自体骨髓间充质干细胞移植治疗唐氏综合征临床观察

2016-10-26汪兆艳屈素清

转化医学杂志 2016年5期

刘芳，杨辉，汪兆艳，屈素清

刘芳，杨辉，汪兆艳，屈素清

目的探讨自体骨髓间充质干细胞移植治疗唐氏综合征患儿的有效性。方法海军总医院儿科自2012年11月—2014年11月收治的骨髓间充质干细胞移植的唐氏综合征患儿51例（年龄0.5～7岁），骨髓动员后进行骨髓采集间充质分选，分别行右侧侧脑室穿刺1次及腰椎穿刺2次骨髓间充质干细胞移植。每次移植的细胞数为1×106/kg。每例患儿进行Gesell发育诊断量表评估，对术前6个月及术后6个月2个相同长度时间内发育速率进行自身对照观察。同时，对移植术后1、3、6个月患儿的发育情况进行追踪随访。结果 51例中1例失访，余50例完成观察。其中32例在术后1～6个月逐渐出现不同程度智力、语言、运动进步，术后6个月患儿细动作能、应物能、应人能进步月份值较术前6个月明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论骨髓间充质干细胞移植安全可靠，能改善唐氏综合征患儿智力和运动发育水平，且主要表现在情绪、细动作能、应人能及应物能的改善。

骨髓间充质干细胞；细胞移植；唐氏综合征

唐氏综合征是人类最早被确定的染色体疾病，在早产儿中发生率为1∶600～1∶1 000。我国是唐氏综合征高发国家，发生率为（1.53～2.40）/万［1］。唐氏综合征不但会给患儿造成肉体上的痛苦，也会给家庭、社会造成沉重的负担。本研究选择51例唐氏综合征患儿，行自体骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMMSCs）移植治疗，观察其效果及预后，以期为唐氏综合征的治疗提供临床依据。

1　资料与方法

1.1临床资料收集海军总医院儿科自2012年11月—2014年11月收治的行BMMSCs移植的明确诊断为唐氏综合征患儿51例，男性37例、女性14例，年龄0.5～7岁。纳入标准:①符合唐氏综合征相关诊断标准；②家长知情同意并签署知情同意书；③本研究通过医院伦理委员会批准。

2　结果

51例中，1例因失访而脱落，余50例完成评估随访。

2.1临床表现术后1个月内出现近期疗效15例；其中，6例术前对外界反应欠佳、叫名字反应慢，术后表情较前丰富、对外界感兴趣、叫名字反应灵活、与人交流多、可玩躲猫猫等简单游戏；5例术前多动、记忆力差、难以安静下来学习，术后情绪明显稳定、注意力较前集中、能安静学习一会、学东西所需时间较前缩短；3例逻辑理解能力较前进步；1例食欲及大便较前好转，眼神灵活，认亲人，会欢迎、再见。32例运动、智力、语言及情绪在术后1～6个月出现明显改善，但各患儿的进步程度存在差异，主要表现为:①智力语言，对外界刺激的反应速度明显变快，语言理解能力增强，与他人的交流增多，多动症状减少，更容易接受外界事物，指令服从能力、认识能力、记忆力明显增强，学习能力明显提高，学习速度明显加快，会唱儿歌，做简单的游戏；②精细动作，双手活动能力、灵活性有所改善，表现抓握灵活，手指可以捏取、交换玩具，配合穿脱衣及自行穿无扣鞋，用勺吃饭狼藉较前好转；③运动方面，大运动逐渐进步，肢体协调及平衡能力较前好转。随访其中8例因1次移植效果明显而于1年后再次行移植治疗。

2.2智力测试进步月份术前6个月、术后6个月Gesell发育诊断量表评估细动作能、应物能、应人能进步月份值差异有统计学意义（P＜0.05，表1）。

表1　患儿移植前、后智力测试进步情况（±s，个月，n=50）

注:与术前6个月比较，t分别为6.823、10.344、9.978，*P＜0.05

观察指标　　术前6个月　　术后6个月大运动能　2.46±1.05　2.51±1.31细动作能　2.50±1.09　5.24±2.62*言语能　2.63±1.99　3.37±2.98应物能　2.16±1.14　6.08±2.43*应人能　2.14±1.81　6.36±2.38*

2.3不良反应 BMMSCs移植不良反应:①术后2例出现不同程度的发热，体温37.2～38.0℃，持续24 h逐渐恢复正常体温。②10例静脉全麻移植醒后烦躁哭闹，予镇静后次日晨起即无不适，无呕吐、惊觉出现。③所有患儿术前进行脑电图检查。其中，1例失访未进行脑电图复查；1例术前脑电图存在大量棘慢波、多棘慢波，术后复查脑电图基本同前，无改善也无癫痫放电增多；其余患儿脑电图复查术后均无癫痫发作及脑电图异常放电。

