科学理性地进行肌萎缩侧索硬化干细胞治疗研究

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科学理性地进行肌萎缩侧索硬化干细胞治疗研究

      
      崔丽英李晓光

     
    肌萎缩侧索硬化(ALS)或称运动神经元病(MND)，是一种由于上、下运动神经元丢失导致延髓部、四肢、胸部肌肉逐渐无力和萎缩的进展性神经系统退行}生疾病。患者为隐袭起病，进展缓慢，多因呼吸衰竭死亡；发病年龄平均55岁，发病起平均存活3、5年。2、5年后50％患者存活，5年后20％患者存活，目前尚无治愈的方法。谷氨酸释放抑制剂利鲁唑可减缓疾病的进展，是目前惟一通过美国食品及药物管理局(FDA)认证并在全球广泛使用的药物，但它不是一种治愈性药物，不能改善症状或逆转进行性恶化的趋向。因此开发更有效的治疗方法如新的谷氨酸拮抗剂、神经营养因子及基因治疗或干细胞治疗成为了研究的目标，其中干细胞移植治疗研究尤其得到关注。

  一、干细胞移植的概况
     
    无论对何种疾病，干细胞移植是一个总的概念或策略，它包括采用不同来源的干细胞、不同的移植技术种类及途径。越来越多的研究报道在人类侧脑室的所有部位及第三脑室的腹侧部位有许多细胞表达神经干细胞表面标志。尽管如此，损伤发生后完全依靠其增殖分化来进行神经修复还是不够的。
     
    因此，通过移植神经干细胞来修复神经系统功能就成为研究目标。干细胞诱导分化机制目前仍不十分清楚，神经干细胞原位诱导迁移举步维艰，也无法对神经干细胞的增殖分化进行精确控制。因此，如何获取足够数量的神经干细胞和精确控制其分化，使之符合临床治疗需要，是摆在所有研究者面前的重要课题。与任何新兴的技术一样，干细胞移植还存在很多基础和应用方面的问题，如干细胞的来源何者最优、怎样提高移植干细胞生存能力、横向分化或诱导干细胞呈现特定的表型的方法、干细胞移植的不良后果、神经干细胞转化成神经元的微环境的研究、迁移机制等还有待进一步研究。

  二、ALS动物模型中的干细胞治疗实验研究

    约翰霍普金斯大学Kerr等于2003年报道了应用人胚胎生殖细胞来源的干细胞注射入l5只由病毒造成的ALS的鼠模型脑脊液中，l2周后观察到实验动物后肢部分恢复了运动功能，形态学检查发现新细胞同脊髓良好融合，表现出了运动神经元的形态和分子标志，但作者认为功能恢复并不理想，而且与新生的细胞不一定有直接关系。另外病毒造成的ALS的鼠模型也非公认的ALS动物模型。另一类研究利用超氧岐化酶(SOD)l转基因ALS动物模型作干细胞研究的直接目标。2000年Chen等将SOD1转基因ALS鼠在800eGy充分照射后，大剂量的人类脐带血单核细胞静脉注射，尽管在鼠脑中未发现人类DNA，但其存活时间增加。SOD1转基因ALS鼠在输入野生型鼠B6SJL—TgN(SOD)2Gur骨髓后也有明显效果。作者提出移植对存活的影响是剂量依赖性的，他们将人类脐带血细胞剂量加倍输入SOD1转基因鼠，动物的存活期进一步延长，但增加存活的细胞学机制仍然不清。
   
    这些实验还没有证据证实血液细胞可以横向分化产生运动神经元。移植的有效有可能是某种营养因子作用而不是细胞替代。血细胞的横向分化研究有诸多争议，有些研究小组证明人类间质和血液来源的细胞可以横向分化为神经元，有些则认为不能。目前认为无论在动物和人类，成体干细胞横向分化形成中枢神经系统神经元都是罕见的现象。

    另外非神经元细胞在ALS病理机制中的作用得到重视，使得ALS治疗目标从神经元细胞为中心的模式转变为关注运动神经元与非神经元细胞(胶质或小胶质细胞)之间的相互作用。Clement等于2003年报道在SOD1G93A嵌合型ALS转基因动物模型中运动神经元变性通过突变SOD1作用于非神经元细胞形成，认为野生型非神经元细胞(如胶质)能延迟运动神经元变性和延长表达突变的神经元细胞存活时间，提出损伤的胶质组织和有突变的神经元细胞同步作用造成病变。

    因此，在ALs动物干细胞移植实验中可获得的资料并不完整，干细胞的具体作用机制、它们在脑中的移行通路及横向分化的效率均需进一步研究。

  三、ALs临床干细胞治疗研究

    国外干细胞治疗人类ALS研究的文献报道及患者数量不多，均不以临床疗效为目标，主要研究机制及安全性。Janson等将外周血干细胞(CD3]细胞)注入3例ALS患者鞘内，6～12个月后无一例临床改善，但也未发现明显副作用。Mazzini等将自体骨髓源性细胞在体外扩增后，注射到7例经外科手术暴露的ALS患者脊髓胸7～胸9段，患者有轻微副作用，出现可恢复的腰痛及下肢感觉麻木，但脊髓磁共振成像正常。患者精神状态和生活质量无变化。虽然临床效果不是该研究的目标，但作者描述移植3个月后4例患者的某些肌肉肌力线性下降的速度减慢，还有2例患者肌力有所改善。Zum等为12例ALs患者进行了干细胞鞘内移植，临床试验显示在无免疫抑制剂的情况下患者存活超过20周，未发现明显的副作用。

