每年超过1000万患者关注：干细胞治疗脑损伤的临床进展

创伤性脑损伤(Traumatic brain injury, TBI)是最常见的头部损伤形式，据估计，全球每年有超过1000万人因创伤性脑损伤而死亡或住院。仅在美国，TBI的直接和间接费用估计每年就超过760亿美元[1]。然而，目前对于创伤性脑损伤的常规治疗手段疗效有限，迫切需要寻找其他治疗手段。

近年来，干细胞作为治疗脊髓损伤、多发性硬化症、缺血性中风以及脑外伤等多种中枢神经系统疾病和损伤的一种新的手段，受到了广泛的关注。关于干细胞治疗脑损伤也是许多读者关注的方向。2021年有不少读者向我们留言表示对干细胞治疗脑损伤的关切。

今天我们就从干细胞治疗脑损伤的作用机制以及最新临床探讨等角度，看看干细胞治疗脑损伤的概况。

脑损伤会破坏血脑屏障，导致水肿和细胞浸润，损伤神经元，激活星形胶质细胞和小胶质细胞。激活的星形胶质细胞和小胶质细胞会引发炎症反应，进一步损害神经元和其他细胞，导致组织丢失和功能缺陷。研究发现，间充质干细胞植入后可穿过血脑屏障，迁移到受损脑区，自身分泌或帮助邻近脑组织分泌一些修复分子，限制组织损伤，促进神经再生和神经元可塑性，从而实现结构和功能的恢复。

图片来自文献[2]

间充质干细胞具有分化为多种成体细胞的潜能，如成软骨细胞、成骨细胞和神经前体细胞，这些细胞可用于移植治疗。移植的间充质干细胞穿过血脑屏障，在损伤或炎症的脑组织中迁移和归巢，并分化为神经元或胶质细胞。研究人员 [3]利用人外周血间充质干细胞，将其在体外诱导分化为神经前体细胞，而后将其移植到TBI大鼠中，结果显示出显著的行为和组织学改善，包括在移植后2天产生神经营养因子和移植后1个月和3个月的神经生成。

颅脑损伤后，免疫细胞被激活，IL-1、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等促炎细胞因子分泌，据报道[4]，间充质干细胞可以抑制T细胞的增殖和单核细胞的分化，影响树突状细胞的功能，还可以抑制TNF的产生，增加抑炎细胞因子IL-10等的产生。通过向受损组织迁移并分泌生物活性和营养因子，间充质干细胞有助于细胞再生和改善微环境，以减少炎症和促进新组织的生长。

脑损伤后血管的重新生成是至关重要的，可增加血液供应来保护脑组织。干细胞迁移进入受损脑组织后释放各种旁分泌血管生成因子，如生长因子、血管内皮生长因子、转化生长因子-β1等，进入损伤区域，促进血管通过萌芽和内陷的方式形成，有助于损伤后的神经恢复。

此外，移植的干细胞可能有效地控制神经元损伤和存活的另一个重要机制是通过干扰凋亡途径。间充质干细胞可下调caspase 3、抗氧化剂的产生、抑制脂氧合酶以及神经营养因子的分泌有关，这些都抑制了脑损伤后的凋亡途径[2]。

近年来，干细胞治疗脑损伤取得了积极的临床结果，同时研究团队正在通过不同的途径来探讨如何提高干细胞治疗脑损伤的效果，其中就包括了干细胞的移植时间、干细胞移植途径以及干细胞的数量等等。

干细胞移植时间

在何时进行干细胞移植对于有效的治疗效果很重要。在一项临床研究中[5]，对97例颅脑损伤患者在伤后至治疗起始点的不同时间点进行间充质干细胞移植。持续植物状态患者在伤后1.51个月内接受治疗的预后好于时间间隔较长的患者。在损伤发生后1.35个月内接受细胞治疗的运动障碍患者中，与那些较晚接受治疗的患者相比，观察到显著的改善。因此，这些研究认为在较早的时间点实施间充质干细胞治疗会提高疗效。

图片来自文献[5]

干细胞移植途径

干细胞移植途径对于移植后干细胞的存活与活性有重要影响，目前在TBI治疗中使用的注射途径有静脉注射，动脉内注射，颅内注射以及鼻腔给药等。这些给药途径各有优缺点，静脉给药是最简便的；颅内注射最有针对性和最常用的方法，尽管其具有侵入性；此外，唯一非侵入性途径是鼻腔给药，移植干细胞通过鼻黏膜移动，或者穿过筛板，通过嗅觉通路进入大脑。何种移植途径最好需要进行更进一步的研究以及根据患者个体情况选择。

干细胞移植数量

移植间充质干细胞的数量对组织修复的成功起着重要作用。既往认为干细胞移植数量越多，组织修复的程度就越大，但实际情况可能并非如此。一项研究[6]观察到，在大鼠脑损伤后，注射1×10⋀6间充质干细胞后，神经功能得到改善，但在注入3×10⋀6细胞后，神经功能没有进一步改善。事实上，在接受治疗的间充质干细胞中，只有少部分存活在系统中并到达大脑。因此，如何选择最佳干细胞移植数量以达到最佳疗效以及规避副作用还需进行进一步探讨。

干细胞开辟了治疗多种疾病和病症的新视野，在过去几十年中逐渐受到重视。脑损伤是一种危重疾病，传统治疗效果欠缺，干细胞治疗的引入为其点燃了新希望。然而，目前关于干细胞治疗的临床应用仍然有待更多的探讨与推进。近年来，为了提高干细胞治疗TBI的疗效，科学家们也尝试了许多联合手段，如与免疫细胞联合；对干细胞进行基因修饰等。相信未来，干细胞治疗脑损伤会取得更大的突破！