立體定向神經(jīng)干細(xì)胞移植手術(shù)治療扭轉(zhuǎn)痙攣

任文慶，田增民

扭轉(zhuǎn)痙攣(torsion spasm)為神經(jīng)外科臨床上較常見的運(yùn)動(dòng)障礙，分為原發(fā)性(或特發(fā)性)、繼發(fā)性(或癥狀性)。前者與遺傳有關(guān)，后者可繼發(fā)于感染、血管疾病、腫瘤、中毒等疾病。扭轉(zhuǎn)痙攣治療可試用抗震顫麻痹藥物如左旋多巴，但長(zhǎng)時(shí)間服用后會(huì)產(chǎn)生很多不良反應(yīng)及耐藥性，且療效多不肯定。近年來還提出腦深部電刺激(deep brain stimulation，DBS)治療和立體定向腦內(nèi)病變核團(tuán)毀損手術(shù)治療，但是DBS費(fèi)用昂貴，并發(fā)癥多，不易于推廣。立體定向手術(shù)通過破壞一些神經(jīng)核團(tuán)來減輕肌張力障礙癥狀，但是長(zhǎng)期療效尚不肯定。隨著分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的研究進(jìn)展，利用神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cells，NSCs)進(jìn)行細(xì)胞替代治療和基因治療為難以用藥及手術(shù)治療的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性和獲得性疾病帶來了希望[1-2]。下面就立體定向神經(jīng)干細(xì)胞移植治療扭轉(zhuǎn)痙攣的可行性和安全性作一綜述。

1 立體定向神經(jīng)干細(xì)胞移植治療扭轉(zhuǎn)痙攣的可行性

扭轉(zhuǎn)痙攣屬于神經(jīng)系統(tǒng)退行性變的一種，表現(xiàn)為基底節(jié)之尾狀核及殼核的小神經(jīng)細(xì)胞變性、蒼白球退行性變、小腦齒狀核的細(xì)胞消失等。分子遺傳學(xué)研究表明，原發(fā)性扭轉(zhuǎn)痙攣和遺傳有關(guān)。其中早發(fā)性原發(fā)性肌張力障礙患者臨床多見，最常見的原因是常染色體DYT1基因突變，其表達(dá)的突變型Torsin A干擾了細(xì)胞核到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、突觸小泡釋放和回收、細(xì)胞分泌和細(xì)胞骨架形成，從而影響大腦中的神經(jīng)通路[3]。Akbari等[4]對(duì)伊朗患病人群的一項(xiàng)研究，對(duì)原發(fā)性肌張力障礙患者進(jìn)行基因鑒定以明確病因，結(jié)果表明較年輕的從腿或手臂發(fā)病的原發(fā)性扭轉(zhuǎn)性肌張力障礙患者很可能是DYT1陽(yáng)性，該研究中的患者發(fā)病年齡較其他研究中的患者早[5]，這為下一步基因治療提供了基礎(chǔ)。也有電生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，扭轉(zhuǎn)痙攣的發(fā)病和基底節(jié)功能異常有關(guān)。如果能改善發(fā)生退行性變的神經(jīng)組織，那么扭轉(zhuǎn)痙攣的治療就能取得根本性突破。近年來，神經(jīng)干細(xì)胞研究的很多重大發(fā)現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的治療帶來希望。

NSCs能成為目前神經(jīng)系統(tǒng)疾病較理想的移植材料是因?yàn)槠洫?dú)特的生物學(xué)特性:分化性、遷移性、趨化性、免疫原性較弱。干細(xì)胞作為一種未分化的細(xì)胞來源，可維持體內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞的更新和分化[6-7]，有可能取代那些在衰老、傷害、疾病過程中失去的細(xì)胞。通過補(bǔ)充受損的神經(jīng)細(xì)胞延緩或抑制進(jìn)行中的神經(jīng)系統(tǒng)損傷，通過細(xì)胞替代作用更換已死亡或受損的神經(jīng)細(xì)胞，修復(fù)受損的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而改善機(jī)體的神經(jīng)功能。NSCs是最適合于中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞替代治療和基因治療的細(xì)胞[8]。已經(jīng)有很多研究[9]表明，神經(jīng)干細(xì)胞移植入受損害的大腦內(nèi)后，通過神經(jīng)細(xì)胞替代和修復(fù)病變的腦組織，使宿主的神經(jīng)系統(tǒng)功能得到了改善。NSCs移植治療帕金森病(parkinson's disease，PD)主要機(jī)制有3個(gè)方面:①替代作用，NSCs移植后，可以向病變組織滲透融合，替代損傷細(xì)胞，重建神經(jīng)環(huán)路，從而達(dá)到恢復(fù)神經(jīng)功能的目的;②對(duì)受損神經(jīng)元的保護(hù)及營(yíng)養(yǎng)作用，有學(xué)者認(rèn)為，細(xì)胞移植后相對(duì)快速的治療效果，不一定是移植干細(xì)胞分化為神經(jīng)元，而可能是與靶組織中的具有分泌營(yíng)養(yǎng)因子能力的自體干細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)因子促進(jìn)損傷腦組織的修復(fù)而改善神經(jīng)功能;③促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的發(fā)生。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，成年小鼠的黑質(zhì)存在自我修復(fù)，不但有多巴胺神經(jīng)元的更新，同時(shí)新生的神經(jīng)元還可以重建與紋狀體的連接。Shan等[10]發(fā)現(xiàn)PD模型小鼠正常黑質(zhì)和1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine，MPTP)損壞的黑質(zhì)部位均有神經(jīng)發(fā)生現(xiàn)象，但細(xì)胞移植后PD模型小鼠的黑質(zhì)區(qū)不僅NSCs數(shù)量顯著增加，而且新生成的多巴胺神經(jīng)元也明顯增加。這很可能是神經(jīng)干細(xì)胞移植治療PD時(shí)的普遍現(xiàn)象。這些實(shí)驗(yàn)研究為立體定向腦內(nèi)病變核團(tuán)毀損結(jié)合神經(jīng)干細(xì)胞移植治療扭轉(zhuǎn)痙攣的可行性提供了依據(jù)。目前實(shí)驗(yàn)和臨床上神經(jīng)干細(xì)胞主要由國(guó)家認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室北京昱龍盛世科技有限公司提供，細(xì)胞未加特殊化學(xué)修飾。經(jīng)神經(jīng)干細(xì)胞治療的一部分扭轉(zhuǎn)痙攣患者獲得長(zhǎng)時(shí)間緩解。神經(jīng)干細(xì)胞治療時(shí)間不長(zhǎng)，移植療效評(píng)價(jià)問題還在進(jìn)一步研究中。

