近年来干细胞移植通过不同的给药途径治疗脑中风的临床试验进展
针对中风的细胞疗法的临床试验始于本世纪初，近年来，由于基础研究的有希望的数据，为开展更具创新性和多样化的人体研究铺平了道路。努力的重点是寻找一种安全有效的治疗方法，以刺激大脑中的神经再生并减少患者中风的后遗症。
近年来，西班牙马德里圣卡洛斯医院神经外科在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》细胞和发育生物学前沿杂志发布了一篇名为《我们准备好细胞治疗中风了吗》的文献综述。该综述旨在评估迄今为止发表的使用细胞疗法治疗中风的临床试验并评估其局限性。
中风(Stroke)又称脑卒中，是脑血管出现问题，令脑细胞失去血液、氧气和养分供应，最终令脑细胞受损或死亡，继而影响到该部分脑细胞所控制的功能，例如活动及语言机能，妨碍病患者自我照顾能力。
治疗脑卒中，目前医学上还没有出现行之有效的疗法，传统上都是物理康复，服用维脑路通或曲可芦丁等抗血栓药物治疗，同时通过饮食的干预配合治疗，但是这些只能缓解、减轻部分症状，并不是十分有效的治疗后遗症的方法。干细胞移植术的发展为其提供了新的治疗途径。这是增强和补充中风内源性恢复机制以及修复受损组织和恢复神经功能的关键策略。
迄今为止，大多数干细胞移植治疗脑中风都被用作“概念证明”，或者他们报告了I期或IIa期试验。这些是主要设计用于评估治疗安全性的小型研究（见表 1）。尽管大多数临床试验没有遵循理想的设计参数（多中心、随机、三盲和对照），但它们提供了有用的安全性数据，并且使研究人员能够识别出原本无法预料的局限性。
因此，这篇综述将为使用细胞疗法作为中风治疗方法进行的临床试验提供重要的见解，并强调它们的局限性和益处。由于给药途径是给药治疗的关键参数，因此审查围绕该参数进行。
表1.已发表的关于干细胞治疗中风的文章摘要
在考虑临床试验的设计时，要定义的主要问题之一是给药途径。这通常与治疗所针对的中风的病理阶段以及其他方面有关，例如治疗的安全性水平、细胞类型或剂量。
肠胃外给药途径包括不同的方式：动脉内 (IA)、静脉内 (IV)、腹膜内 (IP) 或鼻内 (IN)。与局部或脑内 (IC) 给药途径相比，这些途径具有侵入性更小、更安全、更舒适的优势。另一个需要考虑的相关问题是这些创新疗法可能产生的不良反应 (AE)。
其中，我们必须区分来自以下方面的影响：（i）治疗，（ii）程序，或（iii）给药途径。出于这个原因，我们将根据给药途径构建不同的已发表临床试验。
IV给药途径是缺血性中风细胞疗法临床研究中最常用的给药途径。该途径涉及通过中央或外周静脉导管进行输注，类似于输血，并且其易于给药使其可以在中风后的早期阶段进行治疗时使用。大多数使用IV给药的临床试验不是以单剂量注射细胞，而是以涉及2至5次注射的方案注射细胞。这种途径的微创性允许重复给药，对患者的风险很小。然而，由于输注细胞的积累，可能会出现并发症，例如肺栓塞或血栓。迄今为止，已经发表了14项使用IV给药的研究。
2011年，在一项对照临床试验运用了有史以来最高剂量的细胞之一：1000万个细胞/kg重量的CD34+细胞。由于患者在急性期接受治疗，因此从BM抽吸物中提取细胞并在持续2小时的过程中通过细胞术分离。该研究招募了被诊断为急性或亚急性中风的患者（中风后0到60小时），6个月后，在没有AE的情况下（通过血液、肝脏和肾脏评估），实验患者有改善的趋势参数。
2012年，在一项初步研究中，12名慢性中风患者接受了扩大的BM-MSCs的静脉注射，随访时间为24个月。目的是确定最终未报告的可能的长期AE，结果显示实验组相对于对照组有改善的趋势。
2014年，从120名随机亚急性脑卒中受试者中，117名完成了为期一年的随访。实验组给予自体BM-MNCs（平均注入28075万个单核细胞，含有290万个CD34+细胞），并使用BI和NIHSS问卷确定疗效。在90天或180天的随访中，无论是在功能测试中还是在神经影像学扫描中，结果都没有显示出两组之间的差异。使用PET和脑电图验证了安全性参数，没有毒性迹象、与肿瘤块相容的新形成或细胞周期的激活。
2015年，在之前的研究的同时，进行了一项I/IIa期临床试验，以评估自体BM-MNCsIV移植的疗效和安全性。
