干細胞是能夠發(fā)育成任何細胞類(lèi)型的特化細胞。它們可用于再生醫學(xué)，治療嚴重疾病。

目錄

• 何謂干細胞療法？
• 干細胞有哪些類(lèi)型？
• 新生兒腦可能遭受哪些損傷？
• 什么是創(chuàng )傷性腦損傷 (TBI)？
• 窒息如何造成腦損傷？
• 什么是圍產(chǎn)期中風(fēng)？
• 干細胞如何修復腦損傷？

介紹：干細胞是從臍帶血、骨髓等中分離出來(lái)的特殊人體細胞。它們可以發(fā)育成體內的任何細胞類(lèi)型。它們用于再生醫學(xué)領(lǐng)域，可以治愈任何疾病。研究人員認為，未來(lái)甚至阿爾茨海默病也可以治愈，在這些干細胞的幫助下，受損的腦細胞會(huì )被健康細胞取代。一項新研究報告稱(chēng)，臍帶血 (UCB) 中的干細胞可以治療新生兒的腦損傷。在本文中，我們將討論干細胞在醫學(xué)中的重要性以及如何使用它們來(lái)治療組織或器官損傷。

干細胞治療創(chuàng )傷性腦損傷的類(lèi)型和重要性

何謂干細胞療法？

干細胞療法是現代再生醫學(xué)的產(chǎn)物，用于促進(jìn)體內受損或患病組織的修復。干細胞療法仍是一個(gè)新興的醫學(xué)領(lǐng)域，目前仍在試驗中，但尚未付諸實(shí)踐。然而，干細胞的先進(jìn)研究人員相信，不久的將來(lái)就能治愈多種疾病。

干細胞有哪些類(lèi)型？

干細胞大致分為三大類(lèi)型，分別是：

• 胚胎干細胞：胚胎干細胞在胚胎發(fā)育成嬰兒的過(guò)程中為其提供新細胞。它們具有多能性。多能性是指細胞發(fā)育成身體任何細胞類(lèi)型的潛力。最近的研究人員發(fā)現，羊水中存在干細胞（圍產(chǎn)期干細胞）。羊水包圍胎兒并提供保護。干細胞是通過(guò)羊膜穿刺術(shù)從羊水中獲取的。
• 成體干細胞：隨著(zhù)人類(lèi)年齡的增長(cháng)，受損和老化的細胞會(huì )被新細胞取代。這些新細胞是由成體干細胞產(chǎn)生的。成體干細胞是多能細胞；也就是說(shuō)，它們只能發(fā)育成專(zhuān)門(mén)的細胞，而不是所有類(lèi)型的細胞。血細胞只能取代其他血細胞，而不能取代皮膚和毛發(fā)細胞。
• 多能干細胞：顧名思義，它們是由科學(xué)家在實(shí)驗室中通過(guò)獲取成體細胞類(lèi)型誘導或制造的。然后對其進(jìn)行培養并轉化為所需的細胞類(lèi)型。與胚胎干細胞類(lèi)似，它們也具有多能性。

新生兒腦可能遭受哪些損傷？

新生兒腦損傷的主要并發(fā)癥是：

• 創(chuàng )傷性腦損傷(TBI)
• 新生兒缺氧缺血
• 腦癱
• 窒息
• 圍產(chǎn)期中風(fēng)

什么是創(chuàng )傷性腦損傷 (TBI)？

創(chuàng )傷性腦損傷是新生兒最常見(jiàn)、最嚴重的并發(fā)癥。這可能導致死亡和終身發(fā)病。在創(chuàng )傷性腦損傷中，由于細胞及其功能的破壞，大腦的正常功能被中斷。這可能會(huì )嚴重影響嬰兒的成長(cháng)和認知發(fā)育。

創(chuàng )傷性腦損傷期間的并發(fā)癥：

在創(chuàng )傷性腦損傷中，血腦屏障被破壞，導致神經(jīng)炎癥、軸突損傷、神經(jīng)退行性病變等。因此，腦細胞的生理、結構和內部環(huán)境要么被改變，要么被破壞。這會(huì )導致神經(jīng)細胞損傷，影響大腦的功能。

創(chuàng )傷性腦損傷會(huì )遇到的一些并發(fā)癥包括：

• 視覺(jué)障礙。
• 認知障礙。
• 經(jīng)常頭痛（年齡較大的兒童和成人）。
• 癲癇發(fā)作。
• 意識喪失。
• 嚴重者還可出現昏迷、癱瘓。

創(chuàng )傷性腦損傷管理：

到目前為止，尚無(wú)特定藥物可以治療創(chuàng )傷性腦損傷。不過(guò)，一線(xiàn)治療方法是：

• 高壓氧療法：在升高的氣壓下呼吸 100% 的氧氣。
• 非侵入性腦刺激：用于刺激大腦受損部分的技術(shù)。
• 功能性電刺激：它使用低能量電脈沖來(lái)刺激大腦。
• 行為療法：這是一種改變兒童行為和舉止的有效治療方法。

