2025年3月24日,日本慶應義塾大學研究團隊宣布,全球首個利用誘導多能干細胞(iPS細胞)治療脊髓損傷(Spinal Cord Injury, SCI)的臨床試驗取得突破性進展:4名受試者中2人運動功能顯著改善,且未觀察到嚴重不良反應。這一里程碑式成果不僅為脊髓損傷再生醫學注入了強心劑,更凸顯了干細胞療法從基礎研究邁向臨床轉化的巨大潛力。然而,iPS細胞的致瘤風險、倫理爭議及高昂成本仍使其臨床應用面臨挑戰。

在此背景下,間充質干細胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)因其免疫調節、旁分泌效應及低倫理爭議等特性,逐漸成為脊髓損傷治療的又一研究焦點。盡管已有數十項MSCs移植治療SCI的臨床試驗報道,但不同研究在細胞來源、移植途徑、劑量及干預時機等關鍵參數上存在顯著異質性,導致療效評價與治療策略優化仍存爭議。
脊髓損傷治療新證據:間充質干細胞改善運動/感覺功能獲18項研究、950例患者驗證
近日,國際期刊雜志《細胞神經科學前沿》發表了一篇“間充質干細胞治療脊髓損傷的評估:系統評價和網絡薈萃分析”的研究文章[1]。該研究旨在通過網絡薈萃分析評估了18項研究,合計950例SCI患者。主要目的是探討間充質干細胞(MSC)移植治療脊髓損傷(SCI)患者的臨床療效,并探討最佳移植治療策略。

研究結果表明:間充質干細胞(MSCs)顯著改善脊髓損傷(SCI)后患者的運動、感覺及日常生活活動能力。網絡薈萃分析顯示,臍帶間充質干細胞(UCMSCs)是最有效的細胞來源,鞘內注射(IT)是最佳的移植方式。
脊髓損傷的病理機制、臨床影響及治療研究進展
脊髓損傷 (SCI) 是一種嚴重的、使人衰弱的中樞神經系統創傷性疾病。SCI主要由交通事故、墜落、暴力等造成。SCI通常導致損傷平面以下不同程度的感覺、運動和自主神經系統功能障礙。
SCI的發病機制包括原發性損傷和繼發性損傷兩類。原發性損傷主要導致神經元和膠質細胞膜的損傷以及微血管系統的破壞,從而造成神經元死亡、血管破裂以及血脊髓屏障的破壞。

繼發性損傷分為急性、亞急性和慢性三個階段。急性期在損傷后48h內,主要以血管破裂為特征。亞急性期有神經元凋亡、軸突脫髓鞘等病理改變,若損傷進展至慢性期,則可導致空洞形成、軸突壞死等。SCI還可引發繼發性疾病,包括自主神經系統功能障礙、心血管疾病、認知障礙、慢性疼痛等。
隨著對SCI發病機制的不斷研究,SCI的治療方法也取得了相應的進展,包括手術治療、藥物治療、細胞治療、亞低溫治療、高壓氧治療以及康復治療等。SCI可造成不同程度的運動和感覺功能喪失,治療和康復費用高昂,致殘率高,給患者和社會帶來沉重的負擔。然而,目前尚無明確有效的治療方法,探索新的干預策略至關重要。尋找脊髓損傷的有效治療方法已成為亟待解決的問題。
間充質干細胞治療脊髓損傷的潛力
間充質干細胞 (MSC) 是一種具有自我更新、多向分化和免疫調節能力的祖細胞,通常來源于骨髓、臍帶、脂肪組織和牙齦。MSC移植有利于SCI的治療,其細胞和分子機制包括分泌生物活性分子,促進神經保護、防止進一步的血管損傷、促進血管生成、免疫調節、軸突再生、神經元中繼形成和促進髓鞘再生。
臨床前動物研究已證實MSC移植修復脊髓損傷的巨大潛力,但臨床轉化尚不順利。最佳臨床移植途徑、劑量、時間窗以及MSC移植對脊髓修復的機制、臨床安全性和有效性仍需進一步探索。
間充質干細胞移植治療脊髓損傷的研究進展及療效評估
MSC移植是目前脊髓損傷治療的熱點,因此本研究采用網狀薈萃分析方法,綜合評估不同MSC移植策略對脊髓損傷患者運動功能、感覺功能及日常生活活動的干預效果,以確定最佳移植策略,供臨床決策參考。
方法:計算機檢索PubMed、Web of Science、Cochrane Library、Embase、中國知網(CNKI)、中國科技期刊數據庫(VIP)、萬方數據庫、中國生物醫學文獻服務系統(SinoMed)等數據庫,檢索截止至2024年3月,關于MSC治療脊髓損傷的臨床隨機對照研究。兩名研究者根據納入和排除標準獨立完成文獻篩選和數據提取,采用RevMan 5.4軟件評價納入研究的質量。采用Stata 16.0軟件進行網狀Meta分析。
通過系統綜述和網絡薈萃分析間充質干細胞治療脊髓損傷的結果
研究選擇:共檢索到5,605篇相關研究,共刪除2,868篇重復研究,通過閱讀標題和摘要共刪除2,571篇研究,仔細閱讀全文共刪除148篇研究。最后,18項研究,其中8篇英文和10中文版(圖1)。