该临床试验的目的是评估将自体骨髓单个核细胞移植到患有严重栓塞性中风的患者体内的可行性和安全性。
主要纳入标准包括脑栓塞患者、年龄20-75岁、美国国立卫生研究院卒中量表 (NIHSS) 评分显示卒中后前7天改善≤5分、卒中后第7天NIHSS评分≥10。中风后7-10天进行骨髓抽吸（25或50mL；每例N=6名患者），并静脉注射骨髓单个核细胞。低剂量组和高剂量组的平均总移植细胞数分别为2.5×10(8) 和3.4×10(8) 细胞。
没有观察到给予骨髓细胞的明显副作用。与较低剂量相比，接受更高剂量骨髓细胞的患者表现出改善神经系统结果的趋势。与治疗后1个月相比，接受细胞治疗的患者在治疗6个月后表现出脑血流量和耗氧代谢率改善的趋势。与历史对照相比，接受细胞治疗的患者的神经系统预后明显更好。
我们的研究结果表明，自体骨髓单个核细胞的静脉移植是安全可行的。细胞疗法有利于神经系统恢复和脑血流和代谢改善的积极结果和趋势强调了使用这种方法进行的更大规模随机对照试验的相关性。
2016年，Bashin的小组发表了第四项临床试验，使用在实验组（n=10）和对照组（n=10）中测试的BM-MNCs。除了通常的神经学量表之外，该方案首次包括评估旁分泌信号作为治疗效果的近似值。
结论： 慢性缺血性脑卒中患者自体单核干细胞输注安全、可耐受。微环境中释放的生长因子（VEGF和BDNF）可能是由于干细胞生态位和神经康复机制的旁分泌假设。
2017年，迄今为止参与中心数量最多的试验于2017年发表。
这是一项在英国和美国的33个中心使用多能成人祖细胞进行的协调多中心试验。这是一项仔细、准确、受控、随机、双盲的研究，并且对实验组进行了分层分配：在症状出现后24-48小时内给予单剂量的4亿或12亿个细胞。尽管没有显著的疗效证据，但治疗的安全性得到了强有力的评估，尽管给予了高剂量，但没有报告特别重要的AE。
同年，一项自体骨髓间充质干细胞治疗慢性卒中的I/II期随机对照试验发布。
目的：检查间充质干细胞（MSC）治疗脑出血伴神经功能障碍一年的安全性和有效性。
方法：从29mL (17-42mL) 自体骨髓中体外扩增MSC。患者被随机分配在相隔4周内接受两次自体MSC或安慰剂静脉注射。在治疗前和治疗完成后的第12周、第16周、第24周、第36周和第60周监测神经功能和临床结果。
结果：平均每次输注4.57×107 (范围：1.43×107-8.40×107) MSC占每公斤体重8.54×105 (2.65× 105-1.45×106) 在两个临床试验。
在MSC治疗后监测一年后，患者在给药时既没有不良事件，也没有新发肿瘤发展的迹象。与接受安慰剂的患者相比，接受MSC治疗的患者在改良Barthel指数、功能独立性测量和扩展的格拉斯哥结果量表方面的神经恢复和临床改善是明显的。
结论： 自体骨髓间充质干细胞静脉给药是安全的，具有改善慢性脑卒中重度残疾患者神经功能的潜力。
2019年，利维等人发表了静脉注射异基因间充质干细胞治疗慢性中风的安全性和初步疗效的I/II期研究。
结果：在15起严重不良事件中，没有一个可能或可能与研究治疗有关。两个轻度不良事件可能与研究治疗、尿路感染和静脉注射部位刺激有关。
在12个月的随访中，所有行为终点都显示出显著的进步。例如，Barthel指数得分增加了6.8±11。P=0.002) 和输注后12个月时增加10.8±15.5个点 ( P<0.001)；实现出色功能结果（Barthel评分≥95）的患者比例从基线时的11.4%增加到6个月时的27.3%和12个月时的35.5%。
结论：慢性卒中和严重功能缺陷患者静脉输注同种异体耐缺血间充质干细胞是安全的，并提示行为改善。这些数据支持在该人群中对该疗法进行随机、安慰剂对照研究。
临床试验注册-URL：
https://www.clinicaltrials.gov。唯一标识符：NCT01297413。
IA给药途径包括通过股动脉或桡动脉穿刺置入同侧大脑中动脉插管。该程序通常由介入放射科医生执行，并且需要在整个过程中进行局部麻醉和患者监测。文献中有五项临床试验使用了这种给药途径，其中三项侧重于亚急性中风（中风后3至9天），两项处于更晚期阶段，即11至17天和90天后中风。五项研究中有四项在提取后数小时内注入了自体BM-MNC，一项研究使用了一组选定的 BM-SC。一般来说，这种策略的好处有限，因为它比IV更具侵入性，并且不如IC给药精确。
