腦卒中在醫學(xué)中被稱(chēng)為中風(fēng)，是一種臨床上突發(fā)的腦部血液循環(huán)障礙性疾病，它包括缺血性腦卒中和出血性腦卒中。

最常見(jiàn)的是缺血性中風(fēng)，約80%的中風(fēng)屬于這種類(lèi)型。缺血性腦卒中由腦血流阻斷而引起，阻斷的原因可以分為腦血管異常狹窄以及腦血管被血栓等堵塞。

另外20%左右的中風(fēng)是出血性中風(fēng)，常見(jiàn)于高血壓病人，血壓急劇升高，血管破裂，除了偏癱、言語(yǔ)障礙，常伴隨頭痛、惡心、嘔吐癥狀。

全球每五秒鐘就會(huì )發(fā)生1例腦卒中，我國每年發(fā)生腦卒中人數超過(guò)200萬(wàn)，且逐年上升。

除了血栓切除術(shù)作為急性缺血性卒中治療藥物的迅速推廣應用外，很少有藥物能夠有效恢復其后遺癥。最近，干細胞療法被認為是一種很有前途的策略，可以在功能上促進(jìn)缺血性中風(fēng)的恢復。因此，多種細胞，包括骨髓單核細胞 (BMMNC) , 骨髓/脂肪來(lái)源的干/基質(zhì)細胞 (BMSCs/ADMSCs) 、臍帶血細胞 (UCBC) 和造血干細胞、神經(jīng)干細胞(?NSC?)?、嗅鞘細胞 (OEC) 和胎豬細胞已被探索為候選供體。

動(dòng)物研究表明，此類(lèi)細胞可能會(huì )改善腦卒中后的神經(jīng)功能缺損，其中一些已在臨床試驗中進(jìn)行了測試，并取得了一些有利的結果。然而，許多問(wèn)題，例如需要開(kāi)發(fā)最大限度地增強細胞療法對中風(fēng)的影響的技術(shù)，仍未解決，需要澄清。這些問(wèn)題與最佳細胞類(lèi)型、細胞劑量、移植途徑和候選患者類(lèi)型有關(guān)（圖1）。

除了科學(xué)方面的細化外，細胞療法還需要從商業(yè)角度進(jìn)行評估，才能作為一種新的治療方法成功推廣。細胞療法需要以合理的成本實(shí)施良好生產(chǎn)規范 (GMP) 級生產(chǎn)方法來(lái)生產(chǎn)、保存和轉移細胞。在這里，作者回顧了干細胞相關(guān)神經(jīng)恢復的潛在機制、臨床試驗的現狀以及利用細胞療法治療缺血性中風(fēng)的未來(lái)前景。

干細胞治療缺血性腦中風(fēng)的潛在機制

為闡明通過(guò)干細胞移植治療缺血性卒中的作用模式已經(jīng)做出了廣泛的努力，導致發(fā)表了多篇描述性綜述。

簡(jiǎn)而言之，已知移植細胞在缺血性中風(fēng)的各個(gè)階段發(fā)揮多種神經(jīng)和血管保護作用。移植的細胞不僅可以重組神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )，還可以減少局部和全身炎癥，支持軸突再生和突觸發(fā)芽，并減少神經(jīng)膠質(zhì)疤痕。這些機制可以細分為兩種不同的類(lèi)型：（i）細胞分化（細胞替代）；(ii) 旁分泌因子的分泌（旁觀(guān)者效應）。

細胞分化：細胞替代可以通過(guò)移植細胞分化為神經(jīng)元或血管細胞來(lái)補償功能喪失，或通過(guò)神經(jīng)元祖細胞的直接沉降和發(fā)育來(lái)實(shí)現。

干細胞的旁觀(guān)者效應：旁分泌因子的分泌是干細胞功能多能性的一個(gè)重要方面，其中這些細胞分泌各種營(yíng)養因子，如細胞因子、趨化因子和外泌體，這些因子可以改善神經(jīng)元損傷或再生新的神經(jīng)元回路。除了促進(jìn)抗炎和免疫調節作用外，這些因子還誘導抗凋亡作用并動(dòng)員內源性干細胞 (NSC)/神經(jīng)祖細胞 (NPC) 。這些因子通過(guò)直接滲透或細胞外囊泡 (EV) 釋放到周?chē)h(huán)境中，并通過(guò)脾臟和胸腺等外周免疫器官直接改善缺血性損傷并下調局部和全身炎癥。

