“破冰”重生,干细胞新技术或是中国20万渐冻症患者的解冻剂

肌萎缩侧索硬化症(ALS)又称“渐冻症 ”,是一种罕见病,但在临床上并不少见。目前我国大约有20万左右的患者,且这个数字还在逐年递增。

 

渐冻症是一种运动神经元疾病,因患者大脑、脑干和脊髓中的运动神经细胞受到侵袭,导致肌肉逐渐无力、萎缩,以及说话吞咽和呼吸功能减退,直至呼吸衰竭而死亡。 

 

渐冻症患者的感觉神经并未受到侵犯,因此这个疾病并不影响患者智力、记忆和感觉,患者会神志清醒的看到自己从健康到紧固在床上的状态,像被冰雪把除了意识以外的部分全部封冻了一样。




根据美国ALS协会数据,20%左右的人能存活5-10年,10%的人能存活10-20年,5%的人能存活20年以上。ALS患者的预期寿命取决于2个因素:呼吸肌和吞咽肌。呼吸肌无力会导致呼吸衰竭;而吞咽肌恶化会导致营养不良和脱水。如果ALS患者没有出现这方面的恶化,那么即使其他情况变得糟糕,也可能会活得更久,恰好霍金就属于没有衰竭的情况。



渐冻症病人的平均发病年龄为50-75岁,男性发病率高于女性,发病率约为20万分之3。 到目前为止,ALS 的病因尚不明确,但是主流观点认为10%ALS患者与家族遗传有关,其余90%的患者没有明确的致病相关危险因素也无家族史,发病原因尚不清楚。




目前关于ALS 病因的研究方向


  • 遗传性病因:ALS 的致病基因遗传方式遵循常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和 X 染色体连锁遗传,但以常染色体显性遗传最为常见。


  • 神经炎性反应:ALS 中的神经变性伴随着中枢神经系统内的神经炎症反应,外周免疫细胞(特别是单核细胞)与 ALS 的发病机理有关。


  • 细胞凋亡:不同长度六核苷酸重复可引起细胞凋亡。


  • 线粒体功能障碍:线粒体裂变和融合过程平衡的任何改变都会导致三磷酸腺苷ATP生成障碍,其介导的活性氧自由基可能诱导神经元中的脂质和蛋白质过氧化,造成能量缺乏并导致细胞死亡和神经传导障碍。


  • 轴突运输受损:轴突运输受损破坏轴突突触小泡的运输并诱导过度兴奋。


  • 环境因素:微量元素、生物因素、职业暴露等。



由于ALS 病因不明,目前没有较为有效的治疗手段。“利噜唑”和“依达拉奉”,是目前仅有的被美国食品及药物管理局(FDA)和欧盟批准用于治疗渐冻人症的药物。早期用药治疗和无创呼吸机及时对症治疗,是渐冻人症治疗的关键,但ALS的治疗药物十分有限,这两种药只能减缓疾病进程,除此以外ALS尚无治愈或有效治疗方法。


近年来,科学家们正在积极探索干细胞治疗ALS 的临床途径。干细胞因其具有强大的再生、替代、修复和分化能力,被生命科学界寄予无限的希望。


干细胞应用ALS 的机制

1、细胞替换

(1)用新的功能性的运动神经元直接替代退化的运动神经元; 

(2)提供支持胶质细胞以保护和支持运动神经元。细胞替代提供可以存活并归巢到疾病损伤区域的细胞源,分化为预期的细胞类型,并且与神经回路周围的环境融为一体 。


2、营养因子递送

间充质干细胞能分泌在正常神经元和神经修复中发挥多种作用的神经营养因子。营养、生长因子是对神经细胞维持、工作、分化和增殖所必须的蛋白质。补充生长因子,如胶质细胞来源的神经营养因子(glial cell linederived neurotrophic factor,GDNF)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、毛状神经营养因子(hairy neurotrophic factor)和胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor-1,IGF1)可以促进细胞存活,改善临床症状的功效。


3、免疫调节

间充质干细胞可以降低 B 细胞、T 细胞和自然杀伤细胞(natural killer cell,NK)的增殖,并且减慢树突细胞(dendritic cell,DC)的成熟。通过减少 B 细胞产生抗体,减少或抑制 DC 和 T 细胞活化,抑制NK 分泌细胞因子调节免疫细胞的功能,可以降低神经炎症,抑制星形胶质细胞增生和小胶质细胞活化。


4、有效归巢

间充质干细胞进入人体后,会根据人体的微环境归巢到受损组织部位,定向分化为神经细胞等,同时激活自身神经干细胞的自我修复。


5、外泌体分泌

间充质干细胞的神经保护和神经再生作用,是通过释放外泌体而发挥旁分泌作用的。在中枢神经系统中,外泌体具有抗神经炎症的能力,间充质干细胞具有高分泌外泌体的能力。



干细胞应用渐冻症的临床研究案例


临床案例1:

广东省中医院为29位ALS患者进行了4次脐带间充质干细胞移植治疗,治疗后第14天,患者的穿衣、卫生功能评分和上肢肌群肌力评分明显高于治疗前。


治疗后第28天,言语、穿衣和卫生功能评分明显高于治疗前,上肢肌群肌力评分进一步增加,且言语功能评分明显高于治疗后第14天,由此证实脐带间充质干细胞移植治疗ALS效果好且安全。


患者肌肉力量,肌束震颤都有所缓解,语言、吞咽、呼吸都有所改善,评分增加。


临床案例2:

采用自身前后对照研究,对30例ALS患者进行干细胞临床试验,鞘内注射联合静脉滴注治疗ALS,1周、1个月及3个月后复诊,采用ALSFRS评分量表及APPEL评分对患者神经功能评定。


结果显示:注射干细胞之后,语言吞咽等功能有所改善好转,神经功能损伤有所缓解降低,在一定程度上可延缓病情进展,未出现严重不良反应。


领蔚调节渐冻症的案例

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参考文献:

1.Kiernan MC,Vucic S,Cheah BC,et al.Amyotrophic lateral sclerosis[J]. Lancet,2011,377(9769):942-955.

2.Yamashita S,Ando Y. Genotype-phenotype relationship in hereditary amyotrophic lateral sclerosis[J]. Transl Neurodegener,2015,4(1):13.

3.Renton AE,Adriano Chiò A,Traynor BJ. State of play in amyotrophic lateral sclerosis genetics[J]. Nat Neurosci,2014,17(1):17-23.

4.陈嬿,董漪,卢家红,等. 中国华东地区家族性肌萎缩侧索硬化症患者 SOD1 基因突变检测及临床特点分析[J]. 中国临床神经科学,2016,24(2):146-152.






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