臍血干細胞移植治療腦卒中的作用機制

陳佳婧李 治*

（1 吉林大學醫學部，吉林 長春 130012；2 沈陽醫學院奉天醫院，遼寧 沈陽 110024）

臍血干細胞移植治療腦卒中的作用機制

陳佳婧1李 治2*

（1 吉林大學醫學部，吉林 長春 130012；2 沈陽醫學院奉天醫院，遼寧 沈陽 110024）

臍血干細胞；移植；腦卒中；作用機制

腦卒中后形成的瘢痕組織會阻礙神經元的再生，而且神經纖維組織的變性、壞死以及中樞神經系統內微環境的改變等會妨礙神經系統的恢復，從而形成各種后遺癥，主要臨床表現為：一側肢體癱瘓或感覺障礙；意識、認知、語言、記憶力、排尿排便、性功能等障礙；肌肉不同程度的萎縮等。

過去，腦卒中屬于難治性疾病，因為中樞神經被認為是無再生能力的，損壞的神經是不可修復和再生的，但是近年來經臨床實驗研究發現，損傷的神經軸突在周圍環境改變后會產生再生能力從而恢復部分中樞神經功能[1]。胚胎脊髓組織移植、神經干細胞移植、許旺細胞移植、巨噬細胞移植、臍血干細胞移植[2]等方法均具有改變中樞神經損傷的局部環境并幫助損傷的神經軸突再生的作用[3]，其中臍血干細胞移植還能幫助部分損傷的神經恢復局部功能。

1 干細胞（stem cells，SC）

是一種分化不充分，還未成熟的細胞，具有自我復制及再生各種組織器官和人體的多潛能細胞，醫學界稱為“萬用細胞”。根據干細胞所處的發育階段分為胚胎干細胞（embryonic stem cell，ES細胞）和成體干細胞（somatic stem cell）。根據干細胞的發育潛能分為三類：全能干細胞（totipotent stem cell，TSC）、多能干細胞（pluripotent stem cell）和單能干細胞（unipotent stem cell）。

2 臍血干細胞移植（CBSCT）

亦稱臍血移植，是造血干細胞移植技術之一，是目前治療血液系統疾病、免疫系統缺陷病及惡性腫瘤的主要手段之一。自1988年法國人Gluckman和Colleagues應用臍血治療第1例患Fanconi氏貧血的5歲兒童取得成功以來[4]，醫學界已經開始實施臍血干細胞移植并且成功病例已經超過兩萬個[5]，如今，運用臍血干細胞移植治療的疾病已經超過80種[6]，包括白血病、再生障礙性貧血、地中海貧血、淋巴瘤、多發性骨髓瘤、免疫系統缺陷病、腦癱、顱腦惡性腫瘤、腦及脊髓損傷、糖尿病等。

3 臍血干細胞移植治療腦卒中的過程

①詳細了解患者的病史以及患者的臨床表現，確定是否適合臍血干細胞移植治療并對患者的預后做出正確的評估。②選擇合適的臍血，分離培養干細胞。③選擇合適的移植方式，進行干細胞移植。④術后密切監測患者的各項生命體征。⑤術后1周進行康復訓練或采取高壓氧治療。

4 腦卒中患者的臍血干細胞移植治療

①適應證：腦出血患者處于病情穩定期；腦梗死患者處于腦血栓形成期、腦梗死期、腔隙性梗死期、腦中風后遺癥恢復期；經各項檢查確定患者無心、肝、腎等主要臟器功能障礙者。②細胞種類：臍血單個核細胞、臍血單個核細胞-神經誘導、臍血間充質干細胞、臍血間充質干細胞-神經誘導；間充質干細胞及胚胎神經干細胞聯合或（交替）移植。③移植方式：腦出血患者采用靜脈點滴輸注、定向移植、鞘內注射；腦梗死患者采用靜脈點滴輸注、鞘內注射、原位注射。④療程：2～4次/月，1個月為1個療程。

5 臍血干細胞移植與骨髓移植比較

骨髓移植所需的骨髓是用針插入骨中進行抽取的，捐獻者術前要進行麻醉，有疼痛感，有時局部會淤血，而臍帶血采集時對產婦、新生兒無影響。骨髓移植時人類白細胞抗原必須要完全相合，但是在同胞間相合的機會也僅是25%，非親屬間的機會是十萬分之一，而臍帶血移植時人類白細胞抗原不要求完全相合，在同胞間適合使用的機會為75%，在非親屬間適合使用的機會也有較大。骨髓移植常會有較重的排斥反應，成為移植失敗的主要原因，而臍帶血移植排斥反應較少，程度較輕。臍帶血干細胞的濃度高達骨髓細胞濃度的10～20倍。

6 臍血干細胞的采集

臍帶血里含有大量的干細胞，臍帶血[7]的采集是在新生兒娩出待胎盤及臍帶與母體和胎兒完全分離以后，取嬰兒端3～8cm臍帶處用兩把止血鉗結扎后切斷臍帶，將嬰兒抱走，在貼近產婦一端的止血鉗處消毒處理后并將針頭插入臍靜脈，臍帶血借助宮縮力自然流入到采血瓶內，每份臍帶可采集到臍帶血為50～150mL，所以采集臍血對母體和胎兒沒有任何的影響。胎盤和臍帶在胎兒出生后原本是要被扔掉的，采集臍血分離干細胞屬于“廢物利用，變廢為寶”。

