人脐带间充质干细胞移植治疗小脑萎缩

应奇 王毛毛 张风林 徐小龙 郭子宽 许志方

间充质干细胞（Mesenchymal stem cells，MSCs）最初是在骨髓中发现的，近年来人们从胎儿脐带中也分离出MSCs，即人脐带间充质干细胞（Human umbilical-cord mesenchymal stem cells，hUMSCs）。 有研究表明，MSCs具有高度增殖、自我更新和多向分化潜能，可能成为治疗某些神经退行性疾病的有效手段[1-2]。本研究从健康新生儿脐带中分离采集MSCs，连续体外扩增，取得较大数量的hUMSCs，采用鞘内注射结合静脉注射的方法,治疗小脑萎缩（cerebellar atrophy，CA）患者 57例，取得了较好的临床效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本组57例CA患者为我院神经外科2011年7月至2012年3月收治的患者。本组中，男性24例，女性33例，年龄14～66岁（平均37岁）。其中，30岁以下26例，30～59岁29例，60岁以上2例。病程2～12年（平均4.5年）。有家族史者19例，外伤史者1例，吸毒史者1例，煤气中毒史者1例，病因不详者35例。所有患者均有明显的小脑萎缩症状及体征，表现为共济失调、姿势及步态障碍、构音障碍、咽反射减弱及动态功能（指鼻动作、轮替动作）差等，并均经MRI及MRA检查，诊断明确。治疗前以《世界神经病联合会国际合作共济失调量表》（International Cooperative Ataxia Rating Scale，ICARS）[3]进行评分，20分及以下者4例，21～50分者33例，51～70分者18例，71分及以上者2例。

1.2 hUMSCs的制备

制备及培养于军事医学科学院放射与辐射研究所实验血液室进行。将健康新生儿脐带在无菌条件下，采用酶消化法分离，用hUMSCs专用培养体系制成细胞悬液 1.0×105cells/mL，并按 5.0×105cells/cm2底面积接种于培养瓶中，置于37℃、5%CO2饱和湿度条件下培养，每周换液2次，每隔5～7 d传代1次，至细胞总数达1.5×107以上时（一般需14～20 d，传代<5代），收集细胞，制成生理盐水细胞悬液，经检定合格后，登记、配发临床使用。

1.3 治疗方法

本组患者术前均接受常规检查，排除其他疾病，签署知情同意书，并报医院医学伦理委员会批准。采取腰穿鞘内注射结合静脉滴注的方法，每次移植的细胞总量约为 1.0×108个细胞，1/4（2.5×107/5 mL）鞘内注射，3/4（7.5×107/100 mL）静脉滴注。 治疗前常规予地塞米松5 mg、头孢曲松钠2.0 g静注。患者根据病情的严重程度和改善情况，分别接受1～3次治疗，每次治疗间隔1～2周。

1.4 评定标准

所有患者分别于治疗后3个月、6个月进行随访。依据临床症状的改善及ICARS进行评分。显效：评分下降20分以上、饮食呛咳消失。有效：评分下降5～19分、饮食呛咳好转。无效：评分下降小于5分，临床症状无变化。

2 结果

本组57例CA患者治疗过程顺利，未出现出血、感染、神经损伤等严重并发症。7例次移植治疗后24h内出现发热（<38℃）和/或轻微头痛等症状，均未予特殊处理，自行缓解。平均治疗后出院时间为3 d。

治疗后3个月随访结果表明，本组中显效18例（31.6%），有效 23例（40.4%），无效 16 例（28.0%），总有效率为72.0%；治疗后6个月随访发现，本组中显效 18例（31.6%），有效 27例（47.4%），无效 12例（21.0%），总有效率为79.0%。显效患者中有12例在出院时就出现明显的症状改善，表现为行走稳定性和肢体动作协调性增强，发音及饮食呛咳症状改善。随访中未发现患者出现症状加重和其他远期并发症。随访发现，年纪轻、病程短的患者疗效优于年长、病程长的患者，有外伤、吸毒、中毒史者疗效较差。