干細胞治療缺血性腦卒中的臨床試驗

臨床試驗結果概述

試驗分為急性（卒中發(fā)病后一周內治療）、亞急性（發(fā)病后1周至6個(gè)月內治療）和慢性（發(fā)病后6個(gè)月內治療）。一些試驗包含多個(gè)治療時(shí)間點(diǎn)，并按手稿中列出的實(shí)際治療時(shí)間進(jìn)行劃分（表1）。

表 1. 已發(fā)表的使用干細胞治療缺血性中風(fēng)的臨床試驗。

參考編號	國家	細胞類(lèi)型	細胞 來(lái)源	劑量	路線(xiàn)	移植 時(shí)機	接受治療的患者 人數（對照）	評估 方式	主要成果
急性
[ 16 ]	美國	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	4–6 × 10 8	靜脈	1–3D	10	BI、MRS、NIHSS	顯示出良好的神經(jīng)功能恢復
[ 25 ]	美國	同種異體	骨髓間充質(zhì)干細胞	1.2×10 9	靜脈	1–2 日	65 (58)	mRS、NIHSS、BI	神經(jīng)功能恢復（主要終點(diǎn)）沒(méi)有差異 ，但較早的時(shí)間（24-36小時(shí)） 可能有益
[ 35 ]	美國	同種異體	UCBC	1.2×10 6（CD34+）	靜脈	3-9D	10	磁共振成像，美國國立衛生研究院	安全的
[ 10 ]	巴西	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	5–60 × 10 7	動(dòng)脈	3–10 天	20	磁共振成像，美國國立衛生研究院	30%的患者表現出滿(mǎn)意的 臨床結果
[ 12 ]	西班牙	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	1.6×10 8	動(dòng)脈	5–9 日	10(10)	mRS、BI、NIHSS	神經(jīng)功能無(wú)差異
[ 9 ]	巴西	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	3×10 7	動(dòng)脈	9D	1	SPECT	8小時(shí)時(shí)腦/肝/脾攝取
[ 32 ]	英國	自體	CD34+（骨髓）	1–3 × 10 6	動(dòng)脈	1瓦	5	磁共振成像，美國國立衛生研究院	觀(guān)察到良好的恢復
[ 36 ]	中國	同種異體	UCBC & NPC	3×10 7（UC：IV）、1.5×10 7（UC：IT）、1.8×10 7（NPC：IT）	靜脈注射及鞘內或腦室內	1瓦	1	NIHSS、BI、mRS	顯示出一定程度的神經(jīng)功能 恢復
亞急性
[ 13 ]	印度	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	2–19 × 10 8	靜脈	2-4瓦	11	NIHSS、BI、mRS、PET	良好的結果大多 出現在早期治療組
[ 5 ]	印度	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	5×10 7	靜脈	3-4米	1（3）	調頻、移動(dòng)BI	安全的
[ 15 ]	巴西	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	2–5 × 10 8	靜脈	1-3M	5	美國國立衛生研究院	大腦中的細胞稀缺（1%），與IV（7%）相比，IV （21%）在肺中顯示出較高的細胞分布
[ 14 ]	印度	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	2.8×10e7	靜脈	18D	59(59)	BI、MRS、NIHSS、PET	與對照相比沒(méi)有顯著(zhù)恢復
[ 20 ]	日本	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	2.5–3.4×10 8	靜脈	7–10 天	12	mRS、NIHSS、SPECT、PET	與歷史對照相比，NIHSS（但不是 mRS、BI）恢復更好