窒息如何造成腦損傷？

窒息或缺氧是一種因缺氧而導致組織破壞的疾病。在分娩過(guò)程中，這種情況可能會(huì )變得更加復雜，例如剖腹產(chǎn)延遲或嬰兒缺氧的情況。但這些情況可以通過(guò)適當的醫療護理來(lái)預防。立即的治療應該是在分娩后立即給嬰兒降溫。這可以防止嚴重的并發(fā)癥，但會(huì )導致終身殘疾。如果立即發(fā)現腦損傷，那么它是可逆的。

什么是腦癱？

新生兒遇到的另一個(gè)主要并發(fā)癥是腦癱。腦癱是一種兒童運動(dòng)障礙的疾病。它是兒童期常見(jiàn)的殘疾之一。這可能是由于大腦發(fā)育異?；驌p傷導致無(wú)法控制運動(dòng)反射。它發(fā)生在懷孕期間或出生后。腦室周?chē)踪|(zhì)損傷（腦室周?chē)踪|(zhì)軟化癥）是新生兒腦癱的主要原因。

什么是圍產(chǎn)期中風(fēng)？

當腦血管堵塞或受損時(shí)，就會(huì )導致中風(fēng)。新生兒中風(fēng)被稱(chēng)為“圍產(chǎn)期中風(fēng)”。這是導致腦癱和其他殘疾的常見(jiàn)原因。

干細胞如何修復腦損傷？

用于創(chuàng )傷性腦損傷的干細胞：在創(chuàng )傷性腦損傷的情況下，需要幾種細胞，例如神經(jīng)膠質(zhì)細胞、神經(jīng)元細胞和血管內皮細胞來(lái)再生受損的腦組織。因此，只有在病情不太嚴重或最近發(fā)生（六個(gè)月至兩年之間）的情況下，腦干細胞移植才可能有幫助。因此，建議使用間充質(zhì)干細胞。

它們是多能基質(zhì)細胞，可以分化為間充質(zhì)細胞和非間充質(zhì)細胞。非間充質(zhì)細胞包括神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞，它們對于治療創(chuàng )傷性腦損傷至關(guān)重要。這些細胞具有增殖和分化的能力，它們會(huì )前往受傷的組織并誘導局部組織修復，并加速愈合過(guò)程（免疫調節過(guò)程）。它們通過(guò)靜脈途徑給藥，因為它們可以輕松穿過(guò)血腦屏障。它們穿過(guò)旁細胞通路，穿透內皮細胞層并到達受傷組織。

干細胞治療創(chuàng )傷性腦損傷的臨床案例

李剛/劉宏教授團隊在神經(jīng)干細胞治療創(chuàng )傷性腦損傷領(lǐng)域取得新進(jìn)展

山東大學(xué)齊魯醫院神經(jīng)外科李剛教授團隊與山東大學(xué)晶體材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室劉宏教授團隊在創(chuàng )傷性腦損傷醫工交叉治療領(lǐng)域取得了新進(jìn)展。

該研究通過(guò)構建生物來(lái)源的壓電纖維素納米纖維，通過(guò)其介導將超聲信號轉換為電信號促進(jìn)神經(jīng)干細胞分化為功能神經(jīng)元，為創(chuàng )傷性腦損傷的細胞治療提供了新的思路和方法。

12月9日，該研究成果以“Piezotronic effect for in situ electrostimulation of neural stem cell therapyfor nerve injury”為題發(fā)表于國際著(zhù)名期刊NanoEnergy(中科院1區，IF=17.6)，李剛教授、劉宏教授和山東大學(xué)晶體材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室仇吉川教授為論文共同通訊作者，齊魯醫院神經(jīng)外科博士研究生王文晗和山東大學(xué)晶體材料研究所博士研究生李克熠為論文共同第一作者。

創(chuàng )傷性腦損傷后的神經(jīng)功能恢復一直是困擾大家的難題，而神經(jīng)干細胞的應用給這一難題的解決帶來(lái)了曙光;然而，基于神經(jīng)干細胞的細胞療法卻受限于功能神經(jīng)元的分化比例與構建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的速度，從而影響了神經(jīng)干細胞的治療效果。李剛教授與劉宏教授團隊針對該項難題，聯(lián)合開(kāi)發(fā)構建了基于超聲驅動(dòng)的壓電纖維素納米纖維的原位無(wú)線(xiàn)電刺激方案，該方案中的纖維素納米纖維是生物來(lái)源的，具有較好的生物相容性，其納米纖維由于晶胞內的原子不對稱(chēng)性也具有較好的壓電特性。

研究結果表明，該方案可以在超聲的刺激下給神經(jīng)干細胞提供原位可控、可調節的無(wú)線(xiàn)電刺激來(lái)促進(jìn)神經(jīng)干細胞盡快分化為功能神經(jīng)元，最終實(shí)現了創(chuàng )傷性腦損傷的功能修復。

