干細(xì)胞治療自閉癥譜系障礙，從改善神經(jīng)炎癥開始

背景：自閉癥譜系障礙 (ASD) 包括一組以重復(fù)行為和溝通、情感和社交技能障礙為特征的神經(jīng)發(fā)育障礙。

近日，埃及世紀(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院在神經(jīng)學(xué)、精神病學(xué)和神經(jīng)外科雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于《自閉癥譜系障礙的神經(jīng)炎癥：基于間充質(zhì)干細(xì)胞治療的潛在目標(biāo)》的文章，該綜述概述了自閉癥譜系障礙，側(cè)重于病因?qū)W和臨床方面。該臨床前和臨床研究表明，神經(jīng)炎癥在ASD中發(fā)揮作用。間充質(zhì)干細(xì)胞能夠發(fā)揮抗炎作用并減輕自閉癥譜系障礙癥狀。

什么是自閉癥譜系障礙 (ASD)？

自閉癥譜系障礙指的是一組神經(jīng)發(fā)育障礙，通常在兒童早期表現(xiàn)和診斷。根據(jù)《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊》(DSM)-5，ASD有兩個主要領(lǐng)域，即社會溝通障礙和行為問題，例如重復(fù)行為和固定興趣。

ASD不是單一疾病，而是涵蓋三種病癥的譜系，即 (1) 阿斯伯格癥，(2) 自閉癥和 (3) 未另行說明的廣泛性發(fā)育障礙 (PDD-NOS)。值得注意的是，ASD可能與其他神經(jīng)發(fā)育障礙共存，例如ADHD或合并癥，例如焦慮癥、抑郁癥、癲癇和聽力障礙。

目前確定的幾個風(fēng)險因素包括 (1) 先天性異常，(2) 出生后第一年的兒童用藥，(3) 懷孕期間的母親身體狀況和 (4) 精神疾病家族史。

自閉癥的病因?qū)W

為此，自閉癥的確切原因仍不清楚且不完整。ASD的病因是多方面的，許多遺傳和環(huán)境因素都與自閉癥有關(guān)。然而，人們無法確定一個單一的、明確的致病因素。

父母年齡：父母年齡的增加與ASD風(fēng)險的增加有關(guān)。

遺傳因素：現(xiàn)在眾所周知，遺傳學(xué)在ASD中起著重要作用，過去的研究已經(jīng)檢查了該疾病的遺傳性和一致性率。

環(huán)境因素：許多環(huán)境因素與自閉癥譜系障礙有關(guān)。在懷孕期間，糖尿病、高血壓和感染（包括麻疹、腮腺炎、皰疹、肺炎和水痘）等母親身體狀況已被指出，而精神分裂癥、焦慮和抑郁等母親心理健康問題也與ASD相關(guān)。

ASD的臨床方面表現(xiàn)：ASD始于兒童早期，并持續(xù)存在于受影響個體的整個生命中。大多數(shù)病例通常在3歲之后才被診斷出來。

根據(jù)DSM-5，要滿足社交溝通障礙的診斷標(biāo)準(zhǔn)，一個人必須證明在

• (1) 社交情感互惠、
• (2) 非語言交流（例如眼神交流、相互微笑）
• (3) 人際關(guān)系方面存在缺陷。

另一方面，要滿足興趣受限和重復(fù)行為的診斷標(biāo)準(zhǔn)，孩子必須有四種癥狀中的兩種，即

• (1) 固定興趣；
• (2) 對感官刺激過度或不敏感（例如，不尋常的反應(yīng)事物的聲音、氣味、味道和感覺）；
• (3) 運動刻板印象（例如，跳躍、重復(fù)拍手、發(fā)出重復(fù)的聲音、旋轉(zhuǎn)）；
• (4) 對改變常規(guī)或行為缺乏靈活性。此外，這些癥狀必須在一個人的發(fā)育生命早期就出現(xiàn)。

對于治療患有ASD的兒童，目前為止，還沒有批準(zhǔn)用于治療ASD核心癥狀的特定藥物。然而，一些藥物已被用于緩解一些相關(guān)癥狀。例如，氟西汀和氯米帕明已在一些臨床試驗中用于減少重復(fù)行為。哌醋甲酯已被證明對患有多動癥和注意力不集中癥狀的兒童有益，而托莫西汀也被證明可以改善ASD的多動癥。