3　讨论

现代医学研究发现，人脑中枢神经系统中存在的神经干细胞（neural stem cells，NSCs）可以在体外扩增分化为神经元、星形细胞和少突小胶质细胞［2-4］。然而，由于人体成体细胞组织中的NSCs数量稀少且取材难度大，再加之异体移植存在的免疫排斥、伦理问题的影响，导致NSCs并未广泛应用于神经系统疾病的临床治疗。Friedenstein等［5］于1968年发现在人体骨髓中能够分离出具备多向分化能力的祖细胞。Pittenger等［6］于1999年对BMMSCs进行了正式命名。至此，BMMSCs可概括为:来源于间充质干细胞，主要存在于全身结缔组织和器官间质中，尤其是骨髓中，具有自我更新、多向分化能力的非造血细胞来源的细胞亚群，可在体外扩增，经诱导可分化为脂肪细胞、软骨细胞、支持造血干细胞的基质等。BMMSCs除具有干细胞的基本特点外，还具有以下特点:①可从自体骨髓中取材，十分方便；②可在体外快速培养扩增和定向诱导分化；③自体移植，避免免疫排斥，无伦理道德问题，是干细胞治疗的理想种子细胞；④可在宿主脑组织中长期生存。

大量动物实验表明，BMMSCs经脑实质、脑脊液内、血液内移植后均可达到缺血部位，分化成神经干细胞、胶质细胞及成熟神经元，恢复中枢神经缺血损伤的脑功能［7-11］，这为BMMSCs移植治疗脑损伤提供了有力的实验支持。有报道认为，在脑缺血后30 d进行干细胞移植治疗同样能够改善缺损的神经功能，这说明在脑缺血疾病的慢性期进行干细胞移植也能起到良好的治疗效果［12］。研究报道，采用骨髓间充质干细胞治疗多系统萎缩小脑型患者［13］和采用鞘内注射联合脐带间充质干细胞治疗脊髓小脑性共济失调［14-15］，结果均证实是安全的，并可在一定程度上改善神经功能。詹三华等［16］及高宇等［17］也采取自体BMMSCs移植治疗脑梗死，疗效确切，并发现患者的语言、智力、肌力、肌张力均得到了较好的恢复，进一步证明了自体BMMSCs移植对改善脑梗死患者神经功能的良好效果。国内外间充质干细胞移植已应用于帕金森病、阿尔兹海默病、肌萎缩侧索硬化、卒中、脑梗死中枢神经系统疾病的治疗，且在所有治疗中证实了移植的安全性，尽管只在某些疾病中显示出了一定的有效性［18-22］。且临床资料显示，自体BMMSCs、自体骨髓单个核细胞移植均安全可靠，能在短时间内改善重度精神发育迟滞患儿智力发育水平，且主要表现在细动作能及应物能、应人能的改善［23-24］。

本组患儿年龄较小，即使不进行移植治疗，其智力、机体能力也会随着生长发育而有所进步，为了尽量减小发育因素的影响，本研究进行了自身对照观察。研究采用的智力测试是根据发育里程碑及各种智力量表制定的。结果显示，术后6个月较术前6个月智力测试增长月份有明显增加，表明患儿短时间内出现明显进步，患儿进步程度及各能区变化各不相同，总体来说应物能及应人能进步较运动进步更加明显。推测运动能力比较变化无统计学意义可能与本身唐氏综合征患儿低级运动功能及大运动功能尚可，故比较变化不大。语言与患儿应物能、应人能及对外界反应、接受教育能力有关，短时间内暂无明显语言变化，而应物能、应人能主要体现患儿对外界物体感知能力、学习能力、听指令能力，是智力的较高表现。总之，目前临床未发现这些变化的规律性，比如说何种损伤类型的患儿会出现哪些方面的改善。就个例而言，不同患儿进步的能区也各不相同，特别是对部分患儿术后进步月份值不明显，其原因不明，但可以肯定的是，疗效并非与疾病严重程度相关，推测与个体内在因素及遗传有关。现对BMMSCs移植发挥作用的机制还不明确，推断为:①细胞旁分泌的因子效应，BMMSCs能刺激宿主分泌生长因子及细胞因子，如脑源性神经营养因子、神经生长因子、成纤维细胞生长因子-2、血管内皮生长因子、转化生长因子，抑制宿主神经细胞凋亡并促进轴突再生，促进宿主神经干细胞增殖与分化，促进血管再生，调节、改善脑的局部微环境；②植入细胞迁移至

