原創(chuàng) 溪子 醫(yī)學(xué)界神經(jīng)病學(xué)頻道

具有開創(chuàng)性意義的研究。

帕金森病（PD）是老年人中常見的神經(jīng)退行性疾病，該病無法治愈，且并發(fā)癥、合并癥多，給患者及家屬常帶來巨大的生活、經(jīng)濟(jì)和心理負(fù)擔(dān)。

隨著人口老齡化的進(jìn)程，我國帕金森患者也逐年增長(zhǎng)。目前的治療主要集中于使用多巴胺能藥物有效控制癥狀，但不能從根本上解決問題，而且，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，藥物治療的益處是有限的。

多年來，人們對(duì)細(xì)胞移植一直很感興趣，認(rèn)為干細(xì)胞治療能夠恢復(fù)多巴胺能神經(jīng)元的數(shù)量和生理功能，理論上可以治療由于多巴胺缺乏引起的帕金森病癥狀，也沒有多巴胺能藥物引起的運(yùn)動(dòng)和神經(jīng)精神不良反應(yīng)。

首次用新型腦細(xì)胞移植治療帕金森病

近期，一項(xiàng)秘密實(shí)驗(yàn)被公布：神經(jīng)外科醫(yī)生將新型神經(jīng)細(xì)胞移植到帕金森病患者腦內(nèi)，這種新型神經(jīng)細(xì)胞是由該男子自己的皮膚細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中誘導(dǎo)成干細(xì)胞，干細(xì)胞分化形成的，這些移植的新型神經(jīng)細(xì)胞可以分泌出多巴胺，來改善帕金森病癥狀。

圖1 從成人皮膚細(xì)胞中產(chǎn)生的干細(xì)胞(左)在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，轉(zhuǎn)化為多巴胺神經(jīng)元(右)

這種技術(shù)也稱為帕金森病的個(gè)性化誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（ipsc）療法，世界僅此一例。

其實(shí)從20世紀(jì)80年代以來，人們就開始研究帕金森病的干細(xì)胞療法，來恢復(fù)致密部黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元功能，細(xì)胞主要來源于異種腎上腺髓質(zhì)或胎兒中腦組織等。這些來源的細(xì)胞存在著倫理與排斥的問題。

移植胎兒腦組織，一次移植可能需要16個(gè)胎兒腦組織，有悖倫理且效果差；異種腎上腺髓質(zhì)需要克服身體的排斥反應(yīng)，需要強(qiáng)大的免疫抑制來解這一問題，效果也是不盡人如意。

而這項(xiàng)移植實(shí)驗(yàn)的神奇的地方在于規(guī)避了上述兩項(xiàng)主要的副作用。

既往在人源化小鼠模型(包括外周血單核細(xì)胞)中進(jìn)行的試驗(yàn)表明，這些新型腦細(xì)胞缺乏免疫原性。所以新型腦細(xì)胞被植入到帕金森病患者的大腦中(左半球和右半球，間隔6個(gè)月)后不需要免疫抑制。

圖2 人源化小鼠中腦多巴胺能祖細(xì)胞（mDAP）的免疫原性

這是第一次將這種“重新編程”的細(xì)胞用于治療退化性大腦疾病，具有開創(chuàng)性意義。5月14日，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》(NEJM)也報(bào)告了該研究。

移植后的效果如何呢？

這名帕金森患者名叫George Lopez，他曾是一名醫(yī)生。2013年，他因?yàn)樗幬锂a(chǎn)生耐受性，病情開始加重，出現(xiàn)顫抖加重、行走能力下降等癥狀，情況非常糟糕，他覺得自己大限將至。