研究特征:共18項研究納入950例SCI患者,其中MSC組531例,對照組419例。MSC來源包括UCMSC(6項研究)和BMSC(12項研究)。移植途徑包括鞘內注射(IT,7項研究)、病灶內注射(IL,7項研究)和靜脈注射(IV,2項研究)。
其中一項研究對IT和IV進行了直接比較。此外,兩項研究采用IT或/和IV進行MSC移植。還有一項研究未報告具體的移植途徑。大多數納入研究的患者處于SCI慢性期。納入研究的基本特征如表1所示。

間充質干細胞移植治療脊髓損傷的臨床療效與策略分析 ?
1.ASIA運動評分分析:基于16項研究的薈萃分析顯示,間充質干細胞(MSCs)移植對脊髓損傷患者ASIA運動評分的改善具有時間依賴性。
在移植后0~3個月,MSC組與對照組無顯著差異,但在4~6個月、7~12個月及13~18個月時,MSC組評分顯著優于對照組。研究間異質性較高,提示需關注干預時間與療效的動態關聯(圖3)。

2.ASIA感覺評分分析:12項研究數據表明,MSCs移植可顯著提升患者ASIA感覺評分,且療效隨觀察時間延長逐步增強:0~3個月、4~6個月及7~12個月均具統計學意義。亞組異質性較低(I2<50%),支持固定效應模型結果的穩健性,提示感覺功能恢復可能較運動功能更穩定(圖4)。

3.ASIA分級改善率:8項研究顯示,MSC組的ASIA分級改善率顯著高于對照組。初始異質性較高(I2=43%),但排除1項異常研究后異質性消除(I2=0%),表明部分研究設計差異可能影響結果一致性,需謹慎選擇納入標準以優化證據質量(圖5)。

4.日常生活活動(ADL)評分:10項研究證實,MSCs移植對患者ADL能力具有持續改善作用。所有時間亞組(0~3個月至13~18個月)的ADL評分均顯著高于對照組,且異質性較低(I2<50%),提示ADL功能恢復可能是MSCs治療的重要臨床終點(圖6)。

5. 細胞來源的網絡薈萃分析:針對不同MSCs來源(臍帶、骨髓等)的分析顯示,臍帶來源間充質干細胞(UCBMSCs)在ASIA運動、感覺及ADL改善中的療效均優于骨髓來源(BMSCs)(SUCRA排序:82.2%vs67.7%),但漏斗圖提示可能存在發表偏倚,需進一步驗證結論可靠性(圖7)。

(A)不同細胞來源ASIA運動評分的網絡關系;(B)不同細胞來源ASIA感覺評分的網絡關系;(C)不同細胞來源ADL評分的網絡關系;(D)ASIA運動評分的SUCRA;(E)ASIA感覺評分的SUCRA;(F)ADL評分的SUCRA;(G)ASIA運動評分的漏斗圖;(H)ASIA感覺評分的漏斗圖;(I)ADL評分的漏斗圖。
6. 移植方式的網絡薈萃分析:鞘內注射(IT)在ASIA運動(SUCRA=93.1%)、感覺(97.1%)及ADL(98.5%)改善中均為最優策略,顯著優于靜脈(IV)或病灶局部(IL)移植。閉環一致性檢驗(p>0.05)支持模型穩健性,但小樣本效應可能影響結果,需更多高質量直接比較研究驗證(圖8)。

