大连医科大学：干细胞治疗脑性瘫痪的临床试验进展

脑瘫 (CP) 是一组运动和姿势发育的永久性障碍，通常伴有感觉、知觉、认知、交流和行为障碍、癫痫和继发性肌肉骨骼问题。其中全球每1000名新生儿就有3名患有脑性瘫患，在一些发展中国家更高。

脑瘫的原因很复杂，包括围产期中风、低出生体重、出生并发症、胎龄、多胎和感染。最近的研究表明，14%的患者可能有致病性单基因突变，而载脂蛋白E（APOE) 基因型与CP的风险和严重程度相关。由于脑瘫的病因复杂，大脑的病理变化是高度可变的。此外，一小部分患者的磁共振成像 (MRI) 表现可能完全正常。一项欧洲研究发现42.5%的CP儿童有白质损伤。此外，MRI还显示基底节病变、皮质/皮质下病变、畸形、局灶性梗塞和杂项病变。

脑瘫的治疗在不断发展。传统的康复治疗，如物理治疗、职业和言语治疗、辅助设备、药物干预，以及神经切除术和神经切断术等手术对脑瘫几乎没有疗效。

最近的研究表明，由于干细胞的多向分化潜能和迁移能力，干细胞疗法可能有效治愈CP。几项研究调查了干细胞在CP动物模型中的有效性的潜在机制。这些研究表明营养因子分泌 、神经发生、免疫调节、血管生成和神经可塑性是其治疗效果的关键。越来越多的干细胞治疗研究已针对包括中风在内的各种疾病进行，肌萎缩侧索硬化症、阿尔茨海默病、脊髓损伤和帕金森病。因此，干细胞移植也被认为是治疗脑瘫的一种有前途且有效的治疗方法。

患有CP的儿童在粗大运动功能、精细运动功能、认知和其他症状（如流涎、情绪变化和语言能力）方面有所改善接受干细胞输注后。其中一些改进可以用评级量表进行评估，而另一些则不能。此外，这些临床试验的设计在细胞亚型、干细胞的剂量和递送方法以及患者背景等方面存在很大差异。这些差异使评估和比较临床试验的结果变得困难。因此，在干细胞可以用作临床实践中的细胞制剂之前，还需要进行更多的研究。

在这里，我们总结了近期干细胞治疗脑瘫的临床试验。

大连医科大学第一附属医院：干细胞治疗脑瘫的临床试验进展

2021年，大连医科大学第一附属医院干细胞临床研究中心在美国国家国立卫生研究院网站子刊《Neural Regen Res》期刊上发表了一篇关于《干细胞治疗脑性瘫痪的临床试验进展》综述，临床研究表明，传统的物理疗法和康复疗法不能单独治愈脑瘫。

干细胞移植是一种新兴疗法，由于干细胞的再生和无限增殖能力，已应用于多种神经系统疾病的临床试验。

干细胞治疗脑性瘫痪的临床试验数据检索

使用以下标准对PubMed和ClinicalTrials数据库中1971年至2020年的脑瘫研究和临床试验进行了电子搜索：（“干细胞”）或（“脐带血”) AND (“脑瘫”)。

结果通过标题、摘要或项目信息进一步筛选。截至2020年4月28日，在clinicaltrials.gov上注册的干细胞治疗脑瘫的临床试验只有39项（附加表）1和2)，其中18个已完成。同时，一些未在clinicaltrials.gov上注册的临床试验也完成并提供了一些参考结果。我们在PubMed中使用关键词“脑瘫”、“脐带血”和“干细胞”进行了文献检索，文章类型仅限于“临床试验”。共检索到20篇文章（附加表3）。

用于治疗脑瘫的干细胞类型

尽管干细胞来源丰富，但这些临床试验中使用的干细胞主要来自以下五种组织：骨髓、人脐带血（ hUCB)/脐带 (UC)、胎儿大脑、脂肪和外周血(图1）。这些组织产生的干细胞包括间充质基质细胞 (MSCs)、总有核细胞 、神经干细胞样细胞 , CD133阳性富集的骨髓祖细胞和单核细胞。

干细胞治疗脑瘫患者的递送途径和方法

患者特征

这些研究中纳入患者的年龄范围很大——最小的是1个月大，最大的是32岁。老年患者比例很小，99%的病例年龄小于15岁，主要在1-10岁之间（补充图1）。在一项双盲、随机、安慰剂对照试验中，研究人员发现，在10个月至10岁的儿童中，年龄较小的患者比年龄较大的儿童表现出更大的改善。

除了年龄，CP的另一个重要方面是疾病分类。根据复杂病因引起的临床表现，脑瘫可分为痉挛型、运动障碍型、共济失调型和混合型。尽管所有类型的患者都被纳入了不同的临床试验，包括四肢瘫痪、双瘫、手足徐动症、偏瘫和低渗性麻痹，但在众多类型的脑瘫中，研究人员似乎更倾向于研究痉挛性脑瘫患者（补充图2）。

干细胞移植治疗脑瘫的给药途径

参与干细胞临床试验的CP患者可以通过多种方式接受干细胞移植（图2）。腰椎穿刺和静脉注射是最常见的给药途径，脑立体定向手术相对较少使用，而鼻腔给药从未见报道。

患者通常通过四种途径接受干细胞治疗——鞘内注射、静脉注射、鼻内注射和颅内注射。鼻内注射是非侵入性的，而鞘内和静脉注射是中度侵入性的，但可能会引起一些不良事件。颅内是最具侵入性的，并且具有最多的副作用。