2012年，发表了动脉内骨髓单个核细胞治疗缺血性卒中：一项临床试验。
背景和目的：骨髓单个核细胞 (BM-MNC) 动脉内移植可改善缺血性卒中实验模型的恢复。我们旨在评估自体 BM-MNC移植在卒中患者中的安全性、可行性和生物学效应。
方法：在大脑中动脉卒中患者中进行了一项单盲（结果评估者）对照的I/II期试验。自体BM-MNC在中风后5至9天之间进行动脉内注射。进行了长达6个月的随访，并收集了血液样本作为生物标志物。主要结果是该程序的安全性和可行性。次要结果是神经功能的改善。
结果： 连续纳入10例（BM-MNC治疗）和10例对照受试者（BM-MNC未治疗）。术前美国国立卫生研究院卒中量表平均为15.6。平均注射的BM-MNC为 1.59×10(8)。随访期间无死亡、卒中复发或肿瘤形成，但2例在3个月时出现孤立性部分性癫痫发作。移植后，与对照组相比，发现血浆β神经生长因子（β-神经生长因子）水平较高（P=0.02）。180天时神经功能有着显著差异。发现注射的CD34+细胞数量与Barthel指数呈正相关（r=0.56，P=0.09）。
结论：动脉内BM-MNC移植治疗亚急性缺血性卒中是可行的，似乎是安全的。需要更大规模的随机试验来确认BM-MNC移植的安全性并阐明其疗效。
临床试验注册网址：www.clinicaltrials.gov。
唯一标识符：NCT00761982。
大多数使用IC治疗的研究都采用开放标签或单盲设计，因为不可能进行安慰剂脑干预来满足双盲标准。此外，已发表的7项研究中只有一项包括对照组，这使得很难确定IC细胞疗法的效果是否是由于治疗引起的。
2014年，脑卒中患者自体外周血干细胞的脑内植入：一项随机II期研究。
招募了30名患者，在30名患者[PBSC组 (n=15) 和对照组 (n=15)]中进行了一项随机、单盲对照研究，这些患者在6个月至5个月的T2加权MRI上证实了大脑中动脉梗死。中风后数年。
根据美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS；范围：9-20），只有稳定至少3个月的中度严重神经功能障碍的受试者才被纳入研究。PBSC组连续5天接受皮下G-CSF注射（15µg/kg/天），然后立体定向植入3-8×10(6) CD34(+) 免疫分选的PBSC。
所有30名患者均完成了12个月的随访。在研究期间没有发现严重的不良事件。从基线到12个月随访期结束时，PBSC组的卒中量表（NIHSS、ESS和EMS）和功能结果（mRS）的改善显著高于对照组。在每个PBSC治疗的受试者中，基于扩散张量图像 (DTI) 纤维束成像的纤维数量不对称 (FNA) 评分均有所降低，但在对照组中则没有。FNA分数的降低与NIHSS的改善密切相关。
这项II期研究表明，植入自体CD34(+) PBSC是安全、可行和有效的，可改善功能结果。
2016年，一项神经干细胞移植慢性缺血性中风 (PISCES) 患者的：一项1期首次人体研究。
背景：CTX0E03是一种永生化的人类神经干细胞系，从中开发了一种用于同种异体治疗的药物产品 (CTX-DP)。在大脑中动脉闭塞中风后4周植入CTX-DP的大鼠感觉运动功能的剂量依赖性改善促使研究这种治疗在中风患者中的安全性和耐受性。
方法：我们进行了一项开放标签、单点、剂量递增研究。60岁或以上患有稳定残疾的男性（美国国立卫生研究院卒中量表[NIHSS]评分≥6，改良Rankin量表评分2-4）在缺血性卒中后6-60个月植入单剂量200万、500万、通过立体定向同侧壳核注射1000万或2000万个细胞。临床和脑成像数据收集超过2年。
主要评估指标是安全性（不良事件和神经系统变化）。
该试验已在ClinicalTrials.gov注册，编号为NCT01151124。