[ 22 ]	韓國	自體	骨髓間充質(zhì)干細胞	1×10 8	靜脈	1-2米	5 (25)	BI、MRS、NIHSS	細胞治療組的 神經(jīng)功能恢復優(yōu)于對照組
[ 28 ]	韓國	自體	骨髓間充質(zhì)干細胞	1×10 8	靜脈	2M	16(36)	mRS，生存	五年內恢復更好，死亡率更低
[ 26 ]	日本	自體	骨髓間充質(zhì)干細胞	0.8–1.5×10 8	靜脈	1–4M	12	美國國立衛生研究院	移植后恢復主要為 0-1W
[ 24 ]	中國	自體	骨髓間充質(zhì)干細胞	3×10 8	靜脈	1M	12（6）	mRS、NIHSS、BI	與對照組相比沒(méi)有神經(jīng)學(xué)差異
[ 27 ]	法國	自體	骨髓間充質(zhì)干細胞	1 或 3 × 10 8	靜脈	1-2米	16(15)	NIHSS、MRS、BI	總體沒(méi)有變化，但運動(dòng)功能評估顯示有所改善
[ 36 ]	中國	同種異體	UCBC & NPC	1.2×10 8（UC）	靜脈	2 & 3 M	2	NIHSS、BI、mRS	顯示出一定程度的神經(jīng)功能恢復
[ 2 ]	巴西	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	1–5 × 10 8	動(dòng)脈	2-3M	6	SPECT	2小時(shí)后大腦中發(fā)現細胞，但24小時(shí)后未發(fā)現細胞
[ 3 ]	巴西	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	1–5 × 10 8	動(dòng)脈	2-3M	6	美國國立衛生研究院、SPECT	安全，但6名患者中有4名注射后24 小時(shí)看不到細胞
[ 15 ]	巴西	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	1-5×10 8	動(dòng)脈	1-3M	7	美國國立衛生研究院	腦細胞稀缺 (1%)，與IV (13%) 相比， IA (41%) 在肝臟中顯示出較高的細胞分布
[ 11 ]	埃及	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	1×10 6	動(dòng)脈	2-4瓦	21(18)	NIHSS、mRS、BI、	與對照組相比，IA 治療并未改善神經(jīng)功能恢復
[ 8 ]	印度	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	5×10 8	動(dòng)脈	1-2瓦	10 (10)	BI、NIHSS、mRS	治療組恢復良好 （P=0.06）
[ 17 ]	美國	自體	BMMNC (ALD)	3×10 6	動(dòng)脈	2-3瓦	29 (17)	mRS、NIHSS、BI	與對照相比無(wú)統計學(xué)差異
[ 34 ]	中國	同種異體	UCBC & NPC	2×10 7	動(dòng)脈	11–22 日	3	太太	三分之二的 患者神經(jīng)功能恢復
[ 42 ]	俄羅斯	同種異體	胎兒神經(jīng)元細胞	2×10 8	鞘內或腦室內 (IT)	4M	1	卡諾夫斯基評分	細胞處理顯示 得分提高了33%
[ 36 ]	中國	同種異體	UCBC & NPC	3×10 7（UC：IV）、1.5×10 7（UC：IT）、1.8×10 7（NPC：IT）	靜脈及鞘內或腦室內	2瓦	1	NIHSS、BI、mRS	顯示出一定程度的神經(jīng)功能恢復
慢性的
	印度	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	6–7 × 10 7	靜脈	5-14米	20(20)	FM、mBI、阿什沃思	與對照相比無(wú)差異
[ 21 ]	印度	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	5×10 7	靜脈	6-15米	11（9）	調頻、移動(dòng)BI	mBI顯著(zhù)改善，但 FM沒(méi)有顯著(zhù)改善