圖1總結(jié)了自閉癥譜系障礙的病因?qū)W和臨床方面。

自閉癥譜系障礙中的神經(jīng)炎癥

神經(jīng)炎癥在ASD中的作用在已發(fā)表的文獻中變得越來越明顯。然而，不確定神經(jīng)炎癥是導(dǎo)致ASD還是ASD的結(jié)果。

Vargas及其同事的一項早期研究報告了尸檢中獲得的腦組織中神經(jīng)炎癥的證據(jù)。在大腦皮層和白質(zhì)中觀察到神經(jīng)炎癥，特別是在ASD患者的小腦中。在免疫細(xì)胞化學(xué)上，存在顯著的小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞激活，而細(xì)胞因子分析顯示大量神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞趨化蛋白 (MCP)-1和腫瘤生長因子 (TGF)-β1。此外，現(xiàn)存ASD患者的腦脊液 (CSF) 表現(xiàn)出促炎細(xì)胞因子譜，MCP-1水平升高。

另一方面，多項研究報道了ASD患者的血清、血漿、腦脊液 (CSF) 和大腦中的促炎物質(zhì)。這些物質(zhì)的一些例子包括白細(xì)胞介素 (IL)（例如IL-2和IL-6）、趨化因子、腫瘤壞死因子 (TNF)-α、干擾素 (IF)-γ和生長因子因子 [如轉(zhuǎn)化生長因子 (TGF)-β、表皮生長因子 (EPF)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (BDNF)]。其他可能與ASD神經(jīng)炎癥相關(guān)的因素包括特應(yīng)性疾病和妊娠期間的母體炎癥狀態(tài)，如母體感染、自身免疫性疾病和妊娠糖尿病。表1總結(jié)了ASD神經(jīng)炎癥的證據(jù)。

間充質(zhì)干細(xì)胞在自閉癥譜系障礙中的治療潛力

間充質(zhì)干細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的治療作用的一些擬議機制包括突觸發(fā)生、神經(jīng)發(fā)生和神經(jīng)保護。然而，鑒于對ASD局部和全身免疫異常的研究越來越多，MSCs的免疫調(diào)節(jié)特性使這些細(xì)胞在炎癥為特征的條件下（包括ASD）成為潛在的治療候選者。

間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫特性已經(jīng)在其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病中進行了研究，例如多發(fā)性硬化癥、阿爾茨海默病、CNS損傷和中風(fēng)。至于ASD，許多研究探索了MSC的安全性以及潛在的治療益處。研究人員還在臨床前和臨床研究中使用不同來源的MSC并通過不同的給藥途徑探索了間充質(zhì)干細(xì)胞在自閉癥譜系障礙中的應(yīng)用。

干細(xì)胞治療自閉癥譜系障礙的臨床前研究

體外研究表明，MSCs可以調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥。當(dāng)BV2小膠質(zhì)細(xì)胞（一種小膠質(zhì)細(xì)胞系）和源自C57BL/6小鼠大腦的原代小膠質(zhì)細(xì)胞在 MSC條件培養(yǎng)基 (MSC-CM) 中培養(yǎng)時，促炎性TNF-α和IL-6在LPS激活的小膠質(zhì)細(xì)胞中。MSC-CM培養(yǎng)的活化小膠質(zhì)細(xì)胞也表現(xiàn)出JNK、NFκB和c-JunmRNA表達(dá)減少，以及NO產(chǎn)生和 iNOS、MKP-1和IL-10mRNA表達(dá)增加。該研究推斷，對小膠質(zhì)細(xì)胞活動的免疫調(diào)節(jié)作用是通過旁分泌作用介導(dǎo)的。

干細(xì)胞治療自閉癥譜系障礙的臨床研究

早在2013年的I/II期研究檢查了人類臍帶血單核細(xì)胞 (CBMNCs) 和UCMSCs在自閉癥中的療效和安全性。將37名兒童（3-12歲）分為三組：

(1) 對照組（n=14；僅康復(fù)治療），

(2) CBMNC（n=14；康復(fù)治療+CBMNC）和 (3) 聯(lián)合治療組（n=9；康復(fù)治療+CBMNCs+UCMSCs）。

每周進行四次IV和鞘內(nèi)干細(xì)胞輸注。使用三種工具評估治療效果，即異常行為檢查表 (ABC)、臨床總體印象量表 (CGI) 和兒童自閉癥評定量表 (CARS)。