(A)不同移植方法ASIA運動評分的網絡關系;(B)不同移植方法ASIA感覺評分的網絡關系;(C)不同移植方法ADL評分的網絡關系;(D)ASIA運動評分的SUCRA;(E)ASIA感覺評分的SUCRA;(F)ADL評分的SUCRA;(G)ASIA運動評分的漏斗圖;(H)ASIA感覺評分的漏斗圖;(I)ADL評分的漏斗圖。
總結:間充質干細胞移植對脊髓損傷患者的運動、感覺及生活功能具有顯著改善作用,療效隨時間延長逐步顯現,且臍帶來源與鞘內注射策略可能為最優選擇,但仍需關注異質性來源與潛在偏倚對結論的影響。
干細胞治療脊髓損傷的策略:薈萃分析驗證臍帶間充質干細胞來源與鞘內注射可行性
脊髓損傷(SCI)是導致感覺、運動及內臟功能部分或完全喪失的嚴重損傷,盡管全球患者數量隨人口增長而增加,但年齡標準化患病率保持穩定。
目前,許多干細胞移植臨床試驗處于早期階段(I/II期),其有效性和安全性已得到初步證實。本研究對18項臨床對照試驗進行了標準化薈萃分析,發現MSC移植明顯改善SCI患者的運動功能、感覺功能和日常生活活動能力。我們選取ASIA運動功能評分、ASIA感覺功能評分和ADL評分作為評價指標,進行網狀薈萃分析,全面比較不同MSC細胞來源和移植方式的效果。
研究表明,脊髓損傷患者MSC移植后ASIA運動和感覺評分亞組分析的異質性較高。這可能與部分納入研究樣本量小、缺乏嚴格的納入和排除標準、缺乏規范的干預措施、沒有明確規定使用統一的評估量表和評估時間點等因素有關。
不同細胞來源與移植方式的療效比較:目前,UCMSC和骨髓間充質干細胞(BMSC)是脊髓損傷臨床治療的常用方法。干細胞注射需要考慮注射方式、劑量、注射時機等因素。干細胞注射的主要方式包括脊髓內注射(IT)、椎板內注射(IL)和靜脈注射(IV)。
研究結果表明,從細胞來源來看,UCMSC移植是治療脊髓損傷最有效的方法。在移植方式方面,IT注射干細胞可直接注入損傷脊髓,相比其他給藥途徑,其細胞存活時間更長,療效最佳。
- 陳等(2021)通過薈萃分析發現,IT和移植途徑最能改善脊髓損傷患者的神經功能。
- 陸等(2022)通過對動物研究的系統綜述和薈萃分析,發現IT的療效顯著優于IV。
UCMSC主要存在于臍帶華通膠、臍血及臍帶血管周圍組織中。微創經蛛網膜下腔注射被認為是遞送UCMSC最安全、最有效的方法。BMSC首次在骨髓中被發現,由于其神經再生、神經保護和免疫調節的特性,有可能成為治療脊髓損傷的突破。然而,免疫排斥和腫瘤形成的可能性限制了其應用。
BMSC的治療效果很大程度上取決于可溶性旁分泌因子的釋放,其中外泌體 (EXO) 至關重要。BMSC來源的EXO有望取代BMSC的功能。與其他干細胞相比,BMSCs可以來自自體移植,從而避免了社會和倫理問題。
研究結論與未來方向
綜上所述,通過分析入選脊髓損傷患者的ASIA量表感覺運動功能評分、ASIA分級改善情況及ADL評分,認為應用間充質干細胞經脊髓損傷部位移植可能是改善脊髓損傷后功能障礙的最佳移植策略。未來的研究應進一步明確其作用機制,關注MSCs移植治療脊髓損傷的安全性和有效性,并探索更科學有效的移植方案。
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主要參考資料:
[1]Wang R, Wang Y, Yan F, Sun J and Zhang T (2025) Assessment of mesenchymal stem cells for the treatment of spinal cord injury: a systematic review and network meta-analysis.Front. Cell. Neurosci. 19:1532219. doi: 10.3389/fncel.2025.1532219
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