[ 4 , 5 ]	印度	自體	骨髓間充質(zhì)干細胞	5–6 × 10 7	靜脈	8-12米	6（6）	BI、FM、阿什沃思	與對照相比長(cháng)達4年沒(méi)有顯著(zhù)差異
[ 29 ]	美國	同種異體	BMSC（缺氧處理）	1×10 8	靜脈	7 M-25 Y	36	美國國立衛生研究院、BI	與基線(xiàn)相比觀(guān)察到顯著(zhù)恢復
[ 7 ]	印度	自體	骨髓間充質(zhì)干細胞/骨髓基質(zhì)細胞	5-6×10 7	靜脈	3M-2Y	20(20)	調頻、移動(dòng)BI	mBI顯著(zhù)改善
[ 18 ]	印度	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	6×10 7	鞘內或腦室內 (IT)	4 M-12 Y	14	FIM	顯示康復，但這項研究包括出血性中風(fēng)
[ 37 ]	中國	自體	CD34+（外設）	1–3 × 10 7	鞘內或腦室內 (IT)	1–7 是	8	美國國立衛生研究院、BI	患者表現出康復，但這可能是由于自然病程所致
[ 42 ]	俄羅斯	同種異體	胎兒神經(jīng)元細胞	2×10 8	鞘內或腦室內 (IT)	8M-1.5Y	6 (6)	卡諾夫斯基評分	細胞治療組表現出更好的恢復
[ 23 ]	美國	自體	ADSC（無(wú)培養）	ND	鞘內或腦室內 (IT)	1 是	1	ND	穩定的
[ 19 ]	古巴	自體	骨髓基質(zhì)細胞核細胞	1–5 × 10 7	腦內 (IC) 途徑	3–5 歲	3	BI、NIHSS、SSS	與術(shù)前相比 發(fā)現恢復情況
[ 33 ]	臺灣	自體	CD34+（外設）	3–8 × 10 6	腦內 (IC) 途徑	6 M-5 Y	15(15)	NIHSS、ESS、MRS	統計上顯著(zhù)的恢復
[ 30 , 31 ]	美國	同種異體	BMSC（基因修飾）	2.5、5、10×10 6	腦內 (IC) 途徑	7-36米	18	ESS、NIHSS、FM	觀(guān)察神經(jīng)功能恢復（ESS、NIHSS、FM測試） 長(cháng)達2年
[ 41 ]	美國	同種異體	胎兒神經(jīng)元細胞	2 × 10 6 ( n = 8) 或 6 × 10 6 ( n = 4)	腦內 (IC) 途徑	7 M-5 Y	12	BI、ESS、NIHSS	6 x 10 6 的恢復效果優(yōu)于 2 x 10 6
[ 39 ]	英國	同種異體	胎兒神經(jīng)元細胞	2、5、10、20×10 6	腦內 (IC) 途徑	1–4 歲	11	NIHSS、BI、阿什沃斯	觀(guān)察到神經(jīng)功能恢復（NIHSS 中位數為 2）
[ 43 ]	英國	同種異體	胎兒神經(jīng)元細胞	2×10 7	腦內 (IC) 途徑	2M-1年	23	一只老鼠	上肢功能從基線(xiàn)恢復
[ 40 ]	美國	同種異體	胎兒神經(jīng)元細胞	5、10×10 6	腦內 (IC) 途徑	1–6 歲	18（4）	ESS、NIHSS、FM、ARAT	神經(jīng)功能恢復 （主要終點(diǎn)）沒(méi)有差異，但在一些測試中顯示部分恢復
[ 38 ]	中國	同種異體	OEC	1×10 6	腦內 (IC) 途徑	3Y	1	雙	言語(yǔ)和步態(tài)恢復
[ 38 ]	中國	同種異體	OEC & NPC	1×10 6和 2×10 6	腦內 (IC) 途徑	5年	1	雙	運動(dòng)功能恢復
[ 44 ]	美國	異種的	Fetal Porcine cell	2×10 7	腦內 (IC) 途徑	1.5–10 歲	5	BI、RS、NIHSS	略有恢復，但2名患者出現 不良事件（癲癇發(fā)作和運動(dòng)缺陷）
[ 38 ]	中國	同種異體	OEC & NPC	1×10 6和 2×10 6	腦內 (IC) 途徑與腦室內 (IT)(NPC)	1–20 歲	4	雙	步態(tài)恢復
[ 36 ]	中國	同種異體	UCBC& NPC	3×10 7（UC：IV）、1.5×10 7（UC：IT）、1.8×10 7（NPC：IT）	靜脈及鞘內或腦室內 (IT)	10月和2年	2	NIHSS、BI、mRS	顯示出一定程度的神經(jīng)功能 恢復

