神經(jīng)干細(xì)胞

      近來(lái)，神經(jīng)干細(xì)胞移植也許能治療一些難治性疾病的前景鼓舞了醫(yī)患雙方，成為臨床研究的熱門課題。但目前我國(guó)該領(lǐng)域工作還處于較低級(jí)階段，實(shí)施中遇到許多問(wèn)題，尤其是已知的神經(jīng)干細(xì)胞移植可能導(dǎo)致某些不良后果。帶著這些問(wèn)題，記者近日對(duì)首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院幾位專家進(jìn)行了訪談。
      張愚教授：神經(jīng)干細(xì)胞移植可能會(huì)導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生
      張愚：宣武醫(yī)院細(xì)胞治療中心主任。1989～1994年在美國(guó)西北大學(xué)讀博，1994～2000年在斯坦福大學(xué)學(xué)習(xí)。承擔(dān)人事部擇優(yōu)資助項(xiàng)目，國(guó)家重點(diǎn)“973”及北京市科委重大項(xiàng)目，在知名國(guó)際期刊發(fā)表論文7篇，在干細(xì)胞研究方面具有較高造詣。
      近年研究表明，胚胎干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞在體外的培養(yǎng)中都可以分化成為神經(jīng)細(xì)胞，并且已經(jīng)在小鼠、大鼠模型移植實(shí)驗(yàn)中取得明顯療效。另外，考慮到這些細(xì)胞取材比較困難，有的學(xué)者將目光轉(zhuǎn)向取材相對(duì)容易的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞，這些細(xì)胞可以自體移植以規(guī)避免疫排斥，而且可以轉(zhuǎn)化/分化成神經(jīng)細(xì)胞并產(chǎn)生療效，具有優(yōu)越性。基于這些結(jié)果，人們一度樂(lè)觀地認(rèn)為，細(xì)胞治療的臨床應(yīng)用已經(jīng)指日可待。
      但遺憾的是，有同樣多的問(wèn)題阻礙了干細(xì)胞移植向臨床的推進(jìn)，集中在以下方面：
      第一，雖然胚胎干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞在體外培養(yǎng)中都可以分化為神經(jīng)細(xì)胞，但是分化成為特定神經(jīng)細(xì)胞的比例并不高，而且每次人工誘導(dǎo)分化都存在一定程度的差異，無(wú)法做到產(chǎn)出細(xì)胞完全均一。將尚未標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程及其所產(chǎn)出的具有相當(dāng)隨機(jī)性的細(xì)胞直接移植給患者，這是難以想象的。
      第二，其他組織干細(xì)胞如骨髓來(lái)源的干細(xì)胞，盡管也能向神經(jīng)細(xì)胞分化，但幾乎沒(méi)有實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明這些具有神經(jīng)細(xì)胞抗原標(biāo)記的跨胚層分化細(xì)胞，的確是有功能的神經(jīng)細(xì)胞。
      第三，先前進(jìn)行的移植實(shí)驗(yàn)，甚至臨床實(shí)驗(yàn)，所觀察到的療效沒(méi)有提供令人信服的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，腦卒中移植治療沒(méi)有證據(jù)說(shuō)明移植細(xì)胞可以通過(guò)梗死區(qū)和下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元建立功能聯(lián)系;帕金森病的細(xì)胞治療出現(xiàn)的療效和移植細(xì)胞生存狀態(tài)不相匹配的問(wèn)題等。與此同時(shí)，已經(jīng)進(jìn)行的很多臨床實(shí)驗(yàn)都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期療效，無(wú)法為細(xì)胞移植治療的可靠性提供直接證據(jù)。
      第四，干細(xì)胞存在致瘤性是國(guó)際共識(shí)和研究焦點(diǎn)。北京大學(xué)干細(xì)胞中心則證實(shí)，成熟度相對(duì)高的神經(jīng)干細(xì)胞移植后同樣具有較高的致瘤性。宣武醫(yī)院的研究表明，胚胎干細(xì)胞分化出的細(xì)胞移植后，在發(fā)揮療效的同時(shí)，具有較強(qiáng)的致瘤性。從理論上講，只要具有分裂增生能力的細(xì)胞被植入動(dòng)物體，就具有形成腫瘤的可能。
