临床症状。
• 间充质干细胞通过其免疫调节作用在疾病模型中产生明显的治疗优势，这是间充质干细胞 (MSCs) 治疗肌营养不良症 (MD) 的另一种潜在机制。
• 间充质干细胞具有肌管生成和营养不良表达潜力，可导致患者的肌肉力量增强。

干细胞治疗肌肉萎缩症的植入方式

以下是植入阶段遵循的结构：

• 肌肉萎缩症干细胞治疗的主要阶段是植入阶段，将干细胞植入患者体内。成功植入干细胞后，体内开始再生过程，帮助缓解患者的病情。
• 间充质干细胞用于肌营养不良症的干细胞治疗。
• 干细胞通过医生选择的输注方法植入患者体内。植入过程结束后，医生会确保患者得到后续护理和医疗支持。

干细胞治疗肌肉萎缩症临床案例

2021年干细胞治疗肌肉萎缩症临床案例

2021年4月13日，德国Max-Delbrück分子医学中心的研究人员在 JCI Insight 期刊上发表题为：Base editing repairs an SGCA mutation in human primary muscle stem cells 的研究论文。

研究团队从一名10岁患者身上提取肌肉组织样本并分离肌肉干细胞，然后在体外培养这些干细胞，并使用单碱基编辑（Base Editing）技术替换突变位点的碱基对。然后，研究人员将编辑过的肌肉干细胞注射到小鼠肌肉中，结果显示这些编辑过的肌肉干细胞大多发育成肌肉纤维。这项研究可以称得上是肌肉萎缩症治疗的一个里程碑！

研究人员观察到，这些肌肉干细胞可以在小鼠肌肉中增殖，且大多发育成肌肉纤维。对于这项研究结果，该研究的通讯作者 Simone Spuler 教授兴奋地表示：“有了这个，我们第一次证明用健康的肌肉细胞替代患病的肌肉细胞是可能的！”

更关键的是，单碱基编辑技术也是一种相对安全的方法，研究团队在经过基因修复的肌肉干细胞中并未观察到任何基因组非预期区域的错误编辑，也就是没有出现脱靶效应。

这项研究结果可以称得上是肌肉萎缩症治疗的一个里程碑，但也只是第一步，仍需要进一步测试才能应用到人体治疗上。

下一个里程碑将是找到一种直接将单碱基编辑系统注入患者体内的方法：一旦进入人体，单碱基编辑器就会起一段时间的作用，编辑肌肉干细胞，然后很快再次分解。

2021年干细胞治疗肌肉萎缩症临床案例

2021年7月27日的STEM CELLS Translational Medicine发布一项研究结果，波兰Klara医学中心科学家利用脐带间充质干细胞治疗肌营养不良效果良好，且无严重副作用！

2021年干细胞治疗肌肉萎缩症临床案例

2021年11月23日，来自日本京都大学iPS细胞研究与应用中心（CiRA）的研究者发现：通过iPSC衍生的间充质干细胞（iMSC），可以系统性地恢复胶原蛋白VI合成，帮助UCMD小鼠肌肉再生。并发表在国际期刊《Frontiers in Cell and Developmental Biology》上。这一结果为有UCMD患儿的家庭点燃了希望。

这项被誉为“改变世界的伟大技术”，意味着研究人员可以用机体的多种不同来源的细胞进行重新编码，将它们转化为具有万能分化性的诱导多能干细胞（iPSC），进而分化成干细胞、神经细胞、或者是其他需要再生的细胞。

“虽然源自其他组织的MSCs理论上也能产生胶原VI，但运用iPSC可以制备大量具有均匀质量的细胞用于移植。”简而言之，iPSC衍生细胞在“量产”上更具优势。

小鼠被安排了腹腔注射5×10⁶iMSCs。部分小鼠还在第4周进行了i.p.加强移植（23G 1ml注射器注射5 × 10⁶个iMSCs ）。

待到第8周进行数据统计时，研究者重点观测了这些被安排i.p.移植小鼠，追踪指标为胶原蛋白VI的挽救面积、肌肉的再生情况，同时也对线粒体形态和细胞凋亡情况，肌肉功能进行了检测，结果发现：

