【日本iPS细胞研究报告(十四)】庆应大学篇:申请脊髓损伤修复临床实验

生命科学 2018年11月21日

2018年11月13日,庆应大学再生医学审查委员会讨论并通过了该校研究团队提交的关于利用iPS细胞(人工诱导多功能干细胞)诱导成的神经干细胞(Neural stem cells,NSCs)移植到严重脊髓损伤患者的临床研究申请(图1)。研究团队已向日本厚生劳动省提请审议,一旦监管部门批准,来年夏天即可正式开始临床试验[1]。

脊髓损伤iPS细胞修复临床试验图解

图1 脊髓损伤iPS细胞修复临床试验图解 (图:《朝日新闻》)

本次临床试验,也将是继理化研究所针对渗出性(新生血管性)年龄相关性黄斑变性疾病(目前已对6名患者实施了手术)、大阪大学瞄向心力衰竭、以及京都大学推进帕金森氏症和再生障碍性贫血之后,iPS细胞在临床应用上的又一重大里程碑事件。

据世界卫生组织统计数据,全世界每年约有25万-50万人会出现脊髓损伤(Spinal Cord Injury, SCI),90%以上是由交通事故、跌伤或暴力等创伤造成。除了暂时性的脊髓震荡(脊髓休克)和可通过手术快速恢复的脊髓受压,通常脊髓损伤主要分为两大类:脊髓全横断(完全性断裂)及脊髓挫伤(不完全性),其中挫伤的脊髓中尚有神经纤维上下贯通。轻者行动不便、头疼难忍,重者半身不遂、全身瘫痪、丧失生育能力和大小便失禁等。中国科学院鞠躬院士曾强调道:“由于脊髓受损伤的发生率高,而且伤者多为青壮年,其预期生命年限与常人相仿,故对伤者及其家属造成了长期的痛苦,也是社会的沉重负担。”

据推算,日本国内大概有20万脊髓损伤患者以上,每年约有5000名新增患者。目前损伤部位尚没有能够完全修复的疗法,仅有选择不多的一些辅助性治疗(图2)。

硬膜外刺激辅助治疗

图2 硬膜外刺激辅助治疗 (图:Epidural Stimulation)

本次临床试验由生理学岡野荣之教授和整形外科中村雅也教授等牵头。首先将京都大学提供的iPS细胞诱导分化出神经干/祖细胞,然后将大约200万个体外培养的细胞注入脊髓损伤部位,以希望重建大脑指令传递和反馈的神经通路,恢复知觉和运动机能(图3)。

脊髓损伤iPS修复流程示意图

图3 脊髓损伤iPS修复流程示意图 (图:《每日新闻》)

本次临床欲招募4名丧失运动和感觉机能的完全瘫痪成年病患,脊髓损伤发生在2-4周以内。会采用抑制剂来控制异体iPS细胞可能带来的排斥反应。为防止被移植细胞形成肿块,移植手术后会进行为期半年的康复治疗和持续一年的观察,来确认治疗的安全性和效果。确认疗效和安全性后,将来再推向损伤时间过长的慢性患者。

岡野教授的团队从1998年就开始着手将ES细胞(胚胎干细胞)用于脊髓损伤患者康复的研究;2010年,研究团队对脊髓损伤的狨猴(Marmosets)(图4)实施了类似的手术,移植入人源iPS细胞诱导分化的神经祖细胞后,成功恢复了步行能力。

狨猴的一种

图4 狨猴的一种 (图:AsiaPix/Getty)

2010年时,美国研究团队利用ES细胞进行了世界上首例临床试验;日本札幌医科大学等则正在尝试利用间充质干细胞来达到治疗目的。本次采用iPS细胞进行临床试验尚属世界首次。

科学期刊《细胞》在2018年7月19日发表的一篇研究报道,美国波士顿大学儿童医院的研究团队将已知可改变神经元兴奋性且能透过血脑屏障的CLP290药物对脊髓挫伤的实验小鼠进行腹腔注射治疗后,80%恢复了行走能力。瑞士洛桑联邦理工学院2018年11月1日在《自然》杂志上发表研究称,通过在脊髓损伤患者的脊髓中包埋电极成功改善了患者的行走机能(图5)。上述化学药物或物理电击疗法配合本次临床试验的干细胞移植再生医疗,极有可能给全球数百万脊髓损伤患者带来一个充满惊喜的明天。

电极包埋法治疗脊髓损伤示意图

图5 电极包埋法治疗脊髓损伤示意图 (图:《朝日新闻》)

供稿 宋傑 东京大学博士
编辑修改 客观日本编辑部

相关链接:
1. 朝日新闻关于庆应大学申请脊髓损伤临床试验报道 [网址]

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