脊髓損傷：脊髓受壓或斷裂后血供受阻，在此基礎上受損組織的繼發性炎癥反應造成神經元、神經膠質細胞等功能細胞發生壞死或凋亡，持續的炎癥反應和之后的膠質瘢痕過度形成是脊髓損傷神經功能難以恢復的主要原因。

背景：脊髓損傷治療主要為改善損傷部位炎癥微環境以及神經功能的再生和修復。間充質干細胞具有體外易擴增、可多向分化及抑制繼發性炎癥、免疫調節等特性，使得對包括脊髓損傷在內的各種難治性組織損傷性疾病進行間充質干細胞移植治療成為一種極有潛力的細胞治療方式。

間充質干細胞：一群來源于中胚層的具有自我更新和多向分化能力的成體干細胞，鏡下呈長梭形，幾乎存在于所有器官和組織中，具有體外易擴增、免疫調節及分泌細胞因子等特性，被廣泛用于細胞移植治療及生物工程研究中。

目的：簡述近年來間充質干細胞治療脊髓損傷的臨床前和臨床研究，并提出間充質干細胞在試驗研究中面臨的問題和發展方向。

間充質干細胞移植治療脊髓損傷的臨床前研究

近年來，間充質干細胞移植通過進行炎癥反應調節及發揮間充質干細胞干性潛能誘導分化為神經功能細胞等治療脊髓損傷取得顯著進展，除此之外，間充質干細胞來源外泌體的治療研究也備受矚目。

間充質干細胞移植

研究應用骨髓間充質干細胞聯合電針刺激脊髓損傷大鼠脊膜支傳入神經纖維，使受損部位的神經營養素3合成及分泌增加，改善受損脊髓微環境，促進神經元軸突再生及其髓鞘形成，修復感覺運動神經功能。

間充質干細胞來源外泌體的應用

LI等在大鼠脊髓損傷后24h將100μg骨髓間充質干細胞來源外泌體通過尾靜脈注射至大鼠體內，4d后移植組脊髓受損部位神經元數量顯著增加，BBB評分明顯高于對照組，證明骨髓間充質干細胞來源外泌體移植能有效恢復脊髓損傷大鼠的神經功能。

間充質干細胞治療脊髓損傷的作用機制

間充質干細胞治療脊髓損傷的作用機制錯綜復雜，研究表明NF-KB信號通路在調節炎癥、免疫應激等方面發揮著重要作用。

除上述機制外，間充質干細胞還通過其他信號通路發揮作用治療脊髓損傷，如 MAPK、TGF-β1/p-SMAD2 等通路，且有許多通路尚未被闡明，仍需進一步研究，見圖2。

圖2丨干細胞對脊髓損傷微環境的影響

間充質干細胞治療脊髓損傷的臨床研究

骨髓間充質干細胞

自體骨髓間充質干細胞的Ⅰ/ Ⅱ期臨床試驗中，通過鞘內注射途徑移植治療脊髓損傷患者同時聯合物理治療，隨訪18個月ASIS評分顯示有持續的神經功能改善，顯著提高脊髓損傷患者的生活質量 ( 表1；NCT00816803)。

MENDONCA 等[1] 按照5×10^6個/cm3將自體骨髓間充質干細胞注入14例慢性完全性脊髓損傷患者病變部位 ( 通過MRI分析來估計病變體積 )，其中7例患者從完全性損傷轉變為不完全性損傷，且運動和感覺、臨床疼痛和尿動力學方面都有不同程度的改善，AISA評分從A級提高到B級或C級。

DAI 等[2] 選擇 40 例慢性完全性頸髓損傷患者進行研究 ( 治療組與對照組各20例 )，將 25 μL 細胞懸液 (8×1011 L-1) 分次緩慢注射到治療組患者損傷脊髓與正常脊髓交界處，隨訪6個月治療組中10例患者在運動、輕觸、針刺感覺、殘余尿量等方面均有明顯改善，9例患者AISA評分由A級改善為B級，神經生理學檢查與臨床觀察一致，而對照組上述神經功能均無改善，證實骨髓間充質干細胞移植能有效恢復慢性完全性頸椎脊髓損傷患者的神經功能障礙。

表1

臍帶間充質干細胞

劉靜等[3] 對35例脊髓損傷患者 (25例不完全性損傷，10例完全損傷 ) 進 行臍帶間充質干細胞移植，將10mL的臍帶間充質干細胞 (1×10^6個/kg) 注入蛛網膜下腔，25 例不完全性脊髓損傷患者中22例感覺和運動能力評分明顯提高，10例完全性脊髓損傷患者治療無改善，證明鞘內注射人臍帶間充質干細胞的安全性，并可改善部分不完全性脊髓損傷患者的神經功能。

YAO 等[4] 對25例脊髓損傷時間超過6個月的患者進行了人臍帶間充質干細胞靜脈注射和鞘內注射移植，劑量為4mL人臍帶間充質干細胞 [ 共含 (1-3)×10^7 個 ]，術后隨訪12個月,4例患者ASIA評分提高,7例患者痙攣減少,8例患者自主神經功能改善，9例患者體感誘發電位潛伏期縮短,證實人臍帶間充質干細胞治療慢性創傷性脊髓損傷患者的安全性和有效性。