George Lopez接受植入手術(shù)后的第1、3、6、9、12個(gè)月及之后的每6個(gè)月，都會(huì)進(jìn)行神經(jīng)學(xué)檢查并評(píng)估帕金森病特異性措施的療效（圖3）。評(píng)估包括國際運(yùn)動(dòng)障礙學(xué)會(huì)統(tǒng)一帕金森病評(píng)定量表MDS-UPDRS第三部分(評(píng)分范圍從0到132分，較高的評(píng)分表明帕金森運(yùn)動(dòng)癥狀較差)，和39項(xiàng)帕金森病問卷(PDQ-39；得分范圍從0到156，分?jǐn)?shù)越高表明生活質(zhì)量越差)。

圖3 帕金森病相關(guān)運(yùn)動(dòng)功能和生活質(zhì)量的初步臨床評(píng)估

注：6個(gè)月時(shí)的虛線表示第二次植入的時(shí)間。

在第一次植入（左側(cè)）后24個(gè)月和第二次植入（右側(cè)）后18個(gè)月，患者報(bào)告沒有不良事件或功能下降。

在第一次植入后3個(gè)月， PET-CT成像顯示，殼核內(nèi)6-18F-氟-L-多巴(18F-DOPA)（評(píng)估黑質(zhì)部位神經(jīng)元細(xì)胞合成多巴胺的能力）攝取較基線開始下降，隨后在右側(cè)大腦（移植后18個(gè)月）和左側(cè)大腦（移植后24個(gè)月）都有小幅上升（圖4A），在靠近移植物位點(diǎn)的后殼核最顯著。

從顏色強(qiáng)度表和所選分區(qū)的數(shù)量比較中可以看出（圖4A），右側(cè)(第二次植入)的活性增加大于左側(cè)，這可能與第二次植入的手術(shù)效率提高有關(guān)，包括從獲取細(xì)胞到植入的時(shí)間縮短。

圖4 成像

植入后6個(gè)月的MRI和之后隨訪的檢查都顯示，手術(shù)區(qū)域附近的T2加權(quán)信號(hào)強(qiáng)度增加更為顯著（圖4B），在白質(zhì)最為顯著。

總而言之，ipsc來源的移植物均成功移植至目的部位。18F-DOPA PET信號(hào)在后殼核移植部位及附近較為顯著，從而改善帕金森病的典型癥狀。

這項(xiàng)“神奇”研究的誕生過程

George Lopez棄醫(yī)從商后，積累了一筆財(cái)富，機(jī)緣巧合之下，他出資200萬美元給麥克萊恩醫(yī)院 (McLean Hospital) 生物學(xué)家Kwang-Soo Kim實(shí)驗(yàn)室。

圖5 George Lopez，他的200萬美元支票資助了早期實(shí)驗(yàn)

而這種新型腦細(xì)胞的產(chǎn)生就出自于Kwang-Soo Kim實(shí)驗(yàn)室。

圖6 Kwang-Soo Kim

2009年，他發(fā)表了一篇廣受贊譽(yù)的論文，描述了如何安全地將成人成纖維細(xì)胞(皮膚中的結(jié)締組織細(xì)胞)轉(zhuǎn)化為ipsc。這種ipsc幾乎像胚胎細(xì)胞一樣，能夠分化為肌肉、心臟、肝臟、大腦等各種組織，但僅限于理論突破。

直到2012年，日本東京大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)教授中內(nèi)啟光實(shí)驗(yàn)室，利用一種標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室病毒將四種“重新編程的基因”導(dǎo)入成纖維細(xì)胞，讓未成熟的細(xì)胞能夠發(fā)育成體內(nèi)所有類型的細(xì)胞。中內(nèi)啟光因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

Kwang-Soo Kim也在中內(nèi)啟光的研究中受到啟發(fā)，取得了重大進(jìn)展。

當(dāng)時(shí)，一些科學(xué)家擔(dān)心“重新編程的基因”可能會(huì)落在細(xì)胞染色體的錯(cuò)誤位置，無意中滅活腫瘤抑制基因，或激活致癌基因。