干细胞移植治疗脑瘫的剂量和疗程

目前，干细胞的剂量和移植没有统一的标准。在六项试验中，根据公斤体重注射干细胞，而在其余研究中，患者被给予固定剂量的干细胞。附加表3）。这些试验的剂量不同，此外，来自相同来源的细胞没有以相同的剂量给药。在患有CP的儿童中，干细胞的最大剂量为5.7±1.52×108/kg外周血单个核细胞，而最小剂量为2×106嗅鞘细胞。已经表明，干细胞的剂量会影响治疗效果，更高的剂量具有更好的治疗效果。

研究人员还希望通过优化给药时间来获得更好的治疗结果。干细胞移植的时间进程因研究而异，干细胞输注次数可能与给药途径有关。

研究人员在使用立体定向脑外科手术时通常只进行一次给药。相比之下，当通过腰椎穿刺或静脉注射进行移植时，研究人员更有可能给予干细胞2到4次，间隔时间为3到4天至6个月。值得注意的是，在5年的随访期内，接受最多干细胞注射的6岁中国女孩在16次静脉输注hUCB-MSCs后几乎完全康复。

一项研究表明，通过比较具有不同移植时间的两组，干细胞治疗的疗效会随着时间的推移而下降。也许多次注射的策略，让患者接受更多的干细胞，是最终治愈CP患者的有效解决方案。干细胞治疗的疗效会随着时间的推移而下降。也许多次注射的策略，让患者接受更多的干细胞，是最终治愈CP患者的有效解决方案。

干细胞治疗脑瘫的安全性和有效性

不良事件

在临床试验中，不良事件引起了人们极大的关注，并在所有研究中都有记录（附加表3）。尽管确实发生了一些严重的不良事件，但大多数是轻微的，可以用药物治疗或自然消退。一些不良事件似乎与给药方法有关。在临床试验中观察到的最常见的不良事件是发热、恶心和呕吐以及注射部位疼痛，尤其是腰椎穿刺是细胞移植的首选方法。

干细胞移植对改善脑瘫患者身体功能具体表现

粗大运动功能

所有干细胞疗法都对粗大运动功能产生了改善，但改善各不相同。粗大运动功能改善的评价主要包括躺翻滚、坐、爬跪、站立、行走、跑跳。所有来源的干细胞都可以治疗CP患者。

Nguyen等人的研究显示，自体BMMNCs移植6个月后，患者卧、翻、坐有明显改善，比例为100%，行走、跑、跳有明显改善，比例为38%。在其他使用骨髓干细胞的临床试验中也观察到了类似的结果。hUCB/UC一种常见的干细胞来源，对CP患者的粗大运动功能也有改善作用。

精细运动功能

与显着的粗大运动功能改善相比，精细运动变化并不普遍。尽管所有来源的干细胞都改善了精细运动功能，但并非在所有临床试验中都观察到这种效果。只有少数临床试验报告了精细运动的改善。

例如，源自胎儿大脑的神经祖细胞可以改善手部运动、捏捏微小物体和手眼协调，约10名双瘫CP患者在自体BMMNC移植后表现出更好的远端手部运动, 一个男孩在接受人类UC-MSC移植后手功能评分从3级提高到2级。此外，外周血单个核细胞移植后，42.6%的患者表现出精细运动功能的改善。精细运动是非常复杂的功能，改善需要各种肌肉和神经的协调，包括肌肉张力的调节。这可能会使精细运动技能的提高变得更加困难和持久。

肌肉张力

肌肉紧张是许多CP患者的常见问题。肌肉紧张失调导致患者无法完成许多动作。一些临床试验报告了肌张力下降。阮等人观察到改良Ashworth评分从3.4下降到2.0，另一项研究报告移植后肌肉痉挛从3.8下降到2.1。几乎所有CP患者在干细胞治疗的临床试验中都表现出肌张力变化。

认识

多项临床试验报告了干细胞治疗对认知的改善。一些研究报告称，骨髓干细胞移植可改善认知能力。

其他

除了上述症状外，临床试验中还报告了许多其他改善。语言能力增强是干细胞移植后的常见发现。其他改进，例如自力更生和社会适应能力 、视力、流涎以及情绪和身体健康在一些临床试验中也观察到。

干细胞治疗脑瘫有效性的机制

众所周知，干细胞具有分化的能力，在适当的条件下，可以成为人体内任何类型的细胞。干细胞还具有无限增殖的能力。干细胞已应用于多种神经系统疾病的临床研究，对许多药物无法解决的疾病显示出良好的治疗效果和安全性。临床前研究表明，干细胞还具有免疫调节作用并且可以分泌细胞因子。

因此，干细胞治疗脑瘫的疗效机制可能涉及以下几个方面：进入后，干细胞可以分化为神经元和胶质细胞，如星形胶质细胞，并替换受损细胞，然后重新建立与其他神经细胞的连接。干细胞分泌多种细胞因子，调节炎症反应，确保神经元存活，促进血管生成。此外，外源性干细胞还可以诱导和加速内源性修复。

干细胞治疗脑瘫未来应用的挑战

随着临床研究数量的增加，干细胞有望在近期陆续上市，为CP的治疗带来新的选择。然而，仍有许多问题有待解决。目前临床试验的随访观察期普遍较短，干细胞治疗的长期安全性和有效性仍有待充分评估。很明显，所有类型的干细胞对CP都有治疗作用。

然而，由于临床试验的剂量、来源和给药途径不同，目前很难宣布干细胞移植治疗脑性瘫患的最好方式。迄今为止，CP的临床试验主要针对年幼的儿童进行，但随着医疗保健的进步，许多患有CP的儿童存活下来，干细胞疗法是否也能改善老年患者的症状仍然未知。

参考资料：Lv ZY, Li Y, Liu J. Progress in clinical trials of stem cell therapy for cerebral palsy. Neural Regen Res. 2021 Jul;16(7):1377-1382. doi: 10.4103/1673-5374.300979. PMID: 33318421; PMCID: PMC8284300.

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