韓國研究小組使用人類胎兒中腦多巴胺神經元的體細胞前細胞來治療帕金森病。經過 10 年的隨訪,已經證明這種治療方法是安全有效的,為帕金森病的治療帶來了新的機會。
以前治療帕金森病的嘗試是使用自體或異基因多能干細胞分化為腦特異性細胞,然后將其移植給帕金森病患者。然而,科學家們現在正在使用異基因胎兒間充質干細胞直接產生更多的腦特異性細胞,以獲得更有效的應用。
這一新嘗試仍然是世界上第一次!如果成功,不僅將節省實驗室細胞制備時間,還將為大規模標準化生產腦特異性細胞和更廣泛的臨床應用提供機會。這項前瞻性 I/IIa 期劑量遞增開放標簽研究(NCT01860794)共有 15 名 70 歲以下的帕金森病患者入組實驗。經過 10 年的長期隨訪,結果顯示療效良好,沒有任何副作用、免疫排斥反應、炎癥或腫瘤形成。
圖注:胎兒中腦前體細胞治療帕金森病的首份臨床報告
這項研究證明,來自人類胎兒中腦的多巴胺神經元前體細胞是帕金森干細胞治療的良好候選者,這為帕金森細胞治療打開了新的篇章,有望為帕金森患者帶來新的機會。
01 帕金森病“新希望”
帕金森病(PD)是一種緩慢發生的選擇性中腦黑質多巴胺(DA)能神經元喪失和紋狀體DA含量明顯減少的老年神經系統退行性疾病。由于缺乏能夠控制運動的神經元,帕金森病患者可能會出現各種運動功能障礙,如震顫、運動遲緩和肌肉僵硬。
基于“所缺即是所需”的原則,傳統的臨床治療側重于補充多巴胺受體激動劑和增強劑等藥物,以減緩帕金森病的發展。但隨著時間的推移,藥物也可能出現脫靶效應,逐漸失去療效,甚至產生副作用,包括神經系統癥狀和運動障礙。
圖注:臨床帕金森的對癥治療
再生醫學的發展給帕金森病中缺失的神經元帶來了希望。利用干細胞替代這些細胞已經成為科學研究的焦點。那么,現有的干細胞療法是如何運作的呢?神經元不是一種天然的可再生資源,需要通過外部手段進行補充。以下是流程工作原理的簡要概述:
1.研究人員從多能干細胞開始,這些細胞通常由皮膚細胞或血細胞產生;
2.他們將多能干細胞分化為腦特異性細胞(如多巴胺能祖細胞);
3.他們在實驗室中將分化的細胞培養成臨界量;
4.他們將大量干細胞注入患者的大腦。
這種“通用”的方法確實可以達到干細胞的治療效果,給帕金森病患者帶來曙光,但大規模的標準化生產很難實現,因此科學家們進行了新的嘗試。韓國 CHA 大學本當醫學中心(CBMC)神經外科教授 Kim Joo-pyung 領導的研究團隊進行了一種細胞替代療法,從胎兒中腦的干細胞中產生多巴胺神經前體細胞,然后將多巴胺神經前體細胞移植到患者的大腦中。他們給 15 名 70 歲以下的患者注射了三種不同劑量的細胞(4×106,12×106,40×106細胞),并隨訪了 12 個月。
圖注:移植前和移植后 12 個月時的正電子發射斷層掃描(PET)FP-CIT 評分
結果顯示,根據統一帕金森病評定量表(UPDRS),三組的旋前-旋后和手/臂運動性能均有顯著改善(P<0.05)。12 個月時,運動能力恢復效果低劑量組為 11.6%,中劑量組為 26%,高劑量組為 40%。此外,沒有出血、免疫排斥、炎癥和腫瘤形成等副作用。根據研究結果,CHA 大學已經產生了大量多巴胺前體細胞,并將其應用于患者,證實了使用胎兒干細胞治療帕金森病的效果。
尤其是其中一名患有中度帕金森氏癥的 65 歲女性在 2013 年接受了世界上第一次針對帕金森氏癥進行的胎兒干細胞移植。他們現在可以進行日常活動來改善整體運動功能,例如正常使用公共交通工具。這是一個非常令人鼓舞的結果。通過 PET-CT 檢查證實了多巴胺神經祖細胞移植的安全性和有效性,并在 10 多年的長期隨訪研究中觀察到了抑制帕金森病進展的良好效果。如果這種療法能夠啟動,它將加速帕金森病干細胞療法的發展。