7 臍帶血的特點

①臍帶血中含有豐富的造血多能干細胞和祖細胞，不僅數量近似或高于骨髓而且增殖能力較骨髓內的強；②有向包括神經細胞在內的各胚層細胞分化的潛能[8]；③臍帶血中的淋巴細胞多數是幼弱型T細胞，功能尚不完全成熟，免疫反應力低，發生移植物抗宿主?。℅VHD）的程度輕、機會少；④臍帶血造血干細胞不僅進入周期的細胞多而且有利于基因導入；⑤臍帶血未受到放射、藥物、毒物、病菌或其他環境污染；⑥臍帶血造血干細胞能夠低溫長期保存；⑦采集臍帶血時不需要對供者進行麻醉，供者不會感到任何痛苦，對供者沒有任何副作用。

8 臍血干細胞的儲存

臍帶血采集后將被儲存在正常新生兒的臍帶血干細胞庫中；一種是自體干細胞庫，為將來嬰兒本人或親屬需要時做儲備，產婦需要簽署“臍帶血自體儲存協議書”并交付一定的費用，如果其他家庭成員和無關第三人需要必須經過擁有者同意轉讓后才可取出應用；另一種為異體干細胞庫，產婦必須填寫自愿捐獻榮譽證書，捐獻者及其子女如果需要進行干細胞移植時，可有一次優先配型權，其他家庭成員和無關第三人需要時，通過各種檢測和組織配型適合后取出應用。

9 臍帶血的生物學特性

臍血中的有核細胞CD34+約占1%；CD38、CD33、系相關性膜標記（Lin）、CD45RA、人類白細胞抗原DR（HLA-DR）等膜標志的早期造血干細胞所占的比例也較高；臍血中的單核細胞含有大量的集落形成單位（CFC），主要有紅系爆式形成單位（BFU-E）、粒細胞-巨噬細胞集落形成單位（CFU-GM）、粒細胞-紅細胞-巨噬細胞-巨核細胞集落形成單位（CFU-GEMM）[9]；臍血中還含有的較多的高增殖潛能的原始的集落形成細胞（HPP-CFC）[10]；臍血造血干細胞在體外擴增時有較強的形成集落的能力，對生長因子刺激的比較敏感，進入細胞周期的細胞較多、速度較快；臍血還能自分泌造血因子，具有高增殖和擴增能力[11]；臍血中的T淋巴細胞比較原始，免疫原性較弱，細胞毒性較低，發生移植物抗宿主?。℅VHD）的風險較小。

10 臍帶血的免疫學特性及臨床應用

臍血干細胞既具有多向分化潛能，又具有獨特的免疫調節特性。經過體外培養試驗發現，在混合淋巴細胞培養或有絲分裂刺激中，臍血干細胞能抑制T細胞的增殖反應，在人體內也能發揮其免疫抑制效應，在異基因干細胞的移植中不僅可以促進造血干細胞的植入，還能預防和治療移植物抗宿主病。臍血干細胞具有的弱免疫原性、免疫逃逸和間充質干細胞下調免疫的特性，加上免疫細胞發育不成熟，抗原表達和功能活性均低下，即使是人類白細胞抗原不匹配的干細胞移植，其移植物抗宿主病的發生率也比較低。

11 影響神經干細胞移植效果的因素

①移植干細胞的數量、活力和存活率：移植的干細胞進入患者體內后會受到各種理化因素影響，而且其存活率和細胞活力也會發生變化均會影響神經干細胞移植的效果；據臨床實踐觀察，進入患者體內的干細胞數量、活力及活率與療效成正比。②移植時機、頻率：傷后手術是否成功、損傷的程度、個體差異均會影響神經干細胞移植的效果。③患者的年齡：年輕的患者本身代謝旺盛，細胞更新分裂活躍，神經干細胞移植的效果會比年老的患者好。④移植途徑：據臨床實踐分析局部治療或通過脊髓腔輸注干細胞效果較好。⑤輔助治療：是否配合有助于誘導臍血間質干細胞向神經元細胞轉化的其他治療措施會影響神經干細胞移植的效果。

12 臍血干細胞移植治療腦卒中的研究方向

①采取聯合移植，聯合多種細胞，或聯合應用多種移植方式，取長補短；②解決細胞分化、免疫、調控等在移植中出現的問題；③在臨床中更多的應用神經干細胞的定向誘導、分化及增殖；④使再生神經通過損傷區的時間縮短、神經功能恢復水平進一步提高。

綜上所述，臍血干細胞群體具有分化為神經細胞，改善神經功能缺損的能力，其作用機制為重組損傷，隨著臍血庫的完善以及臍血移植技術的改進，臍血造血干細胞移植技術會成為治療腦卒中的重要臨床方法，將會為千千萬萬的患者及家屬帶來福音。

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[4] Gluckman E,Broxmeyer HA,Auerbach AD,et al.Hematopoietic reconstitution in a patient with Fanconi’s anemia by means of umbilical-cord blood from an HLA-identical sibling[J].N Engl J Med,1989,321(17):1174-1178.

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R743.3

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1671-8194（2013）11-0066-02

*通訊作者