治療24周后，所有三組均觀察到ABC評分顯著降低 ( p<0.05)。然而，與CBMNC組 (38.0%) 和對照組 (17.4%) 相比，聯(lián)合組的減少百分比最高 (59.9%)。?對于CGI，與CBMNC和對照組相比，聯(lián)合組使用各種分量表（CGI-SI、CGI-GI和CGI-EI）顯示出最顯著的改善 ( p<0.05)。將聯(lián)合治療組（降低37.9%）與CBMNC組（降低20.0%）和對照組（降低13.7%；p<0.05）進行比較，治療后24周CARS評分降低有顯著差異。

另一方面，所有受試者的生命體征在整個治療過程中均正常。只有五名參與者報告低燒。然而，他們在沒有任何醫(yī)療干預(yù)的情況下康復(fù)了。沒有重大安全問題的報告。治療后，實驗室檢查結(jié)果（如肝腎功能、血糖、血脂、全血細(xì)胞計數(shù)和免疫學(xué)參數(shù)）與基線相比沒有顯著變化。這些發(fā)現(xiàn)表明CBMNCs和UCMSCs都是安全有效的。然而，UCMSCs和CBMNCs的組合顯示出比單獨使用 CBMNCs更大的治療效果。

2020年，Sun及其同事使用同種異體人臍帶組織來源的間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞 (hCT-MSC) 靜脈輸注，對4至9歲的ASD兒童 ( n=12) 進行了1期研究。

在基線以及輸注后6個月和12個月時進行評估。在12名兒童中，有 6名在≥2項指標(biāo)上有所改善，而在這6名兒童中，有4名在所有三項指標(biāo)上都有改善。在非嚴(yán)重不良事件 (AE) 中，手術(shù)過程中的躁動是最常報告的AE。非嚴(yán)重AE的頻率隨著施用的治療劑量的數(shù)量而增加。然而，頻率的增加在統(tǒng)計學(xué)上并不顯著。在5名兒童中檢測到新的I類抗人類白細(xì)胞抗原（抗HLA）抗體。然而，這些新的抗HLA抗體的存在并沒有導(dǎo)致任何臨床表現(xiàn)。該研究得出結(jié)論，靜脈輸注hCT-MSC是安全的，是ASD的可行治療選擇。

2020年，另一項研究評估了人類同種異體臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植對兩名兒童的安全性和有效性。

評估CARS評分和臨床結(jié)果以確定治療效果。在第一個案例中，一名5歲男孩接受了6次UC-MSC靜脈注射。觀察到口頭和非口頭交流能力有所提高，尤其是在表達(dá)語言和聽力方面。在第二種情況下，對一名6歲男孩進行了四次UC-MSC靜脈注射。治療后觀察到眼神交流、語言和非語言交流能力以及異常行為的改善。兩名患者均表現(xiàn)出CARS評分降低，并且未報告嚴(yán)重不良事件。

討論

全球范圍內(nèi)自閉癥譜系障礙的患病率不斷上升，這給醫(yī)療保健系統(tǒng)帶來了巨大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。雖然自閉癥譜系障礙的確切原因尚不清楚，但有大量證據(jù)表明遺傳和環(huán)境因素相互作用。研究還表明，神經(jīng)炎癥在自閉癥譜系障礙中發(fā)揮作用，但不確定神經(jīng)炎癥是導(dǎo)致自閉癥譜系障礙還是自閉癥譜系障礙后的結(jié)果。

結(jié)果：許多環(huán)境和遺傳因素與ASD的病因有關(guān)。越來越明顯的是，神經(jīng)炎癥在 ASD中發(fā)揮作用。ASD的常規(guī)治療圍繞心理社會方法展開，而最近的研究已轉(zhuǎn)向替代方法，例如基于間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的治療，這是由于MSC公認(rèn)的免疫調(diào)節(jié)特性。臨床前和臨床研究表明，MSCs能夠發(fā)揮抗炎作用并減輕ASD癥狀。

結(jié)論：有許多臨床前研究支持在ASD中使用間充質(zhì)干細(xì)胞。然而，關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞在自閉癥譜系障礙中的安全性和有效性的臨床研究相對較少，這需要為未來的研究進行更大規(guī)模的臨床研究。

參考資料：Wong, R.S.Y. Neuroinflammation in autism spectrum disorders: potential target for mesenchymal stem cell-based therapy. Egypt J Neurol Psychiatry Neurosurg 58, 91 (2022). https://doi.org/10.1186/s41983-022-00525-2。