      當(dāng)然，上述干細(xì)胞研究中面臨的困惑，并沒(méi)有關(guān)閉細(xì)胞替代治療研究的大門，恰恰相反，當(dāng)人們急于進(jìn)行移植治療的熱情趨于理智后，前進(jìn)道路上的問(wèn)題就為新的進(jìn)步提供了契機(jī)。國(guó)際上目前研究的重點(diǎn)集中在靈長(zhǎng)類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，希望能夠系統(tǒng)地通過(guò)細(xì)胞篩選、調(diào)整分化程度等，探索干細(xì)胞移植用于臨床的方法。
      干細(xì)胞移植治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病必須經(jīng)過(guò)靈長(zhǎng)類（猴）動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，這是因?yàn)?，首先，小?dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的生理病理狀況和人相距很遠(yuǎn)，人類要復(fù)雜得多;其次，需要通過(guò)靈長(zhǎng)類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)決定細(xì)胞的用量，植入位點(diǎn)和時(shí)機(jī);最后，也是最關(guān)鍵的一點(diǎn)，需要通過(guò)靈長(zhǎng)類動(dòng)物觀察移植細(xì)胞的致瘤性。少量細(xì)胞移植不長(zhǎng)瘤且具有療效，但到一定數(shù)量的移植，就必然產(chǎn)生腫瘤。究竟是什么細(xì)胞直接產(chǎn)生了腫瘤？神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的根本來(lái)源是什么？這些細(xì)胞的特性是什么？如何保證干細(xì)胞分化潛能的前提下抑制其過(guò)度增殖？還有一系列問(wèn)題等待我們?nèi)ソ鉀Q。因此，只有通過(guò)細(xì)致的臨床前大動(dòng)物（猴）試驗(yàn)，才能進(jìn)入干細(xì)胞技術(shù)廣泛應(yīng)用于臨床的新時(shí)代。
      凌鋒教授：前景誘人但還有關(guān)鍵問(wèn)題需解決
      凌鋒：神經(jīng)外科主任、介入放射診療中心主任。對(duì)脊髓血管畸形的研究居世界領(lǐng)先水平，多項(xiàng)成果被國(guó)際醫(yī)學(xué)界推廣應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)外發(fā)表論文一百多篇，主編的《介入神經(jīng)放射學(xué)》、《介入神經(jīng)放射影像學(xué)》等成為基礎(chǔ)教材。創(chuàng)立了亞澳神經(jīng)介入放射學(xué)會(huì)，被授予“終身名譽(yù)主席”稱號(hào)。目前擔(dān)任中華神經(jīng)外科學(xué)會(huì)血管內(nèi)治療組組長(zhǎng)，世界神經(jīng)介入放射學(xué)聯(lián)合會(huì)教育委員會(huì)主席等職。
      傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞在出生前或出生后不久就不再產(chǎn)生了。這意味著成年動(dòng)物腦和脊髓內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞只能逐漸減少而不能被更新或替代，對(duì)于后天發(fā)生的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷，無(wú)法進(jìn)行修復(fù)，神經(jīng)功能的恢復(fù)也只能依靠鄰近或其他部位中樞結(jié)構(gòu)的代償。
      20世紀(jì)80年代中期，美國(guó)洛克菲勒大學(xué)兩位學(xué)者在研究鳴禽金絲雀的發(fā)聲學(xué)習(xí)行為中，發(fā)現(xiàn)成年鳴禽金絲雀腦中確實(shí)有新的神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生，而且這些神經(jīng)細(xì)胞能夠產(chǎn)生在前腦控制發(fā)聲學(xué)習(xí)的高級(jí)神經(jīng)中樞當(dāng)中。這些神經(jīng)細(xì)胞又是怎么產(chǎn)生的呢？近年研究發(fā)現(xiàn)，成年哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)仍有新的神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生，并證實(shí)在成人腦組織中同樣存在著神經(jīng)干細(xì)胞。一些非神經(jīng)發(fā)生的部位如脊髓，也發(fā)現(xiàn)有成體神經(jīng)干細(xì)胞存在。