02 干細胞破解難題
干細胞可以分化為包括神經元在內的各種類型的細胞,這是一個重要特征,因為帕金森病是由大腦中黑色素神經元的缺失引起的,這將帕金森病的唯一希望寄托在干細胞上。事實上,干細胞治療帕金森病的研究由來已久。早在 20 世紀 80 年代,科學家們就一直在探索干細胞治療帕金森病的可能性。近年來,許多研究人員利用干細胞治療帕金森病進行了實驗,并取得了令人鼓舞的結果。
2017 年 8 月,日本科學家在《自然》雜志上發表研究,證明多巴胺前體細胞可以改善猴子帕金森氏癥的癥狀。通過將健康人和帕金森病患者的 iPS 細胞轉化為產生多巴胺的神經元,將其植入帕金森病獼猴模型。結果表明,iPS 細胞的植入發揮了中腦多巴胺能神經元的作用,不僅恢復了患病猴子的各種運動功能,而且在植入后的兩年內沒有轉化為任何腫瘤。
圖注:《Nature》期刊報道:人類多巴胺神經元 iPS 細胞用于猴類模型
在猴子身上成功進行 iPS 細胞實驗后,日本政府批準研究人員進行首次人體臨床試驗。同年 10 月,研究人員將由 iPS 細胞培養的 240 萬多巴酚丁胺前體細胞植入一名 50 歲患者的左腦。研究結果表明,患者情況良好,沒有出現明顯的不良反應。
圖注:首例干細胞移植治療帕金森人體實驗啟動
同樣,2020 年,國際權威期刊《新英格蘭醫學雜志》上發表的一篇文章也證實,移植 iPSC 衍生的中腦多巴胺能祖細胞可以有效改善帕金森病。在這項研究中,一名患有帕金森病 10 年的患者接受了兩次細胞移植手術,間隔 6 個月,植入左右半球的殼核,每次移植的劑量為 400 萬個細胞。移植 2 年后,患者的運動評估和生活質量得到了顯著改善。
圖注:顯示了指示的時間點在基底神經節水平的軸向氟 18-L-二羥基苯丙氨酸(18 F-DOPA)正電子發射斷層掃描圖像
當然,在中國的研究進展中也取得了不錯的成績。2018 年,首都醫科大學宣武醫院的陳志國教授和張宇教授通過血細胞重編程獲得了人類誘導的神經干細胞,并通過小鼠模型驗證了這種干細胞分化移植治療帕金森病的安全性和有效性,為帕金森病患者的自體細胞治療提供了臨床前基礎。
圖注:陳志國教授團隊在《Theranostics》上發表的論文
同年 6 月,中國科學院院士科研團隊在猴模型中測試了人類胚胎干細胞衍生神經細胞治療帕金森病的安全性和有效性,驗證了兩年的評估數據,表明從人類胚胎干電池分化出的神經細胞相對安全,效果顯著。這為國內首次基于胚胎干細胞治療 Ⅰ/Ⅱ 期帕金森病的臨床研究提供了臨床前數據支持。
圖注:中科院院士科研團隊在《stem cell reports》上發表的論文
在帕金森病的治療中,干細胞可以用來重建丟失的多巴胺神經元,從而緩解這種情況。隨著干細胞技術的不斷進步和發展,也給醫學帶來了許多機遇和前景。干細胞具有自我更新和分化為不同細胞類型的能力,因此可以用于治療各種疾病,如心臟病、糖尿病和各種退行性疾病。
從動物實驗到人類干細胞,從自體細胞移植到同種異體干細胞的應用,這不僅是帕金森病的一次飛躍,也是干細胞治療數百萬種頑固性疾病的必由之路,也是未來干細胞走向標準化臨床的必然之路。干細胞治療帕金森病已經經歷了十多年的理論研究和臨床應用。世界首例異基因間充質干細胞治療帕金森病標志著一個新的里程碑。
免責聲明:
我們尊重原創,也注重分享。圖文來源網絡,版權歸原作者所有,如涉及作品內容、版權或其它問題,請聯系我們刪除!