3 讨论

小脑萎缩是中枢神经系统的一种退行性病变，以共济失调为主要临床表现。病理表现为小脑半球及蚓部、小脑中下脚部神经细胞的萎缩、变性，髓鞘的脱失，胶质细胞增生，浦肯野细胞消失；严重者可以波及脑干和脊髓；亦可见到大脑皮质、基底核、丘脑、桥脑基底核等脑干部分核团的变性。小脑萎缩的病因不明，部分患者有家族倾向，目前尚无有效的治疗方法。近年来，有报道采用胚胎神经干细胞[4]及脐血源神经干细胞[5]治疗小脑萎缩，取得一定的临床疗效，提示干细胞可能有助于小脑萎缩的治疗。

MSCs是一种成体干细胞，也是一种多能干细胞，具有多向分化、高度增殖、抗原性低等特性，能在一定条件下大量增殖，在适合的环境下向特定的组织细胞诱导分化并且向损伤或病变部位聚集，形成所谓“归巢效应”。有研究证明，间充质干细胞能在体外和动物体内分化形成神经元样细胞[6]。Zhang等[7]实验证实，hUMSCs能显著改善小脑萎缩大鼠模型的运动能力。马晓伟等[8]认为，人自体骨髓间充质干细胞移植治疗橄榄-桥脑-小脑萎缩具有一定疗效。本实验中，MSCs在体外进行大量的分裂、增殖，经腰穿注入脑脊液并通过脑脊液循环进入小脑及周围，在局部微环境的诱导下分化形成相应的细胞，以替代受损或变性的细胞。同时，进入脑脊液和静脉的MSCs还能分泌神经营养因子和神经保护因子，促进细胞的修复，“唤醒”处于休眠状态的神经细胞，减缓神经细胞受损或变性的过程。本组有部分病例治疗后3 d即有症状改善，可能就与这些细胞因子启动了机体本身的修复机制有关。

本方法对患者损伤极小。由于MSCs抗原性极低，异体移植并不需要配型。脐带是婴儿出生后的废弃物，从中分离提取MSCs不涉及伦理方面的问题，来源比较充分，技术难度不大，也避免了从自体骨髓或外周血中提取MSC增加患者痛苦、存在病毒感染风险、需要骨髓动员等弊端。本组57例患者治疗后无一出现严重并发症，而疗效较传统的药物、康复理疗等明显提高，说明该方法是安全、有效的。当然，MSCs治疗神经系统疾病目前还处于临床探索阶段，其远期疗效尚待观察。本方法的部分机理亦尚未得到阐明，如MSCs分化的神经元细胞是如何与机体原有的神经细胞进行整合并发挥功能的，以及MSCs分泌的细胞因子是如何起作用的，都需要进一步的研究和证实。

[1]Pittenger MF,Mackay AM,Beck SC,et al.Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells[J].Science,1999,284(5411):143-147.

[2]毛希宏,杨智勇,孟明耀,等.人脐带间充质干细胞的培养鉴定及其向神经元细胞分化的研究[J].昆明医学院学报,2011,32(1):41-47.

[3]陈琳,郗海涛,黄红云.世界神经病联合会国际合作共济失调量表介绍[J].中国组织工程研究与临床康复,2007,11(39):8005-8007.

[4]田增民,李志超,尹丰,等.人神经干细胞移植治疗小脑萎缩[J].第二军医大学学报,2004,25(9):933-935.

[5]杨万章,吴芳,张敏,等.脐血源神经干细胞移植治疗神经系统疾病临床总结和分析[J].中西医结合心脑血管病杂志,2009,7(3):287-290.

[6]张杭,孙天威.骨髓间充质干细胞分化为神经细胞研究进展[J].国际骨科学杂志,2011,32(2):104-107.

[7]Zhang MJ,Sun JJ,Qian L,et al.Human umbilical mesenchymal stem cells enhance the expression of neurotrophic factors and protect ataxic mice[J].Brain Res,2011,1402(7):122-131.

[8]马晓伟,王彦永,王培芝,等.自体骨髓间充质干细胞移植治疗橄榄-桥脑-小脑萎缩1例[J].中国组织工程研究与临床康复,2008,12(38):7599-7600.