Kwang-Soo Kim較為認(rèn)可這一推論，那這些細(xì)胞被用于治療將是一場(chǎng)災(zāi)難。

經(jīng)過多年的反復(fù)試驗(yàn)，Kwang-Soo Kim已經(jīng)在大腸桿菌中生產(chǎn)出4個(gè)Yamanaka因子，并將它們純化附著在一個(gè)小分子上（一種肽，可以穿過細(xì)胞壁），推動(dòng)多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)元。

盡管這個(gè)方法受到了其他的干細(xì)胞專家質(zhì)疑，但Kwang-Soo Kim還是堅(jiān)持了下來。

當(dāng)Kwang-Soo Kim準(zhǔn)備擴(kuò)大ipsc生產(chǎn)時(shí)，他的實(shí)驗(yàn)室可以使大腸桿菌只生產(chǎn)4種Yamanaka因子中的2種，他需要一個(gè)更具規(guī)模實(shí)驗(yàn)室和強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來支撐，可惜的是，他的經(jīng)費(fèi)被美國政府削減了。

就在這時(shí)，George Lopez資助了Kwang-Soo Kim。

Kwang-Soo Kim聘請(qǐng)了更多幫手，加快了他的實(shí)驗(yàn)速度。Kwang-Soo Kim和他的團(tuán)隊(duì)一個(gè)接一個(gè)地解決了阻礙他ipsc配方擴(kuò)大的障礙。至關(guān)重要的是，他們讓ipsc轉(zhuǎn)化為中腦多巴胺神經(jīng)元更簡(jiǎn)單。

Kwang-Soo Kim非常希望這些神經(jīng)元能夠治愈帕金森病。

消滅多余的未分化的細(xì)胞

因?yàn)槭Ｓ嗟膇psc可以為腫瘤提供種子，所以移植給患者的腦細(xì)胞不能存在ipsc，也就是要將ipsc百分百轉(zhuǎn)化為腦細(xì)胞。

但Kwang-Soo Kim發(fā)現(xiàn)，即使ipsc在分化兩到三周后，仍有未分化的細(xì)胞，這是致命問題。

他和同事們仔細(xì)研究了一個(gè)化合物數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)槲皮素（黃酮醇類化合物）會(huì)完全去除ipsc。

解決這個(gè)問題后，他們生產(chǎn)出來的新型腦細(xì)胞能夠移植給患者了。

一切似乎都已準(zhǔn)備就緒，但還有最后一個(gè)障礙

馬薩諸塞州總醫(yī)院(MGH)外科醫(yī)生Jeffrey Schweitze（準(zhǔn)備這次手術(shù)的醫(yī)生）從既往胎兒細(xì)胞移植失敗中吸取了教訓(xùn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改善。

Jeffrey Schweitzer說道：“現(xiàn)有的設(shè)備無法把細(xì)胞傳送到大腦，需要一根“針”把細(xì)胞送到一個(gè)精確的位置，并且避免擠壓它們。因?yàn)榧韧囼?yàn)表明，超過90%的細(xì)胞在移植后不久就死亡了，可能是因?yàn)獒橆^把細(xì)胞像一個(gè)大球一樣扎進(jìn)大腦，這使得細(xì)胞無法獲得氧氣或營(yíng)養(yǎng)?！?/p>

因此，Jeffrey Schweitzer開發(fā)了一種電動(dòng)注射器，這種注射器“可以防止針頭底部的細(xì)胞被噴出來”，而且“在抽出針頭的同時(shí)”將它們沉淀下來。

但還有一個(gè)問題，將針頭插入患者顱骨的設(shè)備與MGH的成像設(shè)備不兼容。最終，Jeffrey Schweitze在前同事的幫助下在康奈爾大學(xué)得到了必要的硬件設(shè)備。

研究經(jīng)過食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)（一項(xiàng)只有一名患者參與的實(shí)驗(yàn)）及監(jiān)管指導(dǎo)下，手術(shù)于2018年開始。

經(jīng)歷四個(gè)小時(shí)的手術(shù)，George Lopez還沒有躺回醫(yī)院的病床，就感到自己的肌肉在增強(qiáng)，顫抖消失了，甚至要和前來檢查他的外科醫(yī)生扳手腕。

