腦損傷是全球普遍存在的問題，本文探討干細胞治療在腦修復中的應用。
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介紹：人類大腦由數十億個神經元組成。其自我修復能力往往有限。傳統的治療方式對創傷性腦損傷、中風和神經退行性疾病等神經系統疾病的療效甚微；然而，這種治療方法通常無法恢復失去的功能或逆轉損傷。干細胞療法被認為是一種革命性的方法，有望修復和再生受損的腦組織。
創傷性腦損傷 (TBI) 是全球范圍內的重大健康問題。目前，臨床上尚無有效的治療方法可以增強患者的神經結構修復和功能恢復。最近的研究表明，成年哺乳動物大腦神經源性區域中的成體神經干細胞通常在應對中樞神經系統 (CNS) 損傷時具有再生和修復作用。或者，細胞移植是一種修復和再生受傷腦細胞的潛在技術。本文討論了神經干細胞修復受傷大腦的潛力，目標是調節內源性成體神經發生。此外，它促進創傷性腦損傷后的再生。神經干細胞還具有進行神經移植以修復受傷大腦的能力。
干細胞療法如何修復大腦疾病-綜合評論
什么是干細胞療法？
干細胞是特殊的細胞，可以發育成體內各種細胞類型。它們可以自我繁殖和更新，使其成為再生醫學的資源。干細胞療法涉及利用這些細胞的再生潛力來修復或替換受損組織。
兩種類型的干細胞在腦修復方面表現出特別好的前景：
- 胚胎干細胞（ESC）。
- 誘導性多能干細胞 (iPSC)。
胚胎干細胞 (ESC) 是從早期胚胎中提取的，而 iPSC 則來自經過重新編程以像 ESC 一樣運作的成體細胞。兩者都可以分化成神經細胞，即神經系統的組成部分。
美國每年約有 350,000 人受到嚴重和中度創傷性腦損傷的影響，這種損傷可能導致長期殘疾。這種損傷率已導致美國有 300 多萬人殘疾。盡管創傷性腦損傷后的存活率較高，但美國每年仍有 80,000 人（約）遭受創傷性腦損傷，導致嚴重的長期殘疾。這些損傷包括記憶和行為，并可能導致完全植物人狀態（個人無法進行需要思考或有意識意圖的活動）。這300萬幸存者中的大多數人依靠他人進行日常護理。
各種臨床和動物模型研究表明，嚴重甚至中度創傷性腦損傷可能是由于神經元和白質損失以及進一步的腦萎縮和神經功能障礙造成的。損傷可能是局部損傷，因為它通常出現在急性硬膜下血腫后，也可能是彌漫性損傷，并伴有明顯延遲的神經元損失，因為它通常發生在彌漫性軸突損傷后。迄今為止，尚無有效的創傷性腦損傷治療方法。
目前的治療方法通常旨在減少二次創傷的程度，而不是修復原發性損傷造成的損害。創傷性腦損傷后，海馬體特別容易受到二次損傷。與學習和記憶問題相關的海馬體損傷是腦損傷的標志。它們是創傷性腦損傷中最具破壞性的缺陷，因為它們會通過損害就業和社交互動來阻止患者重新融入日常生活。
干細胞療法修復大腦疾病的作用機制是什么？
當干細胞被輸送到大腦時，它可以通過多種機制發揮治療作用：
- 細胞替代：干細胞可以分裂成神經元、星形膠質細胞（一種神經膠質細胞亞型，構成人類中樞神經系統 (CNS) 中的大多數細胞）和其他神經細胞類型，從而替代受損或腦丟失的細胞。
- 微環境的調節：干細胞可以改變大腦的局部微環境，增強組織修復、新血管的形成（血管生成）和神經回路重塑。
- 神經保護：干細胞產生營養因子和細胞因子，促進減少炎癥、提高細胞存活率并保護現有神經元免受進一步損害。
在神經系統疾病中干細胞治療有何應用？
干細胞療法已顯示出對多種神經系統疾病的良好效果，包括：
中風：干細胞已顯示出通過增強神經可塑性和血管生成以及替換受損的神經元和神經膠質細胞來促進中風后恢復的潛力。
近年來，干細胞治療研究快速發展，臨床醫生也越來越重視干細胞移植治療腦中風的療效，而國內利用干細胞治療腦中風開始的也比較早。