      神經(jīng)干細(xì)胞是來(lái)源于神經(jīng)系統(tǒng)或能產(chǎn)生神經(jīng)組織的細(xì)胞，它具有自我更新及增殖能力。成體人腦中有9個(gè)腦區(qū)分布有神經(jīng)干細(xì)胞，其中最重要的腦區(qū)為室管膜下層，緊鄰大腦的側(cè)腦室壁，其神經(jīng)發(fā)生能力可保持終身。其他的兩個(gè)腦區(qū)為海馬的齒狀回和嗅回。
      神經(jīng)干細(xì)胞研究主要在兩個(gè)方面：一是胚胎神經(jīng)干細(xì)胞，但由于涉及社會(huì)倫理問(wèn)題，因而在實(shí)際操作上有困難。另一方面集中在成體神經(jīng)干細(xì)胞，將定向分化或基因工程修飾的神經(jīng)干細(xì)胞移植到中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)部位，或?qū)⑻幱陟o止?fàn)顟B(tài)下相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)干細(xì)胞誘導(dǎo)活化，使它們遷移到特定腦區(qū)，發(fā)育成所需要的神經(jīng)元，以替代疾病中缺乏的神經(jīng)細(xì)胞，將對(duì)帕金森氏病、亨廷頓病、脫髓鞘疾病、老年性癡呆、腦梗塞以及惡性腦腫瘤、脊髓損傷、癲癇等，起到積極治療作用。
      總之，神經(jīng)干細(xì)胞移植對(duì)治療目前常規(guī)方法難以見(jiàn)效的神經(jīng)疾患提供了廣闊的思路和誘人的前景。但是要將NSC大量用于臨床治療之前，還有一些關(guān)鍵問(wèn)題需要解決，而成體神經(jīng)干細(xì)胞研究成果有可能較好地解決這些問(wèn)題。隨著研究的深入，將神經(jīng)干細(xì)胞用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床治療，造福廣大患者，將不會(huì)太遙遠(yuǎn)。
      王茂斌教授：移植的神經(jīng)干細(xì)胞形態(tài)上成活不是神經(jīng)功能恢復(fù)的標(biāo)志
      王茂斌：康復(fù)醫(yī)學(xué)科主任醫(yī)師，現(xiàn)任中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)，中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)康復(fù)醫(yī)師分會(huì)會(huì)長(zhǎng)，中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志副主編，中國(guó)臨床康復(fù)雜志副主編，歐洲康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志編委等職。主編多篇專著。
      神經(jīng)元細(xì)胞再生的研究已成為基礎(chǔ)和臨床重要課題。在神經(jīng)生物學(xué)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的研究中，對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞的研究集中在細(xì)胞的分離、植入細(xì)胞的存活、分化的條件、調(diào)控因子以及移植后形態(tài)學(xué)改變等方面?，F(xiàn)可以觀察到神經(jīng)干細(xì)胞移植后部分存活并有突觸形成，但是仍未解決移植后的神經(jīng)功能恢復(fù)。這就提出以下問(wèn)題：
      一、形態(tài)和功能是不同的問(wèn)題，突觸的存在并不等于信息可以自由傳遞。神經(jīng)發(fā)育學(xué)表明：競(jìng)爭(zhēng)的作用是保持功能的重要機(jī)制。事實(shí)是，在發(fā)育過(guò)程中有相當(dāng)一部分突觸會(huì)退化或處于休眠狀態(tài)（突觸精減），只有少數(shù)（甚至一個(gè)）突觸連接會(huì)發(fā)育并形成有效的活化突觸，從而保證功能的實(shí)現(xiàn)。
      二、突觸的連接是精確而有序的。一定的神經(jīng)突觸只會(huì)向一定的“靶”組織的特定細(xì)胞生長(zhǎng)并連接，而且即使在最佳實(shí)驗(yàn)室條件下，每天的生長(zhǎng)速度也不會(huì)超過(guò)1毫米，也就是說(shuō)，可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間，才有可能形成神經(jīng)元和“靶細(xì)胞”的連接。