发现：2010年9月至2013年1月期间招募了13名男性，其中11人（平均年龄69岁，范围60-82岁）接受了CTX-DP。植入前的中位NIHSS评分为7 (IQR6-8)，中风的平均时间为29 (SD14) 个月。三名男性仅有皮层下梗死，七名患有右脑梗死。没有观察到免疫学或细胞相关的不良事件。其他不良事件与手术或合并症有关。5名患者在T2加权流体衰减反转恢复MRI上观察到注射道周围的高信号。2年时，NIHSS评分的改善范围为0至5（中位数2）分。
结论：单次脑内剂量的CTX-DP多达2000万个细胞没有引起不良事件，并且与改善的神经功能有关。我们的观察结果支持在中风患者中进一步研究CTX-DP。
2019年，开展一项为神经干细胞脑内移植治疗缺血性中风瘫痪的临床试验。
用NSI-566细胞治疗患者，这是一种来自Seneca Biopharma的细胞产品，之前曾用于治疗肌萎缩侧索硬化症和脊髓损伤。这是一个稳定的、主要的贴壁神经SC系，来源于单个人类胎儿脊髓，并且它们已经在没有基因修饰的情况下进行了表观遗传扩展。
该试验的目的是评估这些细胞在治疗慢性运动性中风引起的偏瘫中的活力和安全性。该设计由三个患者组组成，每组接受1.2、2.4或7.2 ×107的注射细胞，连同他克莫司的免疫抑制剂治疗28天。所有受试者均在手术前5至24个月内开始出现经磁共振成像 (MRI) 验证的持续慢性运动中风，改良Rankin评分[MRS]为 2、3 或 4，Fugl-Meyer运动评分为55或更低。
在12个月的访问中，9名参与者的平均Fugl-Meyer运动评分（FMMS，总分100）显示出16个改善点，平均MRS显示出0.8个改善点，美国国立卫生研究院卒中量表平均改善了3.1个点。对于随访24个月的6名参与者，这些平均变化保持稳定。该治疗在所有剂量下均具有良好的耐受性。纵向MRI研究显示，有证据表明所有9名患者都通过新的神经组织形成来填充空腔。尽管这是一项小型的单臂可行性研究，但结果令人鼓舞，值得进一步研究。
一大多数研究报告的 AE 或并发症比IV或IA给药更多，因为干预本身具有更高的风险。不幸的是，使用IC给药途径的临床试验结果并不支持相对于其他两种途径的更大功效，尽管治疗直接递送至目标区域。
讨论：在这篇综述中，我们分析了大约20项关于使用干细胞治疗中风患者的研究和临床试验的设计和结果。许多研究是在第一阶段或第二阶段进行的，它们为推进这些治疗的研究提供了必要且令人信服的信息。
这篇综述强调了迄今为止发表的临床试验中使用的各种研究设计、规模和标准。因此，很难确定每种方法的优缺点。未来的研究应该旨在克服这种情况，并考虑应用一组通用参数，例如下面考虑的那些。
剂量：细胞疗法的最佳剂量和给药时间尚未确定。这可能取决于不同的因素，例如运用的细胞类型、运用途径、患者的特征和病理阶段。
细胞来源：对于治疗中风的最合适的细胞表型，尚无共识。
细胞存活：不同的因素可能会影响细胞存活，这已经出现在不同的研究中。由于受影响区域的血流受限、缺氧、营养因子、氧化应激或炎症，我们应用治疗的中风阶段可能会限制细胞存活。
就给药途径和使用的最佳细胞类型得出一个明确的结论可能是难以解决的问题之一，有许多不同方向的争论。
目前，几乎所有已发表的临床试验都证明了安全性。仅记录了与该程序相关的零星不良反应，而不是由于治疗引起的。
尽管不同研究中采用的随访时间存在异质性，但尽管有相关成本，但建议至少随访一年似乎是合理的，因为大多数数据丢失发生在3-6个月的随访期内。
根据在临床试验中获得的数据，细胞疗法作为中风的治疗似乎是安全的。所研究患者的后遗症有临床改善的趋势，但没有达到一致的统计学意义。未来的临床试验应旨在纳入统一标准。
目前，关于干细胞治疗脑中风的临床研究正在全球范围内开展，也有许多已经开展了更为深入的临床试验，随着我国近年来细胞政策的逐渐开放，政府的支持与鼓励，以及细胞政策的不断完善，都将推动这一进程快速向前，让干细胞能够惠及更多脑中风患者，为他们解除病痛烦恼。
参考资料：Rascón-Ramírez FJ, Esteban-García N, Barcia JA, Trondin A, Nombela C and Sánchez-Sánchez-Rojas L (2021) Are We Ready for Cell Therapy to Treat Stroke? Front. Cell Dev. Biol. 9:621645. doi: 10.3389/fcell.2021.621645.