损伤区，增殖、迁移、分化为神经元和胶质细胞并与宿主整合，生长轴突及髓鞘化，搭建细胞间新的突触连接，形成神经突触与回路，达到内源性的再塑和重建；③激活静息突触，通过减少凋亡、减轻炎症、减轻脱髓鞘、增加星形胶质细胞存活起到神经保护、髓鞘再生及修复损伤作用［25］。除以上疗效，本组研究同样显示了治疗的安全性，除小部分患儿出现一过性低热、烦躁外，未出现其他不可逆的手术并发症和不良反应。移植后是否出现惊厥一直是大家所关心的问题。本研究对所有病例进行了术前、术后脑电图检查，结果显示，除1例失访外其他患儿移植后均未出现惊厥发作及脑电图临床下放电。细胞的作用多持续发挥在移植后6个月内，并不会无止境地发挥作用，有待进一步研究。

［1］王卫平.儿科学［M］.8版.北京:人民卫生出版社，2013: 153-155.

［2］Johansson CB，Momma S，Clarke DL，etal.Identification of a neural stem cell in the adultmammalian central nervous system［J］.Cell，1999，96（1）:25-34.

［3］Guérout N，Li X，Barnabé-Heider F.Cell fate control in the developing central nervous system［J］.Exp Cell Res，2014，321（1）:77-83.

［4］Sheikh AA，Mohamed A.Ependymal proliferation:a conduit for tricking the central nervous system into bioengineering itself［J］.Biomed Sci Instrum，2015，51:309-314.

［5］Friedenstein AJ，Petrakova KV，Kurolesova AI，et al.Heterotopic of bonemarrow.Analysis of precursor cells for osteogenic and hematopoietic tissues［J］.Transplantation，1968，6（2）:230-247.

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

［7］Li Y，Chen J，Chen XG，et al.Human marrow stromal cell therapy for stroke in rat:neurotrophins and functional recovery［J］.Neurology，2002，59（4）:514-523.

［8］Lee HS，Kim KS，Lim HS，et al.Priming Wharton’s jellyderived mesenchymal stromal/stem cells with ROCK inhibitor improves recovery in an intracerebral hemorrhage model［J］.JCell Biochem，2015，116（2）:310-319.

［9］Jeong CH，Kim SM，Lim JY，et al.Mesenchymal stem cells expressing brain-derived neurotrophic factor enhance endogenous neurogenesis in an ischemic stroke model［J］. Biomed Res Int，2014，2014:129145.

［10］Chen L，Fan X，Jin G，etal.Treatmentof ratwith traumatic brain injury and MR tracing in vivo via combined transplantation of bonemarrow stromal cells labeled with superparamagnetic iron oxide and Schwann cells［J］.JBiomed Nanotechnol，2014，10（2）:205-215.

［11］Ito M，Kuroda S，Sugiyama T，et al.Transplanted bonemarrow stromal cells protect neurovascular units and ameliorate brain damage in stroke-prone spontaneously hypertensive rats［J］.Neuropathology，2012，32（5）:522-533.

［12］Shen LH，Li Y，Chen J，et al.Therapeutic benefit of bone marrow stromal cells administered 1 month after stroke［J］.JCereb Blood Flow Metab，2007，27（1）:6-13.

［13］Lee PH，Lee JE，Kim HS，et al.A randomized trial ofmesenchymal stem cells in multiple system atrophy［J］.Ann Neurol，2012，72（1）:32-40.

［14］Jin JL，Liu Z，Lu ZJ，et al.Safety and efficacy of umbilical cordmesenchymal stem cell therapy in hereditary spinocerebellar ataxia［J］.Curr Neurovasc Res，2013，10（1）:11-20.

［15］Dongmei H，Jing L，Mei X，et al.Clinical analysis of the treatment of spinocerebellar ataxia and multiple system atrophy-cerebellar type with umbilical cord mesenchymal stromal cells［J］.Cytotherapy，2011，13（8）:913-917.

［16］詹三华，张鲁峰，姚卫民，等.自体骨髓间充质干细胞移植治疗脑梗死后遗症30例［J］.中国老年学杂志，2012，32（21）:4821-4822.

［17］高宇，迟鲁梅，毛颖，等.自体骨髓间充质干细胞移植治疗脑梗死8例［J］.中国老年学杂志，2011，31（13）:2426-2427.

