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案例|干细胞技术助力脊髓损伤患者改善神经功能

案例|干细胞技术助力脊髓损伤患者改善神经功能 中创博康干细胞
2024-04-10
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导读:脊髓损伤(Spinal Cord Injury, SCI)是一种严重的神经系统损伤,通常由于外力导致脊柱骨折

脊髓损伤(Spinal Cord Injury, SCI)是一种严重的神经系统损伤,通常由于外力导致脊柱骨折、脱位或直接暴力对脊髓造成伤害,也可能由非外伤原因如感染、炎症、肿瘤、血管病变等引起。损伤会破坏脊髓内部的神经纤维,导致传递感觉和运动信号的功能受损或中断,从而引发相应节段以下的肢体麻木、无力、大小便失禁等症状,严重时会造成永久性瘫痪。

在干预脊髓损伤方面,早期急救、手术减压、药物干预、康复训练以及新兴的细胞疗法(如干细胞疗法)。

01
干细胞干预脊髓损伤

间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)在干预脊髓损伤(Spinal Cord Injury, SCI)方面表现出显著的潜力,这是因为这类细胞具备多重生物学特性,主要包括:

1免疫调节作用:间充质干细胞能够分泌一系列免疫调节分子,减少脊髓损伤后产生的过度炎症反应,避免进一步的神经元损伤。

2神经保护作用:MSCs能够分泌神经营养因子,如神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)等,这些因子有助于维持现存神经元的生存和功能,减轻神经元凋亡,促进神经再生。

3分化潜能:尽管争议尚存,但一些研究认为MSCs能够在特定条件下分化为神经细胞和神经胶质细胞,参与神经网络的重建。

4抑制瘢痕形成:脊髓损伤后形成的瘢痕组织(gliosis)是阻碍神经再生的一大障碍。MSCs能够抑制瘢痕组织的形成,从而创造利于轴突再生的微环境。

5促进血管新生:通过刺激血管生成,MSCs能够改善损伤部位的血供,为神经再生提供必要的营养和氧气。

6细胞移植兼容性:间充质干细胞源于胚胎或成体多种组织,具有较低的免疫原性,使得自体或异体移植成为可能,减少了排斥反应的风险。

在临床实践中,间充质干细胞可通过不同的移植途径(如静脉注射、局部注射等)送达脊髓损伤部位,目标是通过上述机制改善脊髓损伤后的功能恢复。

02
临床案例

近期,《Clinical Neurology And Neurosurgery》杂志发表了Osamu Honmou团队的一项关于自体间充质干细胞(MSCs)干预创伤性脊髓损伤(SCI)的临床研究。研究选取了13位21至66岁的SCI患者,通过静脉输注自体MSCs进行干预。

研究重点考察了干预的有效性和安全性,并借助多种评估工具详尽评估患者恢复情况:美国脊髓损伤协会(ASIA)损伤量表评估神经功能损伤程度,国际通用的脊髓神经和功能分类标准(ISCSCI-92)评估神经功能恢复状况,以及通过脊髓独立测量(SCIM-III)评判患者日常生活自理能力的改善。这项研究为探究MSCs在SCI干预中的应用提供了实质性数据和临床参考。

案例1

一名34岁的男性因高空跌落导致C5节段脊髓损伤(SCI),MRI检测结果显示C3-C4区域及高位有弥漫性损伤(箭头所示)。患者未曾接受急性手术干预,因而卧床不起,按照美国脊髓损伤协会(AIS)评分标准,其初始评分为A级,意味着完全性瘫痪。在SCI发生47天后,该患者接受了1.0*10^8个单位的自体间充质干细胞(MSCs)静脉输注干预。

干预后仅8天,患者即报告肛门区域恢复了感觉,AIS评分由此提升至B级,表明存在部分感觉功能恢复。两周后,其下肢出现了自主运动能力,AIS评分进步至C级,表示患者已能执行部分主动运动。至第184天,该患者进一步取得了显著康复进展,不仅能够借助上肢矫形器进行进食,还能自行驾驶轮椅行进约100米,并在带座椅助行器的帮助下进行有限的行走练习。

