脐血干细胞移植治疗脑卒中的作用机制

陈佳婧李 治*

（1 吉林大学医学部，吉林 长春 130012；2 沈阳医学院奉天医院，辽宁 沈阳 110024）

脐血干细胞移植治疗脑卒中的作用机制

陈佳婧1李 治2*

（1 吉林大学医学部，吉林 长春 130012；2 沈阳医学院奉天医院，辽宁 沈阳 110024）

脐血干细胞；移植；脑卒中；作用机制

脑卒中后形成的瘢痕组织会阻碍神经元的再生，而且神经纤维组织的变性、坏死以及中枢神经系统内微环境的改变等会妨碍神经系统的恢复，从而形成各种后遗症，主要临床表现为：一侧肢体瘫痪或感觉障碍；意识、认知、语言、记忆力、排尿排便、性功能等障碍；肌肉不同程度的萎缩等。

过去，脑卒中属于难治性疾病，因为中枢神经被认为是无再生能力的，损坏的神经是不可修复和再生的，但是近年来经临床实验研究发现，损伤的神经轴突在周围环境改变后会产生再生能力从而恢复部分中枢神经功能[1]。胚胎脊髓组织移植、神经干细胞移植、许旺细胞移植、巨噬细胞移植、脐血干细胞移植[2]等方法均具有改变中枢神经损伤的局部环境并帮助损伤的神经轴突再生的作用[3]，其中脐血干细胞移植还能帮助部分损伤的神经恢复局部功能。

1 干细胞（stem cells，SC）

是一种分化不充分，还未成熟的细胞，具有自我复制及再生各种组织器官和人体的多潜能细胞，医学界称为“万用细胞”。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）和成体干细胞（somatic stem cell）。根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞（totipotent stem cell，TSC）、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）。

2 脐血干细胞移植（CBSCT）

亦称脐血移植，是造血干细胞移植技术之一，是目前治疗血液系统疾病、免疫系统缺陷病及恶性肿瘤的主要手段之一。自1988年法国人Gluckman和Colleagues应用脐血治疗第1例患Fanconi氏贫血的5岁儿童取得成功以来[4]，医学界已经开始实施脐血干细胞移植并且成功病例已经超过两万个[5]，如今，运用脐血干细胞移植治疗的疾病已经超过80种[6]，包括白血病、再生障碍性贫血、地中海贫血、淋巴瘤、多发性骨髓瘤、免疫系统缺陷病、脑瘫、颅脑恶性肿瘤、脑及脊髓损伤、糖尿病等。

3 脐血干细胞移植治疗脑卒中的过程

①详细了解患者的病史以及患者的临床表现，确定是否适合脐血干细胞移植治疗并对患者的预后做出正确的评估。②选择合适的脐血，分离培养干细胞。③选择合适的移植方式，进行干细胞移植。④术后密切监测患者的各项生命体征。⑤术后1周进行康复训练或采取高压氧治疗。

4 脑卒中患者的脐血干细胞移植治疗

①适应证：脑出血患者处于病情稳定期；脑梗死患者处于脑血栓形成期、脑梗死期、腔隙性梗死期、脑中风后遗症恢复期；经各项检查确定患者无心、肝、肾等主要脏器功能障碍者。②细胞种类：脐血单个核细胞、脐血单个核细胞-神经诱导、脐血间充质干细胞、脐血间充质干细胞-神经诱导；间充质干细胞及胚胎神经干细胞联合或（交替）移植。③移植方式：脑出血患者采用静脉点滴输注、定向移植、鞘内注射；脑梗死患者采用静脉点滴输注、鞘内注射、原位注射。④疗程：2～4次/月，1个月为1个疗程。

5 脐血干细胞移植与骨髓移植比较

骨髓移植所需的骨髓是用针插入骨中进行抽取的，捐献者术前要进行麻醉，有疼痛感，有时局部会淤血，而脐带血采集时对产妇、新生儿无影响。骨髓移植时人类白细胞抗原必须要完全相合，但是在同胞间相合的机会也仅是25%，非亲属间的机会是十万分之一，而脐带血移植时人类白细胞抗原不要求完全相合，在同胞间适合使用的机会为75%，在非亲属间适合使用的机会也有较大。骨髓移植常会有较重的排斥反应，成为移植失败的主要原因，而脐带血移植排斥反应较少，程度较轻。脐带血干细胞的浓度高达骨髓细胞浓度的10～20倍。

6 脐血干细胞的采集

脐带血里含有大量的干细胞，脐带血[7]的采集是在新生儿娩出待胎盘及脐带与母体和胎儿完全分离以后，取婴儿端3～8cm脐带处用两把止血钳结扎后切断脐带，将婴儿抱走，在贴近产妇一端的止血钳处消毒处理后并将针头插入脐静脉，脐带血借助宫缩力自然流入到采血瓶内，每份脐带可采集到脐带血为50～150mL，所以采集脐血对母体和胎儿没有任何的影响。胎盘和脐带在胎儿出生后原本是要被扔掉的，采集脐血分离干细胞属于“废物利用，变废为宝”。