• 与未移植的小鼠相比，移植iMSC的小鼠在第8周肌肉重量明显增加。
• iMSC移植减少了畸形线粒体和肌肉细胞的凋亡数量。
• 8周后，iMSC移植的小鼠握力较之未移植小鼠提高了35%，旋转能力也提升近30%。

2021年干细胞治疗肌肉萎缩症临床案例

2021年12月10日。对一名 11 岁男孩进行静脉输注干细胞治疗的试验，该试验发表在《Journal of American Physicians and Surgeons》冬季刊上。

该患者接受了90天的治疗方案，包括间充质干细胞和外泌体与富含血小板的血浆混合的3次静脉输注。患者在肌肉骨骼评估测试和认知测试的稳定性方面表现出多项改善。患者和他的父母都报告说，从日常观察中，他的整体平衡和灵活性得到了积极的改善，他们选择在方案完成后继续治疗。

这种治疗似乎是有效且安全的。未来的研究应该包括对大量患者进行长时间的盲法评估，注意比较可用的干细胞治疗方法

干细胞治疗肌肉萎缩症的临床研究进展

截止2024年7月4日，在美国国立卫生研究院的最大临床试验注册库clinicaltrials.gov网站上注册的有关干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症肌肉萎缩症的临床研究项目有16项。其中已完成的有1项。

截止2024年7月4日，国内中国知网cnki.net网站上已经有6个干细胞治疗肌肉萎缩症的相关文章。

治疗肌肉萎缩症的辅助疗法

• 高压氧疗法：这是在高于大气压的条件下使用氧气的医疗用途。所需的设备包括一个压力室，该压力室可能是刚性或柔性结构，以及一种向呼吸系统供应100%氧气的装置。已发表的研究表明，高压氧疗法可延长接种后的干细胞寿命，并为身体提供富氧环境，使其发挥最佳功能。
• 职业治疗：干细胞肌营养不良症治疗结合OT注重日常活动，帮助肌营养不良症患者变得更加独立，获得社区服务并提高应对能力。
• 理疗：这是一门物理医学和康复专业，通过使用机械力量和作用，通过检查、诊断、预后和物理干预来修复损伤并提高灵活性、功能和生活质量
• 言语治疗：它通过结合诸如淋浴间讲话、呼吸间停顿等特定技巧来帮助保持肌肉力量。
• 饮食调整：营养师经过严格培训，可以制定满足每位患者需求、喜好和食物偏好的定制膳食计划。这对我们患者的健康至关重要，因为它会考虑从病史到可能的过敏等所有因素。然而，我们明白，有时从饮食角度来看对您有益的饮食不一定从时间或预算角度来看是可行的，因此我们的营养师会尝试为您制定尽可能方便的健康膳食计划。
• 皮质类固醇药物治疗：这种支持疗法与干细胞肌营养不良症治疗相结合，可帮助我们的患者增强肌肉功能并减缓肌肉退化。

讨论

干细胞治疗的研究进展

• 动物模型研究：在多种肌肉萎缩症的动物模型中，干细胞治疗显示出改善肌肉功能和延缓病程的潜力。
• 临床前研究：实验室研究正在探索不同类型的干细胞（如间充质干细胞、肌源性干细胞）对肌肉萎缩症的治疗效果。
• 初步临床试验：一些初步的临床研究已经开始，旨在评估干细胞治疗的安全性和疗效。

面临的挑战与未来展望

• 干细胞的选择和来源：确定最适合肌肉萎缩症治疗的干细胞类型和来源。
• 治疗的安全性：确保干细胞治疗不引起不良反应，如肿瘤形成或免疫排斥。
• 疗效评估：开发敏感的生物标志物和临床评估工具，准确评估干细胞治疗的效果。
• 伦理和法律问题：解决与干细胞研究和治疗相关的伦理和法律问题。

结论

干细胞治疗为肌肉萎缩症患者提供了一种潜在的新治疗策略。虽然目前仍处于研究和开发阶段，但随着科学的进步，我们期待干细胞治疗能够为肌肉萎缩症患者带来更加有效的治疗方法，改善他们的运动能力和生活质量。

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