早在2004年就已經開展了首個臨床研究，北京武警總醫院和哈爾并醫科大學第二附屬醫院共招募患者50名，所有患者進行3次腰椎穿刺蛛網膜下腔植入神經干細胞，術后患者功能獨立性評定FIM有顯著改善。
2006年，深圳市第六人民醫院應用臍血干細胞治療了64例腦卒中后遺癥患者，治療后兩組血清NGF水平明顯高于治療前，且研究組高于對照組，這說明了臍血干細胞移植后能有效提高患者外周血NGF含量，從而支持神經元的營養存活。
2008年，海軍總醫院科研團隊通過腦立體定向移植干細胞治療了16名腦出血患者，手術后6個月臨床癥狀改善，有效率達81.25%(13例/16例),本組16例術前FIM評分平均為90.21±2.32,術后1個月為92.76±1.89,術后6個月平均為96.37±3.83.各組比較差異有顯著性意義。
2011年1月至2013年9月河南大學第一附屬醫院對100例老年腦出血患者進行分組，兩組各50例，治療組50例在腦出血后6個月在立體定向下行自體干細胞移植治療，顯示兩組FIM評分、神經功能缺損評分差異有統計學意義。
2018年，南方醫科大學珠江醫院的科研團隊完成一項為期4年涉及18名患者的研究結果，證明了實驗室擴增的自體內皮祖細胞治療缺血性中風的長期安全性。
創傷性腦損傷 (TBI)：干細胞移植已被研究作為 TBI 的治療策略，以促進組織修復、減少炎癥并改善認知和運動功能。
2022年，上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院神經外科腦損傷中心、上海市顱腦創傷研究所、上海交大醫學院上海市腫瘤微環境與炎癥重點實驗室生物化學與分子細胞生物學系、上海安集協康生物技術股份有限公司、德克薩斯大學西南醫學中心病理學系聯合發表了關于人源神經干細胞治療創傷性腦損傷的科研新進展。
神經退行性疾病：對于帕金森病、阿爾茨海默病和亨廷頓病，MSC能夠分泌神經生長因子以促進神經元再生，也能夠抑制神經退行性疾病發病過程中的神經炎癥反應。因此，MSC在治療神經退行性疾病方面具有廣闊前景。
MSC是一類可自我更新和多向分化的多能干細胞，具有一定的神經組織修復及免疫調節功能。MSC治療神經退行性疾病的機制仍在探索中，部分研究表明可能涉及的治療機制有以下幾種：分泌神經營養因子、調節神經炎癥、分泌外泌體、線粒體轉移等。近年一些研究陸續在體內和體外證實了這些治療機制，并且新的治療機制還在進一步探索中。
臨床進展如何？面臨哪些挑戰？
雖然臨床前研究表明干細胞療法對動物腦修復有效，但在臨床實踐中復制這些發現可能具有挑戰性。這些包括
- 安全問題：必須確保干細胞移植的安全性，包括免疫排斥、腫瘤發生和細胞行為異常的風險，這仍然是一個突出的挑戰。
- 優化遞送方法：開發有效的遞送技術來針對大腦的某些區域并實現最佳的細胞植入和存活對于治療成功至關重要。
- 患者選擇和標準化：確定合適的患者群體、加強治療方案和標準化結果測量對于進行認真的臨床試驗和評估治療效果至關重要。
盡管存在這些挑戰，正在進行的研究仍致力于推進干細胞治療以修復大腦。基因編輯、組織工程和生物材料等新興技術有望提高干細胞治療的安全性和有效性。此外，研究人員、臨床醫生和行業合作伙伴之間的跨學科聯盟對于改善干細胞療法的轉化至關重要。
結論：干細胞療法代表了神經系統疾病治療模式的轉變。它可以修復失去的功能，改善全球數百萬患者的生活質量。盡管存在各種挑戰，但該領域的科學發現和創新步伐迅速，表明大腦修復和再生的前景更加光明。隨著對研究、臨床開發和監管監督的持續投入，干細胞療法有能力徹底改變神經系統護理的方式，為更好地治療腦損傷帶來希望。
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