    国内尚无干细胞治疗ALs的动物实验研究，临床已有少量报道，几个报道均以临床疗效为目标，但均缺乏有可比性的指标。赖福生等用自体骨髓有核细胞蛛网膜下腔移植治疗运动神经元病332例。移植后1～20 d内患者运动功能开始改善；第1个月89％ 的患者病情好转；第3个月41％的患者保持稳定；第5个月保持稳定的为72％。作者认为其作用是有核细胞释放的某些神经营养因子实现的，但骨髓有核细胞悬液中既有间充质干细胞，又有造血干细胞及其他幼稚细胞，尚不能确定是哪一种细胞发挥作用。且该研究以临床效果为目标，但对患者疗效的估计未采用国际通用的临床试验观察标准，随访时间尚短，非多中心非随机且无对照。

    观察自体骨髓干细胞移植治疗运动神经元病72例，认为改善功能障碍的近期疗效确切，无任何并发症出现。疗效评估以肌张力是否下降，言语不清、吞咽困难是否改善，抬头困难是否改善，肌束震颤次数是否减少，肌力是否增高为标准。但该研究观察期仅为术后1周，时间过短，观察指标缺乏科学性及可比性，非随机无对照，且无进一步评估的资料。
     
    用嗅鞘细胞移植治疗运动神经元病8例，在脊髓病变处分两点注入嗅鞘细胞悬液，细胞数共约10×10’个。无并发症发生。术前ALs功能评分与术后1～3周比较差异有统计学意义，而与术后3～6个月比较差异无统计学意义。如作者所述嗅鞘细胞移植后分泌的多因子综合作用可能改变ALS病变的局部环境，阻止或逆转运动神经元凋亡和侧索的损害。但该研究例数过少，非随机，无对照组．也缺乏基础实验数据及理论支持。

  四、ALs干细胞治疗现状与未来

    ALs患者迫切需要有效的治疗，这种治疗应由针对疾病不同方面的各种治疗策略综合而成，包括阻止神经元细胞死亡的药物以及用干细胞替代死亡神经元或保护剩余神经元。细胞移植的诱人之处在它有助于克服中枢神经系统不能修复或替换丢失神经元的缺陷。但如果移植细胞不能与宿主中枢神经系统环路进行功能整合，神经移植所起的作用也有限。要在ALs患者中达到临床有效及安全移植的目标，必须考虑移植细胞横向分化的概念、神经干细胞移植入脊髓后的分化倾向以及人类骨髓干细胞和脐带血干细胞在体横向分化为神经元或胶质细胞的困难。这一切均需要更多客观研究。

    临床医生要以乐观又谨慎的态度对待基础干细胞研究进展，要知道从目前的实验室或动物实验结果过渡到人类干细胞治疗可能需要许多年，必须避免重蹈覆辙如10多年前基因治疗一样陷入过多、过快许诺和盲目乐观的危险。肾上腺髓质植入治疗帕金森病的最终失败是另一个典型教训，但在20世纪80年代后期许多帕金森病患者比实验室灵长类动物接受的肾上腺髓质植入还多，造成许多不必要的损失。对-临床研究者来说，即使单位无条件开展临床前研究．如果准备或将要开展ALS干细胞治疗研究，那么精心的科研设计和科学有效的观察评估系统对ALs这种持续进展性，又有临床异质性的疾病是至关重要的。如果研究目的以临床效果为目标，就一定要遵循临床药物试验的程序进行，争取做到随机双盲对照，保证一定量的病例数。目前国外进行ALs临床试验要求病例数至少达到120例，观察期多在12～18个月，评估主要及次要指标也有相应要求。植入的方法及手段也很重要，要纠正广泛运动神经元丢失，应该沿整个脊髓进行注射或将细胞导入蛛网膜下腔使细胞自由播散，以到达脑和脊髓表面。脑和脊髓内的局灶植入可能并不合适，除非某些患者在早期仅有局灶运动神经元丢失。由于ALS患者依从性好，迫切地尝试新的治疗手段，为了患者，不应该允许神经干细胞移植成为另一个虚幻许诺和潜在伤害的开始。未精心设计的临床试验也许会诱发ALS患者不现实的幻想，但不成熟的试验最终会毁灭患者的生存希望，会浪费目前有限的医疗资源及患者的金钱，也不符合当代社会的伦理学要求。

  五、结语

    用干细胞治疗ALS的伦理学问题应受到关注。当前ALS干细胞治疗研究更多地需要加强诱导分化机制和移植技术的-临床前研究。采取严谨科学的方式和手段，干细胞治疗研究将可能为患者提供极大帮助，希望能很快进入临床应用。但目前尚无循证医学证据证明现有的干细胞(或干细胞类似物)治疗手段对ALS患者有效。

孤独浪子

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作家侍

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一不晓欣

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添弘菵