干細胞治療腦癱：該療法利用神經(jīng)干細胞、胚胎干細胞、臍帶血和誘導性多能干細胞。盡管它們在腦癱治療中的作用仍處于實(shí)驗階段，但人們相信它們可以有效恢復受傷的組織或器官，治愈疾病。它們以自我更新特性而聞名，因此可以提供神經(jīng)保護和組織神經(jīng)再生。

干細胞治療腦癱的臨床案例

在《International Journal of Stem Cells》期刊上發(fā)表的一則案例報告中，一名6歲的腦癱患兒在接受4次臍帶間充質(zhì)干細胞（UC-MSCs）治療后，上肢和下肢活動(dòng)能力得到一定的改善，平衡能力及溝通能力都得到提高，可以擺脫輪椅，采用助行器行走。

這一案例突顯了臍帶間充質(zhì)干細胞在腦癱治療中的潛在價(jià)值，為廣大腦癱患兒帶來(lái)了康復的新希望。

在這則案例中，一名6歲男童，患有肌張力障礙性腦癱。出生時(shí)頭圍28cm，身高41cm，在保溫箱中養育兩周后，行頭顱MRI檢查后診斷為腦性癱瘓（CP），此后一直就診及隨訪(fǎng)，也接受了多種藥物治療，如巴氯芬和康復治療，據報道有部分療效。

患兒一共接受了4次同種異體間充質(zhì)干細胞治療，每次劑量為1×10⁶/kg，給藥方式為鞘內和靜脈給藥。以下為給藥時(shí)間、劑量。

治療前以及首次治療6個(gè)月時(shí)檢測患者的FIM（功能獨立測量）、GMFCS（粗大運動(dòng)功能分類(lèi)系統88）、Tardieu量表、TCMS（軀干控制測量量表）、MACS（手動(dòng)能力分類(lèi)量表）、CFS（通信功能分類(lèi)系統），患者在接受治療后并接受強化康復，一共隨訪(fǎng)18個(gè)月。

相比于治療前，首次臍帶間充質(zhì)干細胞治療后6個(gè)月后患者的多項功能出現改善，其中，患兒粗大運動(dòng)功能得到了一定的提高，可以擺脫輪椅，采用助行器行走；上肢可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作，雖然速度還有待提高；坐姿平衡及運動(dòng)控制得到較大程度的改善。

整體量表評估總分從原來(lái)的5/58升高至31/58，表明間充質(zhì)干細胞治療的有效性。

不過(guò)這一案例中，臍帶間充質(zhì)干細胞治療并無(wú)法改善患者的肌肉痙攣情況。

在隨訪(fǎng)18個(gè)月期間，患者除了在使用后第1天坐起來(lái)時(shí)腰部有輕微疼痛外，沒(méi)有觀(guān)察到任何不良反應，肯定了臍帶間充質(zhì)干細胞治療的安全性。

干細胞療法治療窒息和缺氧缺血性腦病腦損傷：臍帶血 (UCB) 細胞具有發(fā)育成腦細胞的能力。單劑量臍帶血可以修復腦損傷并預防在冷卻療法中發(fā)生的終身殘疾。然而，研究人員發(fā)現單劑量無(wú)法提供最大程度的保護，因此需要多劑量臍帶血來(lái)降低腦癱和其他并發(fā)癥的風(fēng)險。

近日，瑞士科學(xué)家在國際期刊《The Neuroscientist》發(fā)表相關(guān)綜述，總結了干細胞療法的前景及局限性，并提出了五條原則來(lái)推進(jìn)干細胞療法在大腦損傷修復中的應用，文章側重于中風(fēng)的細胞療法，但同樣也適用于其他腦部疾病。

一項關(guān)于神經(jīng)干細胞移植治療中風(fēng)患者的為期兩年的開(kāi)放標簽、單中心和劑量遞增臨床試驗（NCT01151124）已經(jīng)完成。臨床數據分析表明，高達2000萬(wàn)個(gè)細胞的單次腦內神經(jīng)干細胞劑量不會(huì )引起不良事件，并且與神經(jīng)功能改善有關(guān)。

結論

干細胞療法將成為再生醫學(xué)的現代時(shí)代。它是一線(xiàn)希望，有可能拯救生命免于危及生命的疾病。盡管目前它們僅在動(dòng)物身上進(jìn)行實(shí)驗，但未來(lái)它們可能會(huì )成為眾人矚目的焦點(diǎn)。研究人員正在做著(zhù)偉大的工作，并提供更多關(guān)于干細胞療法的信息。有一天，人們相信它們可以治愈許多疾病，如阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥、腦和脊髓損傷、心臟病、糖尿病、關(guān)節炎等。

參考資料：

• 創(chuàng )傷性腦損傷的干細胞治療進(jìn)展https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6700304/
• 新生兒腦損傷的干細胞治療：前景與挑戰https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22162055/
• 神經(jīng)干細胞治療和缺氧缺血性腦損傷https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29758244/
• 兒童創(chuàng )傷性腦損傷的干細胞治療https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fneur.2020.601286/full

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