張陸等[5] 對50例急性脊髓損傷患者進行人臍帶間充質干細胞鞘內注射，傷后72h內進行首次注射，每次細胞注射量為 (3.0-4.0)×10^7 個，4-6次為1個療程，術后隨訪顯示移植組的ASIA運動評分與感覺評分均明顯提升且高于對照組，提示人臍帶間充質干細胞可促進急性脊髓損傷患者神經功能恢復。

脂肪間充質干細胞

RA等[6] 對8例脊髓損傷患者進行劑量為4×10^8個自體脂肪間充質干細胞的靜脈移植治療，患者運動能力評分、感覺評分以及自我護理、括約肌管理評分均有不同程度的提高，證實自體脂肪間充質干細胞靜脈移植的安全性和初步的有效性。

HUR等 [7] 分3次 ( 每次間隔1個月 ) 對14例脊髓損傷患者鞘內注射9×10^7個自體脂肪間充質干細胞，在8個月的隨訪中5例患者的ASIA運動評分得到改善，2例患者自主性肛門收縮功能改善。1例患者自隨訪期以來感覺功能一直表現出持續的恢復。此外有1例患者移植后雙側正中神經短潛伏期體感誘發電位趨于正常，提示正中神經功能改善。

間充質干細胞的臨床應用潛力逐漸凸顯，截至2020- 02-22，全球已有31個間充質干細胞治療脊髓損傷項目在美國NIH臨床研究數據庫注冊 ( 表1)。

研究顯示，間充質干細胞還可直接或誘導分化為神經元、神經膠質細胞等功能細胞，促進軸突和神經纖維生長，減少脊髓空洞的形成。

①不同來源的間充質干細胞在動物模型及臨床試驗中可發揮抗炎、誘導軸突及神經元再生的作用，有效改善受損部位的神經功能；

②間充質干細胞來源外泌體在脊髓損傷動物模型中表現出免疫調節、促血管新生等作用；

結論與展望

上述臨床研究所采取的神經功能恢復結果評定各不相同，后續的研究在評估臨床療效時應全面、系統、合理地選擇測定方案，真實正確地反映間充質干細胞的安全性和臨床療效。

相信隨著干細胞及其相關產品研究的不斷深入、臨床應用管理的不斷完善，干細胞應用定能朝著更加規范、 安全、有效的方向健康發展，間充質干細胞治療脊髓損傷的 臨床應用必將獲得突破，并造福廣大脊髓損傷患者。

參考

【1】：MENDONA MV, LAROCCA TF, DE FREITAS SOUZA BS, et al. Safety and neurological assessments after autologous transplantation of bone marrow mesenchymal stem cells in subjects with chronic spinal cord injury. Stem Cell Res Ther. 2014;5(6):126.

【2】：DAI G, LIU X, ZHANG Z, et al. Transplantation of autologous bone marrow mesenchymal stem cells in the treatment of complete and chronic cervical spinal cord injury. Brain Res. 2013;1533:73-79.

【3】：劉靜 , 韓冬梅 , 薛梅 , 等 . 臍帶間充質干細胞鞘內注射治療脊髓損傷的 長期臨床觀察 [J]. 組織工程與重建外科 ,2017,13(6): 313-317.

【4】YAO L, HE C, ZHAO Y, et al. Human umbilical cord blood stem cell transplantation for the treatment of chronic spinal cord injury: Electrophysiological changes and long-term efficacy. Neural Regen Res. 2013;8(5):397-403.

【5】：張陸 , 劉志昂 , 姜巖 , 等 . 臍帶間充質干細胞移植治療急性脊髓損傷的臨床價值 [J]. 中國脊柱脊髓雜志 ,2019,29(3):254-260.

【6】：RA JC, SHIN IS, KIM SH, et al. Safety of intravenous infusion of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells in animals and humans. Stem Cells Dev. 2011;20(8):1297-1308.

【7】：HUR JW, CHO TH, PARK DH, et al. Intrathecal transplantation of autologous adipose-derived mesenchymal stem cells for treating spinal cord injury: A human trial. J Spinal Cord Med. 2016;39(6):655-664.

【8】：AMR SM, GOUDA A, KOPTAN WT, et al. Bridging defects in chronic spinal cord injury using peripheral nerve grafts combined with a chitosan-laminin scaffold and enhancing regeneration through them by co-transplantation with bone-marrow-derived mesenchymal stem cells: case series of 14 patients. J Spinal Cord Med. 2014;37(1):54-71.

【9】：ZHAO Y, TANG F, XIAO Z, et al. Clinical Study of NeuroRegen Scaffold Combined With Human Mesenchymal Stem Cells for the Repair of Chronic Complete Spinal Cord Injury. Cell Transplant. 2017;26(5):891-900.