［18］谢旭芳，刘诗英，金光华，等.自体骨髓间充质干细胞移植治疗脑梗死的临床分析［J］.检验医学与临床，2014，11（21）:2955-2957.

［19］Venkataramana NK，Kumar SK，Balaraju S，et al.Open-labeled study of unilateral autologous bone-marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation in Parkinson’s disease［J］.Transl Res，2010，155（2）:62-70.

［20］Allers C，Jones JA，Lasala GP，et al.Mesenchymal stem cell therapy for the treatment of amyotrophic lateral sclerosis: signals for hope？［J］.Regen Med，2014，9（5）:637-647.

［21］Nicaise C，Mitrecic D，Falnikar A，et al.Transplantation of stem cell-derived astrocytes for the treatment of amyotrophic lateral sclerosis and spinal cord injury［J］.World J Stem Cells，2015，7（2）:380-398.

［22］Lee JS，Hong JM，Moon GJ，et al.A long-term follow-up study of intravenous autologous mesenchymal stem cell transplantation in patients with ischemic stroke［J］.Stem Cells，2010，28（6）:1099-1106.

［23］屈素清，栾佐，李玉佳，等.自体骨髓单个核细胞移植治疗重度精神发育迟滞儿童临床观察［J］.转化医学杂志，2015，4（6）:343-346.

［24］屈素清，栾佐，刘卫鹏，等.骨髓间充质干细胞移植治疗重度精神发育迟滞儿童的临床观察［J］.中华神经医学杂志，2011，10（4）:393-396.

［25］Isakova IA，Baker K，Dufour J，et al.Preclinical evaluation of adult stem cell engraftment and toxicity in the CNS of rhesusmacaques［J］.Mol Ther，2006，13（6）:1173-1184.

Clinical app lication of autologous bonem arrow m esenchym al stem cell transp lantation in children w ith Down syndrome

LIU Fang，YANG Hui，WANG Zaoyan，QU Suqing
（Department of Pediatrics，Navy General Hospital，Beijing 100048，China）

Objective To observe the clinical efficacy of transplantation with autologous bonemarrow mesenchymal stem cells（BMMSCs）in the treatment of children with Down syndrome. M ethods Fifty-one children with Down syndrome（0.5—7 years old），admitted to our hospital from November 2012 to November 2014，were chosen；Autologous bonemarrow collected and sorted for BMMSCs by once right ventricle and twice lumbar puncture.Each time the number of cell transplantation is 1×106/kg.Each child for assessment of Gesellmental and motor developments in the same time periodswas performed 6months before and 6 months after the autologous BMMSCs transplantation.Meanwhile，the improvement of each patientwas followed up and analyzed by l，3 and 6 months after the transplantation.Results One patient failed in follow-up；the other 50 were observed completely.Gradualmental and motor improvements appeared in these 32 patients 1 month after the transplantation，and lasted till the 6 months of transplantation.There are more improve ment in the finemotor，reactant and personal，social behavior in 6months after transplantation（P＜0.05）.Conclusion Autologous BMMSCs transplantation can improve the intellectual development in a short time，mainly in the fine motor，reactant and personal，social behavior in children with Down syndrome.BMMSCs transplantation for Down syndrome is safe and effective in a short-term.

Bone marrow mesenchymal stem cell（BMMSCs）；Transplantation；Down syndrome

R725.9

2095-3097（2016）05-0288-04

10.3969/j.issn.2095-3097.2016.05.010

科技部国际合作专项项目（2012DFA30880）

100048北京，海军总医院儿科（刘芳，杨辉，汪兆艳，屈素清）

1.2方法

1.2.1观察指标在术前6个月、术后6个月对患儿进行Gesell发育诊断量表智力测试。记录患儿在术前、术后的情绪、行为、睡眠、饮食一般情况。随访并记录患儿在术后1、3、6个月时的发育情况。

1.2.2疗效评估在术前6个月、术后6个月2个相同长度时间内测定患儿智力进步月份值，各能区（大运动能、细动作能、应物能、应人能、语言能区）进步月份值。

1.2.3细胞与移植

1.2.3.1BMMSCs获取获取方法:①术前3 d，刺激因子5μg/kg骨髓动员，皮下注射，2/d；②术日抽取骨髓1.5 mL/kg，分选BMMSCs备用并冻存。

1.2.3.2BMMSCs移植移植方法:①患儿取仰卧位，进行基础麻醉，第1周进行右侧侧脑室穿刺BMMSCs移植；②第2周在局麻下行腰椎穿刺BMMSCs移植，第3周也在局麻下行腰椎穿刺BMMSCs移植；③每次移植细胞数为1×106/kg。