George Lopez告訴他的私人助理，他想離開醫(yī)院出去走走。George Lopez在他的兒子和助手在萬里無云的天空下，沿著百老匯大街走了兩英里，來到時(shí)代廣場(chǎng)。

而這一切僅發(fā)生在George Lopez手術(shù)后的幾個(gè)小時(shí)。

需要更嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)來證明這項(xiàng)研究有效

手術(shù)一年后，當(dāng)George Lopez和他的醫(yī)生們回憶起這段傳奇故事時(shí)，醫(yī)生不否認(rèn)George Lopez在接受細(xì)胞移植后感覺和行動(dòng)能力都有所改善，但這并不能證明移植有效。

George Lopez手術(shù)后的多巴胺水平偏高，讓他有恢復(fù)如初的感覺，但這種感覺只持續(xù)了兩天，就回到了基線水平，之后沒有惡化，但也沒有好轉(zhuǎn)。但不管如何，也算阻止了George Lopez病情惡化及穩(wěn)定了他的情緒。

現(xiàn)任馬薩諸塞州總醫(yī)院神經(jīng)外科主任的Carter說道：“我們以前見過這種‘我感覺好多了’的患者，但多巴胺神經(jīng)元祖細(xì)胞需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能與現(xiàn)有的神經(jīng)元形成突觸，從而開始恢復(fù)失去的運(yùn)動(dòng)功能。”

研究人員也強(qiáng)調(diào)，從目前來說，移植最多只能顯示出適度的效果，因?yàn)镚eorge Lopez仍然服用與以前一樣多的帕金森藥物。還需要更多時(shí)間來證明移植是否有效，以及更嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)來證明這項(xiàng)療法是否有效。

同時(shí)，因?yàn)镚eorge Lopez在這項(xiàng)研究上花了很多錢，他對(duì)這項(xiàng)的期望很高，可能反映了安慰劑效應(yīng)。

不管如何，George Lopez認(rèn)為移植給了他另一次生命的機(jī)會(huì)，如果沒有植入細(xì)胞，他覺得他已經(jīng)死了。

2018年9月，George Lopez也可以系鞋帶了（之前系不上），還能進(jìn)行自由潛水(這需要力量和姿勢(shì)控制)......

本文審核專家

鄒良玉教授

醫(yī)學(xué)界神經(jīng)病學(xué)兼職主編

鄒良玉教授博士畢業(yè)于香港大學(xué)醫(yī)學(xué)院，博士后畢業(yè)于哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院，現(xiàn)任深圳市人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，主任醫(yī)師，副主任；暨南大學(xué)博士研究生導(dǎo)師。

擔(dān)任國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目主持者，評(píng)審專家；中國卒中學(xué)會(huì)青年委員；中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會(huì)卒中預(yù)防與控制專業(yè)委員會(huì)青年委員會(huì)委員；廣東省卒中學(xué)會(huì)卒中后認(rèn)知障礙分會(huì)副主任委員；廣東省健康管理學(xué)會(huì)腦血管病防治與健康促進(jìn)專業(yè)委員會(huì)副主任委員；廣東省卒中學(xué)會(huì)委員；廣東省醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)委員，癡呆學(xué)組組員；廣東省醫(yī)師協(xié)會(huì)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)委員；深圳市醫(yī)師協(xié)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)癡呆與認(rèn)知障礙學(xué)組組長(zhǎng)。

參考來源：

1.N Engl J Med 2020；382：1926-1932 DOI：10.1056 / NEJMoa1915872.

2.https://www.statnews.com/2020/05/12/medical-first-parkinsons-brain-cell-transplant-stem-cells/

3.https://www.statnews.com/2020/05/14/ethics-questions-swirl-around-historic-parkinsons-experiment/

本文首發(fā)：醫(yī)學(xué)界神經(jīng)病學(xué)頻道

本文作者：溪子

責(zé)任編輯：章麗

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