干细胞移植治疗缺血性脑卒中患者临床疗效的Meta分析

褚玉茹，于乃浩，阚建英

脑卒中是一种急性脑血管疾病，根据脑血管的病变不同，可将脑卒中分为缺血性和出血性脑卒中，其中缺血性脑卒中占脑卒中总数的60%～70%［1］。据统计，在缺血性脑卒中患者中仅有30%～40%能够完全康复或轻微功能障碍，50%～70%会失明、失语、遗留肢体瘫痪等重度残疾，具有发病率高、死亡率高和致残率高的特点［2］。缺血性脑卒中患者脑组织在短时间内缺血缺氧并坏死，导致神经元减少，轴突连接中断，局部产生活性氧自由基，从而影响脑组织损伤后的修复，最终丧失局部脑功能和神经组织。目前对于缺血性脑卒中患者的治疗目的是改善脑部血液循环，增加缺血区的半暗带区的血流及氧的供应，控制脑水肿，防治并发症［3］。针对脑梗死超早期溶栓治疗的手段只有重组组织型纤溶酶原激活剂，或者外科机械取栓再灌注手术，并且这些手段都最好是在卒中发生后3～6 h 内实施，才有可能取得疗效［4］。中成药和针刺治疗急性脑梗死的疗效尚需要更多高质量随机对照试验证实［5］。近些年来，干细胞治疗研究快速发展，临床医生也越来越重视干细胞移植治疗各种难治性疾病，这些均基于干细胞具有多向分化潜能和高度自我复制能力。近期的研究发现，患者经干细胞疗法MultiStem 治疗后1年内康复程度持续改善，而且体内促炎性细胞因子和炎性免疫细胞水平显著降低，免疫抑制相关感染减少［6］。笔者采用Meta 分析方法对国内外公开发表关于多种来源干细胞移植治疗缺血性脑卒中的安全性和临床疗效进行评价，为临床干细胞治疗各种难治性疾病提供有力的证据。

1 资料与方法

1.1 检索策略 计算机检索PubMed、EMbase、Cochrane Library、维普数据库、万方数据库及CNKI数据库公开发表的关于干细胞移植治疗缺血性脑卒中患者的随机对照试验，检索时间为建库至2018年12月。中文检索词为“干细胞、缺血性脑卒中、脑梗死、治疗”，英文检索词为“stem cell，ischemic stroke OR brain ischemia OR cerebral infarction，therapy OR treatment”，并进一步通过文献追溯相关领域研究者的报道进行查漏。

1.2 文献纳入与排除标准 纳入标准：（1）截止到2018年12月在国内外公开发表的关于干细胞移植治疗缺血性脑卒中患者的文献。（2）研究为随机对照试验。（3）病例入组标准为全国第五届脑血管病学术会议关于缺血性脑卒中的诊断标准或符合WHO脑卒中诊断标准。（4）功能结局指标包括神经功能缺损评分（NIH stroke scale，NIHSS）、日常生活能力指数（Barthel index，BI）、运动功能评分（Fugl-Meyer assessment，FMA）和功能独立性情况（functional independence measure，FIM）。（5）研究数据包含治疗组和对照组各功能结局指标的均数（Mean值）及标准差（SD值）。排除标准：（1）研究资料中无对照组或未提供对照组和治疗组的来源。（2）入组患者无明确的诊断标准。（3）参考Song 等［7］提供的标准对文献进行质量评价，排除中英文重复发表、非一次文献的文献、统计学信息不全及综述性文献。

1.3 数据提取 由2名系统评价员独立获取文献，互相核对获取文献结果，初步获得文献基本信息后，根据文献的纳入与排除标准作进一步的筛选。获取文献的主要内容包括：（1）文献的基本信息，包括作者、发表时间、临床试验性质和入组病例数量等。（2）输注的细胞类型、给药途径和剂量。（3）各功能结局指标。

1.4 统计学方法 评价员提取文献信息后，按统计学Meta分析的要求整理并交叉核对文献数据，建立纳入文献基本情况表。采用Stata 11.0 软件进行统计分析。将治疗组和对照组各功能结局指标的基线终值差进行合并，利用标准化均数差（SMD）作为效应分析统计量。最终纳入的文献研究结果需要依据Stata 11.0 软件绘制的森林图来检验其异质性。根据I2值来决定Meta分析模型的使用，若I2≤50%则用固定效应模型，I2＞50%使用随机效应模型，最后进行各效应量的合并统计分析。若I2＜25%说明纳入的文献存在轻度异质性，50%≤I2＜25%说明纳入的文献存在中度异质性，I2＞50%说明纳入的文献存在高度异质性。最后进行合并效应量的统计分析，同时采用Stata 11.0软件绘制漏斗图以分析纳入文献是否存在发表偏倚，并通过敏感性分析，寻找异质性的来源。

