缺血性脑卒中(Ischemic stroke,IS)是指皮层或皮层下脑血管供血障碍导致的脑梗死,约占所有脑卒中病例的 70%。IS具有发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高、合并症多等“四高一多”的特点,被称为严重影响人类生命健康及生活质量的重要疾病。
缺血性脑卒中,中医又称为“中风”。中风导致脑组织缺血缺氧,引发神经元死亡-胶质瘢痕-神经传导断裂的恶性循环。传统药物仅能挽救缺血半暗带5-10%的神经元,超过70%患者遗留永久性偏瘫。干细胞外泌体(Exosomes)凭借其穿透血脑屏障、双向调节微环境的能力,成为破解这一困局的新钥匙。
外泌体治疗中风的独特优势
miR-124激活Wnt/β-catenin通路 → 刺激神经干细胞分化
TSG-6蛋白抑制NF-κB → 阻断炎症风暴
VEGF/EGF促毛细血管新生
改善脑灌注
从瘫痪到功能重建
实验所用孕 14 天雌性 SD 大鼠 ,首先成功提取了胚胎大鼠海马区原代 NSCs 进行了培养及相关鉴定,能成功分化为神经元、星形胶质及少突胶质细胞,符合 NSCs的基本属性和生物学特性; 其次,通过在体外探索不同浓度 IFN-γ对 NSCs 的影响,结果发现其对 NSCs 并没有明显的毒副作用,与其他四种细胞因子BDNF、VEGF、TGF-β1和IGF-1 进行对比,发现在分化条件下IFN-γ还能增加 NSCs 分化为神经元的比例,为下一步的 IFN-γ联合 NSCs 移植治疗大鼠脑缺血再灌注模型奠定了前期基础。
结果表明 NSCs 移植后(含联合 IFN-γ治疗组)可以明显减少 MCAO 大鼠脑缺血区神经细胞的变性及凋亡,其中联合治疗组还进一步减少了缺血区神经细胞的坏死数量。
目前大量动物水平的研究结果发现,首先缺血早期(3 天或一周以内)的移植可以表现出更多的治疗潜能, 这可能跟早期炎症免疫微环境的平衡调节有一定关系,移植的细胞在一定程度上减轻了炎症免疫反应程度,从而减缓了体内部分濒临状态细胞的死亡。
移植治疗 28 天后 MRI 示外泌体可以有效减少 MCAO 大 鼠的脑梗塞体积,高信号白色区域为脑梗塞区域,下图为统计的各组大鼠的脑梗塞体积大小,n=5 只/组, p<0.01。
《世界临床病例杂志》(World Journal of Clinical Cases)发表文章报道一例急性中风后瘫痪患者,在接受4次静脉注射MSC外泌体后,其神经功能评分(NIHSS)从12分降至3分。治疗前完全无法行动的患者,在1年后恢复至可独立行走,展现了外泌体在神经功能重建中的潜力。
2021年3月13日,45岁女性因突发左侧肢体偏瘫就诊。居家活动时突发言语含糊、左侧肢体麻木无力,美国国立卫生研究院卒中量表NIHSS评分为12分(中重度。分数越高表明神经受损越严重),独立生活能力量表Barthel(BI)评分为30分(重度依赖。也即重度功能障碍,大部分日常生活活动不能完成或需他人服侍)。
诊断:通过分析患者的症状史、血液检查和脑部CT影像,确诊为急性缺血性中风。根据NIHSS评分(12分),中风严重程度被归类为中重度。
中风发作后1周,接受干细胞外泌体(100 mL 0.9%氯化钠注射液中含50 mg蛋白)静脉注射。整个治疗过程共进行了四次,每周一次,持续4周。患者在输注后2天出院,并在1个月、3个月、6个月和12个月后进行随访,以评估NIHSS和BI评分以及外周调节性T(Treg)细胞的比例(下图)。治疗和随访期间未使用其他药物或物理治疗。
患者治疗前后的外周调节性T细胞Treg水平,发现CD4+CD25+127low/-Tregs在CD4+T细胞群中的比例在治疗后12个月内逐渐增加(下图)。这些发现表明,干细胞外泌体改变了Treg水平,调节免疫进而产生了有益的效果。在接受干细胞外泌体治疗后,患者的临床状况改善,同时Treg细胞数量增加。
2024年日本北海道大学研究团队最新一项研究,鼻喷MSC-EVs快速通过嗅神经 → 嗅束 → 纹状体 → 中脑路径进入脑组织中。并且可滞留超过24小时以上.
鼻喷干细胞外泌体可显著改善中风小鼠的记忆功能,表现为在迷宫实验(eight-arm maze)准确性提高、犯错误次数减少等。
慢性炎症是中风后继发损伤的重要机制之一。小角质细胞是中枢神经系统重要炎性细胞。鼻喷MSC-EVs可降低小角质细胞数量和阿米巴虫样变形,并且降低IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎细胞因子的水平,表明鼻喷MSC-EVs具有显著的抗炎作用。
全球研发管线
◾ 中国(天泽云泰):进入Ⅱ期临床
◾ 美国(Aruna Bio):获FDA快速通道资格
结 语
干细胞外泌体通过重塑"神经元-胶质-血管"三位一体的神经血管单元,正在改写中风瘫痪不可逆的定论。随着递送技术、工程化改造的突破,这种无细胞智能疗法有望在未来十年成为瘫痪患者重获新生的标准治疗方案。
参考文献
[1]Jingwei Liu MD,Qingqing Chen BD. Clinical effect of stem cell transplantation combined with 308-nm excimer laser therapy for 56 cases of vitiligo. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jocd.15833.
[2]Jian Li 1 , Xuanhao Zeng,et,al.The Treatment of Refractory Vitiligo With Autologous Cultured Epithelium Grafting: A Real-World Retrospective Cohort Study . DOI: 10.1093/stcltm/szae009
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编辑|Zhang.ZG
审核|Geng.ZG