      三、神經(jīng)元即使與“靶細(xì)胞”連接成功，也必須經(jīng)過(guò)“易化”（facilitation）才能逐步產(chǎn)生功能性作用。例如必須加大感覺(jué)的輸入，才有可能獲得運(yùn)動(dòng)的輸出。而刺激在時(shí)間和空間上的“積累”是必不可少的。
      四、即使在成年人類研究中，也發(fā)現(xiàn)實(shí)際上在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中大量的突觸是“休眠突觸”，真正發(fā)揮功能的“活化突觸”不過(guò)20％～30％。
      可見(jiàn)，要使成年動(dòng)物或人產(chǎn)生一種新的“功能”，或恢復(fù)已經(jīng)喪失的功能，絕不是在形態(tài)上神經(jīng)干細(xì)胞移植成活并有突觸形成就可以解決的。
      康復(fù)醫(yī)學(xué)是一種專門研究功能恢復(fù)的新學(xué)科，幾十年中，對(duì)如何恢復(fù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能，積累了許多經(jīng)驗(yàn)。隨著神經(jīng)生物學(xué)、神經(jīng)發(fā)育學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、功能神經(jīng)影像學(xué)的發(fā)展，在中樞神經(jīng)功能恢復(fù)的理論上已經(jīng)有了一些新的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)。例如：建立在神經(jīng)發(fā)育的階段理論、神經(jīng)生理學(xué)理論上的早期康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)、主動(dòng)性康復(fù)技術(shù)、預(yù)防性康復(fù)技術(shù)、神經(jīng)肌肉促通技術(shù)（facilitationtechnique）、多重感覺(jué)刺激技術(shù)、功能后果的時(shí)間和劑量依賴性等，都獲得了豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在神經(jīng)科卒中單元中，中樞神經(jīng)康復(fù)治療的作用，已被循證醫(yī)學(xué)證明是很有價(jià)值的，并已被國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可。但康復(fù)處理在神經(jīng)干細(xì)胞移植后的作用還有待進(jìn)一步研究。
      其主要研究方法，一是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，將腦損傷或脊髓損傷后神經(jīng)干細(xì)胞移植的模型大鼠分為至少兩組，一組不經(jīng)康復(fù)性訓(xùn)練，一組加用康復(fù)性訓(xùn)練，評(píng)價(jià)3、6、9、12個(gè)月的運(yùn)動(dòng)功能積分，確定康復(fù)性訓(xùn)練是否有治療價(jià)值。二是直接用患者進(jìn)行研究，即對(duì)經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的、且簽署了志愿同意書的腦損傷或脊髓損傷后神經(jīng)干細(xì)胞移植后的患者，制定嚴(yán)格康復(fù)計(jì)劃，實(shí)行強(qiáng)化康復(fù)，使用國(guó)際上通用的功能評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（如ICF臨床評(píng)定量表，F(xiàn)ugl－Meyer偏癱評(píng)定量表、ASIA截癱評(píng)定量表等），通過(guò)多中心、大樣本的自身對(duì)照來(lái)確定康復(fù)訓(xùn)練是否有利于運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)，評(píng)定時(shí)間也為3、6、9、12個(gè)月。因?yàn)檫@是一種“慢性”實(shí)驗(yàn)或臨床觀察，在統(tǒng)計(jì)分析方面，需要有統(tǒng)計(jì)學(xué)專家參與。
      總之，在神經(jīng)干細(xì)胞移植后，應(yīng)當(dāng)考慮如何使發(fā)生分化的“植入神經(jīng)元”真正地產(chǎn)生功能性作用，這就必須進(jìn)行大量的神經(jīng)康復(fù)學(xué)研究。如果付出巨大的代價(jià)，卻不能使患者的功能改善，則神經(jīng)干細(xì)胞移植就不可能堅(jiān)持下去，神經(jīng)干細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療作用就不會(huì)取得突破性進(jìn)展。