2 结果

2.1 纳入文献的基本特征 计算机初步检索到80篇中文文献和55 篇英文文献，按照纳入与排除标准，对文献题目及摘要、重复发表情况和全文进行筛选，最终纳入21篇中文和8篇英文共计29个随机对照试验，见图1。其中，有15项临床研究应用了骨髓间充质干细胞，5项临床研究应用了骨髓CD34+干细胞，5 项临床研究应用了神经干细胞，3 项临床研究应用了脐带间充质干细胞，2 项临床研究应用了脐带血间充质干细胞。共包括治疗组患者953例，对照组患者955例。见表1。

Fig.1 Flow diagram for document screening of the Meta analysis of stem cell therapies for patients with ischemic stroke图1 干细胞治疗缺血性脑卒中Meta分析的文献筛选流程

Tab.1 Information of the included literatures in the Meta analysis of stem cell therapies for patients with ischemic stroke表1 干细胞治疗缺血性脑卒中患者的Meta分析纳入文献信息

2.2 纳入文献的偏倚风险评价 Cochrane 偏倚风险工具一共考察7项条目，包括随机序列的产生（选择偏倚）、分配隐藏（选择偏倚）、受试者与医疗提供者的盲法（操作偏倚）、结局评估者的盲法（检测偏倚）、不完全结局信息（随访偏倚）、选择性报告（报告偏倚）以及其他偏倚。在纳入本次Meta分析的文献中，有86.2%的研究采用了随机分配的方式将入组患者分为治疗组和对照组，同时采用了受试者与医疗提供者的双盲。有86.2%的文献在“分配隐藏（选择偏倚）”中存在未知风险。在结局评估者的盲法（检测偏倚）和选择性报告（报告偏倚）两项条目中，所有纳入文献均无风险。有1篇纳入文献［36］存在随访偏倚。此外，有17篇纳入文献（占比58.6%）在“其他偏倚”中存在着未知风险。总体来说，本次Meta分析为低偏倚风险，见图2。

Fig.2 The diagram of risk of bias图2 偏倚风险图

2.3 Meta分析结果及效应评价

2.3.1 美国国立卫生研究院卒中量表评分（NIHSS） 有13 项研究［9-10，15-17，19，22，23，26-27，29-30，32］报道了NIHSS的改善情况。纳入的研究结果存在高度异质性（I2=85.2%，P＜0.01），采用随机效应模型分析，结果显示，干细胞治疗组NIHSS 改善情况优于对照组，效应量的95%置信区间不包含0，表示这13项研究的效应量有统计学意义（SMD：-0.91，95%CI：-1.34～-0.48），见图3。

Fig.3 The Meta analysis of neurological impairment score图3 神经功能缺损评分的Meta分析

2.3.2Barthel 指数（BI）有12项研究［8-10，16-20，22，28，32，36］报道了BI 的改善情况。纳入的研究结果存在高度异质性（I2=92.2%，P＜0.01），采用随机效应模型分析，结果显示，干细胞治疗组BI 改善情况优于对照组，效应量的95%置信区间不包含0，表示这12 项研究的效应量有统计学意义（SMD：1.14，95%CI：0.50～1.78），见图4。

Fig.4 The Meta analysis of Barthel index图4日常生活能力评定量表的Meta分析

2.3.3 肢体运动功能评分（FMA） 有8 项研究［11，14，18，21，24，29，33，36］报道了FMA的改善情况。纳入的研究结果存在高度异质性（I2=91.9%，P＜0.01），采用随机效应模型分析，结果显示，干细胞治疗组FMA改善情况优于对照组，效应量的95%置信区间不包含0，表示这8 项研究的效应量有统计学意义（SMD：1.36，95%CI：0.71～2.0），见图5。

Fig.5 The Meta analysis of Fugl-Meyer assessment(FMA)图5 肢体运动功能评分的Meta分析

2.3.4 功能独立性评定量表（FIM） 有9 项研究［11-13，21，25，31，33-35］报道了FIM的改善情况。纳入的研究结果存在高度异质性（I2=93.2%，P＜0.01），采用随机效应模型分析，结果显示，干细胞治疗组FIM改善情况优于对照组，效应量的95%置信区间不包含0，表示这9 项研究的效应量有统计学意义（SMD：1.21，95%CI：0.55～1.88），见图6。

2.3.5 发表偏倚的评价 从图7 中可以看出，漏斗图基本上呈对称状，提示不存在发表偏倚。Begg 和Egger 相关检验的结果也同时表明本次Meta 分析无明显发表偏倚（P＞0.1），见表2。但是，四项结局指标的漏斗图中均有2～7个点落在了漏斗图的外面，该结果与森林图异质性检验结果相一致，见图7。

Fig.6 The Meta analysis of functional independence measure(FIM)图6 功能独立性评定量表的Meta分析

