新生儿缺氧缺血性脑病迎来干细胞治疗新策略

谁能想到,新生儿也会因为窒息而丧命?

许多刚刚晋升宝爸宝妈的年轻人可能没有意识到,就算胎儿已经平顺娩出,却依旧可能发生呼吸或循环障碍。而这个过程很可能十分隐蔽,孩子在生后1分钟内如果无自主呼吸或未能建立规律呼吸,便会发作低氧血症、高碳酸血症和酸中毒等症状。

医学上把怀孕28周到产后一周这一分娩前后的重要时期称为围产期。在围产期内因窒息而导致新生儿大脑缺氧缺血性损害并不鲜见,这其中发病率最高的病症之一便是新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxie-ischemic encephalopathy HIE)

数据指出,HIE的发生率占活产儿的4‰-6‰,是新生儿死亡和婴幼儿神经系统功能障碍的主要原因。其发病原因主要涉及母体大出血、妊娠高血压综合征、心肺疾病、胎盘异常(胎盘早剖、前置胎盘等)及胎儿宫内发育迟缓、早产儿、脐带绕颈或脱垂,也可能与产时滞产、急产、胎位异常、麻醉药过量等因素有关。

罹患HIE的新生儿根据发病情况分为三个等级,其中重度HIE的症状包括昏迷,肌张力极度低下或间歇性伸肌张力增高,各类反射消失,瞳孔不等大或扩大,惊厥频繁,呼吸不规则、呼吸暂停甚至出现呼吸衰竭。最令人揪心的是,脑损伤带来的终身伤痛在现有技术下基本无法治愈,例如癫痫、脑瘫、运动和认知能力下降、注意力缺陷多动障碍和行为残疾等一系列神经系统后遗症。

临床手段以亚低温治疗为主,但亚低温治疗成功率并不理想,在接受低温治疗的新生儿中,仍有40%-55%的小患者在12-24个月龄时死亡或出现中重度神经发育障碍。亚低温联合药物治疗是当下的研究方向之一,但对新生儿而言,药物选择余地小,生物利用度和不良反应也限制了药物发挥。人们亟需一种可靠、副作用小的HIE治疗方式。

医学研究者想到,针对神经系统疾病可以适度补充神经营养因子——后者是神经元存活和修复的主要介质。实际上,无论是婴儿还是成人都存在一定神经系统自我修复能力,只是这一能力较弱,在机械损伤后难以自疗恢复神经功能。例如,在大脑损伤后神经生长因子和脑源性神经营养因子的表达上调,有助于促进神经再生。

为此,中国人民解放军海军总医院儿科的研究团队在2003年7月至2004年12月间进行了新生鼠缺氧缺血性脑损伤后经脑室人神经干细胞(neural stem cell,NSCs)移植的实验研究。其采集人体自然流产的孕12周人胚胎前脑组织,通过机械分散法制备单细胞悬液,并接种表皮生长因子EGF、成纤维细胞生长因子bFGF、白血病抑制因子LIF等,获得人神经干细胞。随后将培养的人神经干细胞移植至SD新生大鼠模型,观察发现移植细胞可广泛迁移并达到损伤区,最终分化为功能细胞,通过替代变性坏死的宿主神经细胞以修复受损组织。

此外,也有研究人员撰文报告一例经脑室注射人神经干细胞治疗重度缺氧缺血性脑病后遗症婴儿,发现移植28天后患儿肌张力显著改善,智力发育迅速追赶并接近正常同龄水平。研究人员认为,干细胞出色的增殖能力和多向分化潜能可使其经诱导分化为神经元细胞、血管内皮细胞等多种组织器官细胞,此外,其旁分泌功能还可分泌出细胞因子、生长因子及其受体和趋化因子,包括血管内皮生长因子、神经生长因子、调节肽、肿瘤坏死因子等,这对于大脑血管生成、免疫调节和抗纤维化好处显著。

2024年11月13日,复旦大学脑科学研究院熊曼研究员,在《干细胞研究与治疗》(Stem Cell Research & Therapy)杂志发表题为“Transplanted deep-layer cortical neuroblasts integrate into host neural circuits and alleviate motor defects in hypoxic-ischemic encephalopathy injured mice(移植的深层皮层神经母细胞整合到宿主神经环路并改善缺氧缺血性脑病小鼠的运动功能缺陷)”的研究论文。该研究证实神经母细胞移植后可在HIE患者脑内存活,为移植人多能干细胞来源的皮层神经元修复HIE受损皮层神经环路提供了理论依据。

近年来针对HIE的干细胞治疗研究不断获得进展,国外研究者招募了若干重症监护室符合亚低温治疗的HIE患儿,为其静脉注射同种异体脐带组织来源间充质干细胞(hCT-MSCs),临床试验表明在亚低温治疗时联合输注干细胞的治疗方式具有可行性和安全性。

干细胞治疗已成为多种神经系统疾病和儿科疾病的替代策略之一,其最大的优势在于安全可靠,具有较好的推广潜力。不过,针对HIE的干细胞临床研究为数尚少,其具体疗效还存在争议,未来仍需积累实验数据以优化给药途径和移植时机。

参考文献

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[4]栾佐,尹国才,胡晓红,等. 人神经干细胞移植治疗重度新生儿缺氧缺血性脑病一例 [J]. 中华儿科杂志, 2005, (08): 580-583.

[5] https://iobs.fudan.edu.cn/af/40/c17248a700224/page.htm

熊曼团队开发新生儿缺氧缺血性脑病皮层损伤干细胞移植治疗新策略

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