案例2

一名56岁女性在站立起身时突然晕厥,头部撞击墙壁并导致颈部过度伸展,造成C5脊髓损伤(AIS A级,即完全性损伤),MRI检查揭示混合型后纵韧带骨化(OPLL)以及C2-7区域信号异常(箭头所示),提示脊髓受压严重,患者因此丧失行动能力。在脊髓损伤发生49天后,患者接受了1.02*10^8个单位的自体间充质干细胞(MSCs)静脉输注干预。

干预两周后,患者日常生活活动能力(SCIM-III评分)有所提升;至第181天,其运动和感觉功能逐步改善,最终AIS评分升级至C级,表明部分功能得以恢复。

案例3

一名47岁男性因潜水意外导致C5脊髓损伤(SCI),MRI检测结果显示C3-C4区域存在扩散性牵拉伤(箭头所示),脊髓信号异常增强。患者在事故发生后保持AIS C级评分(部分感觉和运动功能保留,但不能独立行走),并长期卧床。在SCI发生47天后,他接受了1.26*10^8个自体间充质干细胞(MSCs)的静脉输注干预。

干预次日,患者运动功能显著提升,AIS评分晋升至D级,代表其已能独立移动至少一个关节,同时日常生活活动能力(SCIM-III评分)也迅速改善,能够独自操作轮椅。两周之内,患者更是恢复了行走和上下楼梯的能力;8周时,已能独立进食;12周时,可以自行导尿;到了第167天,他已经能够顺利完成包括穿衣、梳洗在内的多项日常生活自理任务,显示出明显的康复进展。

案例4

一名57岁男性因高处坠落造成颈部过伸,导致C4脊髓损伤(AIS B级,部分感觉保留,但无运动功能),MRI检查显示颈椎管狭窄及C3-C4信号异常(无骨折迹象,箭头所示),术后需卧床休息。在脊髓损伤发生49天后,他接受了静脉注射1.44*10^8个自体间充质干细胞(MSCs)干预。

干预一天后,其运动功能迅速改善,AIS评分升至D级,表示部分肌肉群恢复了运动功能,同时日常活动能力(SCIM-III评分)也开始稳步提高,能够使用轮椅进行站立训练。两周后,患者借助上肢矫形器可独立进食;三周后,能在步态训练器协助下进行步行训练;至第170天,他已能依靠单拐杖行走;至第209天时,得益于自我护理技能、括约肌控制和活动能力的整体提升,其SCIM-III评分增长至79分。

案例5

一位23岁男性因潜水意外导致C5脊髓损伤(SCI),MRI影像显示C5段及周围脊髓区域存在压迫性弯曲损伤(箭头所示)。在事故发生后两天内,患者接受了C4-C6节段的后路脊柱融合手术,但术后依然存在四肢瘫痪,其美国脊髓损伤协会(AIS)分级维持在B级(保留部分运动功能)。在SCI发生54天后,患者接受了1.38*10^8个单位的自体间充质干细胞(MSCs)输注干预。

干预一周后,患者运动功能明显加快恢复进程;四周时,其AIS评分提升至C级,标志着更多的运动功能得到恢复;至第169天,患者已能独立操控轮椅;进一步随访至第526天时,其日常生活活动能力指标SCIM-III评分提升至66分,体现出自我照顾能力、括约肌控制力及活动能力有了显著改善。

03
总结

干细胞干预在脊髓损伤(SCI)领域的研究与应用已成为近年来再生医学领域的热点。多项临床前和临床研究显示,间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)等类型的干细胞因其具有免疫调节、神经保护、促进神经再生和抑制瘢痕组织形成等功能,在干预脊髓损伤方面展示出显著的潜力。

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