自體BMMNCs占細胞的最大部分，其次是自體骨髓干/基質(zhì)細胞。還使用少量其他來(lái)源的細胞，例如UCBC和脂肪來(lái)源的干細胞，或神經(jīng)元祖細胞。細胞劑量差異很大，介于1×10⁶至1×10⁹之間，而移植途徑包括靜脈內 (IV)、動(dòng)脈內 (IA)、鞘內或腦室內 (IT) 和腦內 (IC) 途徑。血管內途徑（IV和IA）似乎提供比IC移植更高的細胞數量（高達109個(gè)細胞）(圖2）。這是因為IC移植限制了可移植的細胞數量，以避免對大腦產(chǎn)生質(zhì)量效應，而血管內移植則不會(huì )。IV移植似乎在急性至亞急性期更可取，而IC或IT移植大多在慢性期進(jìn)行。

請注意，急性期首選靜脈移植，而慢性期首選腦內移植。

未來(lái)方向

雖然臨床試驗的結果很有希望，但還有其他因素，如監管部門(mén)的批準和廣泛使用干細胞治療缺血性中風(fēng)的總體成本需要考慮。關(guān)鍵是要在生產(chǎn)的電池質(zhì)量和所涉及的成本之間取得平衡，這兩個(gè)顯然相互矛盾的參數。

生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)細胞（GMP級）

大多數臨床試驗，尤其是那些使用自體細胞的臨床試驗，完全在一家醫院內進(jìn)行，細胞制備也在現場(chǎng)完成。一些臨床試驗提到了GMP級細胞生產(chǎn)，而其他的則沒(méi)有。

GMP是確保質(zhì)量控制藥品生產(chǎn)以將風(fēng)險降至最低的系統。它涵蓋了生產(chǎn)的各個(gè)方面，例如材料的處理和檢查，根據標準操作程序（SOP）生產(chǎn)藥品，藥品的適當包裝和交付管理。遵循 GMP既費時(shí)又費錢(qián)，但是，除非遵循GMP，否則這些細胞在許多國家都不符合藥物使用條件。問(wèn)題在于每個(gè)國家都有自己的GMP要求。制藥公司需要滿(mǎn)足藥品生產(chǎn)所在國的要求。許多監管機構正在共同努力制定一套通用的藥物審批規則，該政策有助于未來(lái)更快地實(shí)現藥物開(kāi)發(fā)和審批。

以低成本生產(chǎn)細胞

許多臨床試驗是作為面向研究人員的試驗執行的，政府或公共資金用于細胞生產(chǎn)。細胞制備可能非常昂貴，并且要將干細胞標準化作為標準治療方法，需要將成本降至最低。當前的細胞擴增程序需要經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)知識。異基因干細胞適用于使用自動(dòng)化細胞生產(chǎn)機器進(jìn)行批量生產(chǎn)；然而，當涉及到自體干細胞時(shí)，需要創(chuàng )新技術(shù)，這種技術(shù)是按訂單生產(chǎn)的，難以適應自動(dòng)化生產(chǎn)。

細胞物流是另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。干細胞與普通的低分子藥物化合物的不同之處在于，干細胞的功效取決于活力，這意味著(zhù)必須充分保存細胞。干細胞的冷凍和運輸在臨床試驗中經(jīng)常采用，但冷凍保存的試劑中含有可能有毒的試劑DMSO，并且在極低溫（使用液氮）下運輸成本高。因此，以可承受的成本生產(chǎn)和轉移干細胞需要進(jìn)一步優(yōu)化。

結論

干細胞療法有望改善那些已達到急性期的缺血性中風(fēng)患者的后遺癥，目前尚無(wú)經(jīng)過(guò)證實(shí)的治療方法。臨床試驗的結果是有希望的，因為大多數用于干細胞移植的方法似乎是安全的。似乎在急性期首選靜脈內或動(dòng)脈內移植，其目的是改善全身和局部炎癥，不需要細胞移植?；蛘?，在慢性期優(yōu)選腦內移植，其中細胞移植被認為是細胞治療的目標。

隨著(zhù)再生醫學(xué)技術(shù)的發(fā)展，干細胞在腦卒中的恢復治療中取得了重大的進(jìn)展。國內外研究證實(shí)干細胞治療腦卒中，能明顯改善患者的神經(jīng)功能，提高生活自理能力，改善患者的生活質(zhì)量。相信未來(lái)腦卒中問(wèn)題能被解決！

參考資料：Kawabori, M.; Shichinohe, H.; Kuroda, S.; Houkin, K. Clinical Trials of Stem Cell Therapy for Cerebral Ischemic Stroke. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 7380. https://doi.org/10.3390/ijms21197380

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