Tab.2 The results of Begg's test and Egger's test表2 Begg检验和Egger检验发表偏倚结果

Fig.7 The funnel plot graph of publication bias图7 发表偏倚的漏斗图

2.3.6 敏感性分析 敏感性分析是通过排除某些低质量的研究或非盲法的研究评估Meta 分析合并结果的稳健性和可靠性的重要方法，以探讨对总效应的影响。从图8中不难发现造成四项结局性指标异质性的来源。但是异质性并不会影响整体Meta 分析结果。对于NIHSS和BI两个结局指标而言，所纳入的18 项研究对于各结局指标合并效应量的影响程度较小，稳定性好，结果较为可信。而对于FMA结局指标而言，季兴等［18］和胡晴等［21］的研究对于总效应的影响较大。对于FIM 结局指标而言，王旭等［31］的研究对于总效应的影响较大。

Fig.8 The sensitivity analysis of included studies图8 纳入文献的敏感性分析结果

3 讨论

干细胞是一类具有无限增殖和高度分化潜能的细胞，具有自我更新复制能力。2013年12月1日，美国哥伦比亚大学医学研究中心的科学家首次成功地将人体干细胞转化成了功能性的肺细胞和呼吸道细胞［37］。干细胞研究成为继人类基因组大规模测序之后最具有影响和最有应用前景的生命科学研究领域。干细胞是自我复制还是分化为功能性细胞，主要取决于细胞本身的状态和机体微环境因素。目前已经公认的脑卒中的危险因素有高血压、糖尿病、老年、高脂血症、吸烟、饮酒、遗传倾向等。上述危险因素导致动脉粥样硬化，最终引起脑卒中的发生。脑卒中会引发外周血液免疫细胞的浸润以及原位免疫细胞的活化，从而引起炎症反应。抗炎是治疗缺血性脑卒中的核心问题。干细胞的免疫正调节能力、细胞替代功能和免疫抗炎效应对于急性和慢性损伤有着重要意义［38］。神经干细胞移植结合一种名为3K3A-APC的蛋白有助于逆转卒中后脑损伤。在小鼠模型中，这种蛋白能诱导干细胞变成有功能的神经元。研究表明，3K3A-APC 能帮助移植干细胞转化成神经元，与宿主的神经系统建立起结构和功能联系［39］。Lee等［40］通过干细胞治疗动物卒中模型实验，发现干细胞输注可有效改善动物模型的神经功能，部分脑梗死面积减少。Toyoshima等［41］系统评价了12 篇关于干细胞移植治疗缺血性脑卒中患者的临床资料，综述了干细胞移植途径、输注剂量和治疗的机制。Sarmah 等［42］研究显示干细胞治疗脑卒中后患者NIHSS 等指标均有一定程度的改善，证实了干细胞治疗缺血性脑卒中的潜能。

本研究针对不同功能结局指标进行Meta 分析和效应评价。除NIHSS 指标得分越低越好，其余3项指标得分则越高越好。对于纳入文献的异质性而言，NIHSS 指标的I2值小于75%，存在中度异质性，BI、FMA和FIM的I2值均大于75%，存在高度的异质性。通过查看表1 推测异质性来源于临床试验方案，如细胞输注剂量、输注方式和随访时间等。分析影响临床治疗效果的原因有：（1）干细胞的移植方式和输注剂量会影响干细胞输注体内后的归巢能力，决定其进入体内后是否能够有效发挥其抗炎作用。（2）在局部微环境中，干细胞是否能定向分化为功能性细胞发挥重建神经环路、血管发生和分泌神经营养因子的作用。在干细胞治疗组和对照组各功能结局指标合并效应结果中，上述4 项结局指标的合并效应结果均有利于干细胞治疗组，与张桂龙等［43-44］的Meta 分析结果相同。纳入本次Meta 分析的文献多数报道了分配隐藏、受试者与医疗提供者的盲法、结局评估者的盲法等偏倚风险项。从上述四项结局指标绘制的漏斗图中可以看出，图形左右对称性较好，无发表偏倚，但是各结局指标的漏斗图均有2～7 个点落在了漏斗的外面，这与其相应结局指标的森林图异质性检验结果一致，说明这些点对应的研究有可能是异质性的来源。Begg 和Egger 相关检验的结果表明本次Meta 分析无明显发表偏倚（P＞0.1）。敏感性分析结果显示，对于FMA 结局指标而言，季兴等［18，21］的研究对于总效应的影响较大。对于FIM 结局指标而言，王旭等［31］的研究对于总效应的影响较大。其他两项结局指标纳入的研究对合并效应量的影响程度较小，稳定性好。

综上所述，目前的临床数据显示，干细胞移植能有效改善脑卒中患者的神经功能缺损、日常生活能力、功能独立性和肢体运动功能。国内在干细胞移植治疗脑卒中临床后期随访的时间明显短于国外研究。因此，在干细胞移植治疗脑卒中的远期有效性和安全性方面尚需要更多高质量的临床数据支持。