7 脐带血的特点

①脐带血中含有丰富的造血多能干细胞和祖细胞，不仅数量近似或高于骨髓而且增殖能力较骨髓内的强；②有向包括神经细胞在内的各胚层细胞分化的潜能[8]；③脐带血中的淋巴细胞多数是幼弱型T细胞，功能尚不完全成熟，免疫反应力低，发生移植物抗宿主病（GVHD）的程度轻、机会少；④脐带血造血干细胞不仅进入周期的细胞多而且有利于基因导入；⑤脐带血未受到放射、药物、毒物、病菌或其他环境污染；⑥脐带血造血干细胞能够低温长期保存；⑦采集脐带血时不需要对供者进行麻醉，供者不会感到任何痛苦，对供者没有任何副作用。

8 脐血干细胞的储存

脐带血采集后将被储存在正常新生儿的脐带血干细胞库中；一种是自体干细胞库，为将来婴儿本人或亲属需要时做储备，产妇需要签署“脐带血自体储存协议书”并交付一定的费用，如果其他家庭成员和无关第三人需要必须经过拥有者同意转让后才可取出应用；另一种为异体干细胞库，产妇必须填写自愿捐献荣誉证书，捐献者及其子女如果需要进行干细胞移植时，可有一次优先配型权，其他家庭成员和无关第三人需要时，通过各种检测和组织配型适合后取出应用。

9 脐带血的生物学特性

脐血中的有核细胞CD34+约占1%；CD38、CD33、系相关性膜标记（Lin）、CD45RA、人类白细胞抗原DR（HLA-DR）等膜标志的早期造血干细胞所占的比例也较高；脐血中的单核细胞含有大量的集落形成单位（CFC），主要有红系爆式形成单位（BFU-E）、粒细胞-巨噬细胞集落形成单位（CFU-GM）、粒细胞-红细胞-巨噬细胞-巨核细胞集落形成单位（CFU-GEMM）[9]；脐血中还含有的较多的高增殖潜能的原始的集落形成细胞（HPP-CFC）[10]；脐血造血干细胞在体外扩增时有较强的形成集落的能力，对生长因子刺激的比较敏感，进入细胞周期的细胞较多、速度较快；脐血还能自分泌造血因子，具有高增殖和扩增能力[11]；脐血中的T淋巴细胞比较原始，免疫原性较弱，细胞毒性较低，发生移植物抗宿主病（GVHD）的风险较小。

10 脐带血的免疫学特性及临床应用

脐血干细胞既具有多向分化潜能，又具有独特的免疫调节特性。经过体外培养试验发现，在混合淋巴细胞培养或有丝分裂刺激中，脐血干细胞能抑制T细胞的增殖反应，在人体内也能发挥其免疫抑制效应，在异基因干细胞的移植中不仅可以促进造血干细胞的植入，还能预防和治疗移植物抗宿主病。脐血干细胞具有的弱免疫原性、免疫逃逸和间充质干细胞下调免疫的特性，加上免疫细胞发育不成熟，抗原表达和功能活性均低下，即使是人类白细胞抗原不匹配的干细胞移植，其移植物抗宿主病的发生率也比较低。

11 影响神经干细胞移植效果的因素

①移植干细胞的数量、活力和存活率：移植的干细胞进入患者体内后会受到各种理化因素影响，而且其存活率和细胞活力也会发生变化均会影响神经干细胞移植的效果；据临床实践观察，进入患者体内的干细胞数量、活力及活率与疗效成正比。②移植时机、频率：伤后手术是否成功、损伤的程度、个体差异均会影响神经干细胞移植的效果。③患者的年龄：年轻的患者本身代谢旺盛，细胞更新分裂活跃，神经干细胞移植的效果会比年老的患者好。④移植途径：据临床实践分析局部治疗或通过脊髓腔输注干细胞效果较好。⑤辅助治疗：是否配合有助于诱导脐血间质干细胞向神经元细胞转化的其他治疗措施会影响神经干细胞移植的效果。

12 脐血干细胞移植治疗脑卒中的研究方向

①采取联合移植，联合多种细胞，或联合应用多种移植方式，取长补短；②解决细胞分化、免疫、调控等在移植中出现的问题；③在临床中更多的应用神经干细胞的定向诱导、分化及增殖；④使再生神经通过损伤区的时间缩短、神经功能恢复水平进一步提高。

综上所述，脐血干细胞群体具有分化为神经细胞，改善神经功能缺损的能力，其作用机制为重组损伤，随着脐血库的完善以及脐血移植技术的改进，脐血造血干细胞移植技术会成为治疗脑卒中的重要临床方法，将会为千千万万的患者及家属带来福音。

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[4] Gluckman E,Broxmeyer HA,Auerbach AD,et al.Hematopoietic reconstitution in a patient with Fanconi’s anemia by means of umbilical-cord blood from an HLA-identical sibling[J].N Engl J Med,1989,321(17):1174-1178.

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R743.3

A

1671-8194（2013）11-0066-02

*通讯作者