幹細胞療法給神經系統疾病治療提供了希望。迄今為止,已有超過200項幹細胞方法治療神經系統疾病的臨床研究被註冊,主要為多發性硬化症、中風、帕金森和脊髓損傷。
創傷性腦損傷和感音神經性聽力損失造成的損傷是永久性的,因此這種損傷的修復一直是科學研究的熱點。
其中一個很有前途的方法是細胞療法,即使用祖細胞或幹細胞治療腦損傷和其他中樞神經系統損傷。
近期,《幹細胞轉化醫學》雜誌上的新綜述指出,使用多種成人多能幹細胞治療可以改善神經系統疾病患者的預後,如外傷性腦損傷(TBI)和感音神經性聽力損失(SNHL)。
這篇綜述還對多能幹細胞治療神經系統疾病的優勢進行了闡述,幫助人們更加直觀地認識到幹細胞療法治療神經系統損傷廣闊的應用前景!
影響數億人的神經系統疾病
這項研究中提到了兩種疾病:創傷性腦損傷及感音神經性聽力損失。首先我們先來了解一下這兩種疾病的臨床概況,以及為什麼研究者對幹細胞治療這兩種疾病感興趣。
創傷性腦損傷(TBI)是神經外科最常見的急危重症之一,具有高發生率、高死亡率和高致殘率的特點。
而且隨著社會的發展,其發生率呈逐年上升的趨勢。雖然近十年來TBI的總體死亡率已經由50%降至了30%左右,但是仍有10%輕度TBI患者會遺留永久的神經功能障礙,中重度TBI患者的致殘率甚至高達66%~100%,為社會和家庭帶來了極大的負擔。
TBI之所以具有非常高的死亡率和致殘率,一方面是由原發性創傷的嚴重程度決定的,另一方面是與創傷後的繼發性腦損傷密切相關的。
原發性損傷是指撕裂大腦組織和血管以及其他直接的機械損傷,原發性損傷的發生是不可預測的,且目前還沒有有效治療方法。
而繼發性損傷是一個持續數月的進行性過程,在此過程中腦細胞逐漸喪失,腦容量逐漸減少。在急性期,治療重點是維持足夠的腦灌注和維持正常顱內壓,但並不能達到根治的效果。
感音神經性聽力損失(SNHL)是一種永久性的感覺障礙,有時會被簡稱或被記成“神經性聾”,病變主要在內耳,比如聽毛細胞、血管紋、螺旋神經節、聽神經等。
當耳蝸的感音結構發生損傷,比如毛細胞缺失或基底膜損傷,中耳傳過來的機械振動就沒有辦法轉化成生物電能,也就是神經衝動,大腦就無法感知到聲音。
因為耳蝸對聲音的感知是像鋼琴鍵一樣,不同的耳蝸毛細胞負責感知不同的頻率,這種型別的聽力損失除了表現為“聽敏度下降”也就是小聲聽不到以外,大聲還會嫌吵,對聲音訊率的分辨能力也變差,也就是有些聲音能聽到,但是聽不清,尤其是在噪聲環境下或聽言語聲是更為困難,嚴重影響日常交流。
SNHL影響著全世界2.7億多人,發病率從新生兒的2-4/1000增加到3-17歲兒童的5-8/1000,65-74歲成人的33%。
與創傷性腦損傷相比,感音神經性聽力損失是一種限制性更強的損傷,主要影響耳蝸功能,其次還可以導致神經發育異常。未經治療的感音神經性聽力損失會對兒童造成嚴重的神經認知問題。
目前尚無針對感音神經性聽力損失的再生治療方法,現有的治療方法。例如助聽器和耳蝸植入物,都是設計用來增強受損皮質器官的,感音神經性聽力損失不會從根本上得到有效治療。
多能幹細胞治療有何優勢?
幹細胞可是一個大家族,根據不同的分法可以分為以下幾類。根據它的發育等級和分化能力,可以分為全能幹細胞、多能幹細胞和專能幹細胞。
2006年,Shinya Yamanka發現誘導多能幹細胞(iPSC),iPSC排除了倫理學爭論,可以從患者自身的細胞產生,但在將 iPSCs 衍生的細胞應用於細胞治療之前,仍然需要解決許多挑戰。
這些挑戰包括檢測和去除未完全誘導分化的細胞,解決產生的細胞中的基因組和表觀遺傳學的改變以及克服移植時可能出現的致瘤性等。
眾所周知,中樞神經系統受損後的修復和再生是困難的。神經系統疾病包括中樞和外周神經系統紊亂,它們的治療選擇範圍有限,與其他治療領域相比,改進治療的藥物批准率仍然較低。
這首先是因為神經元等神經細胞是高度分化的終末細胞,本身的再生能力較小;
第二,當神經營養因子分泌不足時,區域性微環境不利於受損神經系統修復;
第三,損傷後,機體分泌炎症因子和多種細胞因子,抑制了突觸再生並加重缺血缺氧發生;
第四,損傷部位疤痕的形成,對神經再生具有物理和化學屏障作用,增加了神經突觸延伸生長的難度。
針對中樞神經系統受損後的治療有藥物治療、運動療法、低溫治療及細胞療法。
藥物一般對神經有保護作用的藥物,療效有限;運動療法對運動能力嚴重喪失的患者具有限制性;低溫治療容易帶來一定的副作用。
相比之下,幹細胞療法具有解決上述問題的能力,且無明顯副作用,被用於許多中樞神經疾病的治療中。
多能幹細胞諸如間充質幹細胞治療具有以下幾點優勢:
第一,具有多向分化的能力,促進損傷區大腦皮質神經元細胞增殖或抑制其凋亡和死亡;
第二,能分泌相關的細胞因子,營養和保護腦神經;
第三,具有強大的抗炎能力;
第四,可以與宿主建立聯絡,啟用內源性幹細胞的增殖和改善損傷區域性微環境,從而代替或修復受損組織或器官的功能。
第五,由於免疫系統在損傷反應和組織修復中發揮核心作用,多能幹細胞療法透過改變對損傷區域的的免疫反應來達到治療效果,從而限制炎症引起的損傷,並促進修復。
幹細胞研究已經成為21世紀生命科學研究中最重要最有潛力的領域,當前幹細胞治療腦損傷等神經系統疾病的巨大潛力已經得到證實,在不久的將來,幹細胞療法可能會成為神經系統疾病的新一代療法,為全球無數患者帶來新的希望!