另外，立體定向手術(shù)目前廣泛應(yīng)用于臨床上，毀損靶點(diǎn)包括蒼白球腹后部、丘腦底核及丘腦腹外側(cè)核等，患者的癥狀可得到不同程度的改善[11]。

2 立體定向神經(jīng)干細(xì)胞移植治療的安全性

目前，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床應(yīng)用中所使用的干細(xì)胞移植途徑主要包括局部注射移植(立體定向腦內(nèi)注射、脊髓局部注射移植)，經(jīng)腦脊液注射移植(腰椎穿刺蛛網(wǎng)膜下腔注射、腦室穿刺注射、枕大池穿刺移植)，經(jīng)血液循環(huán)注射移植(靜脈內(nèi)注射、動(dòng)脈內(nèi)注射移植)。立體定向手術(shù)是神經(jīng)外科沿用多年很成熟的技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床，其安全性可靠。立體定向腦內(nèi)注射移植是治療扭轉(zhuǎn)痙攣的主要移植方法，具有定位準(zhǔn)確，操作時(shí)間短，創(chuàng)傷小，患者耐受好，可以把干細(xì)胞全部集中到神經(jīng)功能核團(tuán)及其周邊，神經(jīng)功能改善迅速、直接等優(yōu)點(diǎn)。

神經(jīng)干細(xì)胞治療的安全性主要是移植后的神經(jīng)干細(xì)胞是否具有致瘤性[12]。神經(jīng)干細(xì)胞可能致瘤性的觀點(diǎn)有:①神經(jīng)干細(xì)胞或神經(jīng)前體細(xì)胞具有基因組的不穩(wěn)定性特點(diǎn)，其自身和外部因素均可能導(dǎo)致其基因突變從而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。干細(xì)胞增殖分化過程中出現(xiàn)基因組不穩(wěn)而導(dǎo)致自發(fā)突變，易出現(xiàn)染色體異常而形成腫瘤[13]。有研究還發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用成體腦前體細(xì)胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病時(shí)，由于擴(kuò)增的前體細(xì)胞可有異?；虼嬖?，移植后可導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生[14]。研究顯示，NSCs的不對(duì)稱分裂可使細(xì)胞基因不穩(wěn)定而發(fā)生改變，從而使腫瘤形成并維持生長(zhǎng)。如在鼠腦內(nèi)p53基因框內(nèi)缺失突變，可引起相關(guān)基因的突變，從而導(dǎo)致膠質(zhì)瘤的產(chǎn)生[15]。p53基因的缺失協(xié)同其他細(xì)胞機(jī)制包括增強(qiáng)血小板源性生長(zhǎng)因子信號(hào)通路、對(duì)N-乙基-N-亞硝基脲的暴露[16]或Ras的激活[17]有致腫瘤產(chǎn)生的可能。NSCs的不對(duì)稱分裂有使細(xì)胞基因不穩(wěn)定而改變，從而使腫瘤形成并維持生長(zhǎng)的潛在危險(xiǎn)。NSCs內(nèi)部基因突變與外部微環(huán)境的改變而導(dǎo)致腫瘤形成[18]。Notch信號(hào)對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化的調(diào)控，也可以影響腫瘤的形成[19]。②神經(jīng)干細(xì)胞可以分泌促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和血管形成的營(yíng)養(yǎng)因子;NSCs在腦內(nèi)具有移植、遷移并能分化成為神經(jīng)細(xì)胞與其他類型細(xì)胞的功

能[20]。一些研究表明，神經(jīng)干細(xì)胞親腫瘤性[21]，故神經(jīng)干細(xì)胞可能會(huì)通過這些途徑促進(jìn)自身形成腫瘤或體內(nèi)即已存在腫瘤的生長(zhǎng)。但截至目前，臨床上尚鮮見神經(jīng)干細(xì)胞治療后導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的病例報(bào)道。

迄今已經(jīng)有很多研究對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞誘導(dǎo)、分化及遷移等調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了闡述，這為神經(jīng)干細(xì)胞治療扭轉(zhuǎn)痙攣提供了理論基礎(chǔ)。近10年的臨床治療觀察未見排異反應(yīng)、腫瘤發(fā)生等嚴(yán)重不良反應(yīng)。立體定向神經(jīng)干細(xì)胞治療扭轉(zhuǎn)痙攣安全性和可行性，還需更長(zhǎng)時(shí)間和更多樣本的追蹤觀察。

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