嗅鞘細(xì)胞治療脊髓損傷的現(xiàn)狀及移植途徑

趙啟軍　劉燕青　張朝

【摘要】 脊髓損傷是常見的神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷性疾病，是醫(yī)學(xué)界研究的熱點難題之一。隨著車禍、高空墜落等高能量損傷的日益增多，其發(fā)病率和致殘率呈逐年增高的趨勢。本文通過對嗅鞘細(xì)胞和脊髓損傷的基礎(chǔ)、臨床研究及相關(guān)文獻(xiàn)回顧，就嗅鞘細(xì)胞的特點、治療脊髓損傷的研究現(xiàn)狀和移植途徑作一綜述。

【關(guān)鍵詞】 嗅鞘細(xì)胞； 脊髓損傷； 移植途徑

脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是常見的神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷性疾病，是醫(yī)學(xué)界研究的熱點難題之一。隨著近年來車禍、高空墜落等高能量損傷的日益增多，其發(fā)病率和致殘率呈逐年增高的趨勢。有統(tǒng)計顯示，美國每年新發(fā)病例不低于10 000例，這還不包括在院外死亡的病例（占總病例的16%～30%）[1-2]。目前臨床上尚缺乏行之有效的治療方法，細(xì)胞移植治療脊髓損傷近年來成為研究的熱點。而嗅鞘細(xì)胞這種特殊類型的膠質(zhì)細(xì)胞，因其獨特的生物學(xué)特性，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有較好的治療作用，值得深入研究。現(xiàn)將近年來嗅鞘細(xì)胞治療SCI的進(jìn)展綜述如下。

1 嗅鞘細(xì)胞的生理特性

嗅鞘細(xì)胞（olfactory ensheathing cells，OECs）又稱嗅鞘膠質(zhì)細(xì)胞，是存在于嗅覺系統(tǒng)中具備終生再生分裂能力的非神經(jīng)元細(xì)胞，它既能在中樞系統(tǒng)中存活，又能促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞軸突的生長，所以O(shè)ECs兼有星形膠質(zhì)細(xì)胞和雪旺細(xì)胞的特性[3-5]。Sasaki等[6]研究證實OECs能夠穿越脊髓損傷離斷部位（長達(dá)8 mm），使脫髓鞘的神經(jīng)元軸突恢復(fù)功能，并且自身保持再生分裂的能力。OECs促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞軸突生長的作用是通過分泌多種神經(jīng)營養(yǎng)因子（NTFs）來實現(xiàn)的。它主要分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子-3/4/5（neurotrophic-3/4/5，NT-3/4/5）、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）、神經(jīng)生長因子（never growth factor，NGF）等[7]。OECs同時還表達(dá)有S-100、Nexin、神經(jīng)膠質(zhì)源性連接蛋白、層粘連蛋白、纖維結(jié)合蛋白等，這些物質(zhì)可能對神經(jīng)元軸突的生長也起著不可忽視的重要作用[8-9]。最新研究發(fā)現(xiàn)OECs還有改善損傷區(qū)及附近部位微循環(huán)，促進(jìn)血管生成的作用[9-10]。

2 嗅鞘細(xì)胞移植治療脊髓損傷的現(xiàn)狀

脊髓在受到壓迫、剪切、撕裂以及旋轉(zhuǎn)等高能量暴力時，脊髓內(nèi)的神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞等發(fā)生即時死亡，脊髓受損處傳導(dǎo)障礙或中斷，與此同時血-腦屏障等正常結(jié)構(gòu)被破壞，此為原發(fā)性脊髓損傷。之后數(shù)分鐘內(nèi)，原發(fā)傷即可引起局部缺血、水腫、炎性反應(yīng)、脂質(zhì)過氧化、Ca2+超載、興奮性神經(jīng)遞質(zhì)聚集、反應(yīng)性膠質(zhì)細(xì)胞增生等一系列的繼發(fā)性損傷反應(yīng)，此即為繼發(fā)性脊髓損傷[11]。繼發(fā)傷加重了原發(fā)傷，并使脊髓損傷的程度和范圍進(jìn)一步加大，受損神經(jīng)元自我凋亡，神經(jīng)纖維脫髓鞘變性[12]。原則上原發(fā)性損傷大多是不可逆的，但繼發(fā)性損傷則是可以通過及早、正確的醫(yī)療措施進(jìn)行干預(yù)、減輕和預(yù)防的。

正是基于對脊髓損傷的這一認(rèn)識，目前基礎(chǔ)研究及臨床治療的重點就是要努力恢復(fù)脊髓受損部位的微環(huán)境[13]。包括使用大劑量糖皮質(zhì)激素沖擊、手術(shù)減壓、高壓氧等措施來抑制受損脊髓局部缺血、水腫、電解質(zhì)紊亂等引起的繼發(fā)性損傷；采用細(xì)胞移植、神經(jīng)營養(yǎng)因子等方法來修復(fù)受損的髓鞘，并促進(jìn)神經(jīng)元及軸突的再生；最后通過長期的康復(fù)訓(xùn)練，盡可能恢復(fù)脊髓的功能[14-15]。

細(xì)胞移植治療脊髓損傷近年來成為研究的熱點，并取得了豐碩的成果。目前，用于移植治療的細(xì)胞主要有神經(jīng)干細(xì)胞（NSCs）、雪旺細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、嗅鞘細(xì)胞等[16]。其中OECs因容易獲得、可自體移植、體外培養(yǎng)可塑性強等優(yōu)點而受到許多學(xué)者的青睞[17]。在早期單一OECs移植治療SCI的研究中，Takeoka等[18]利用電生理學(xué)技術(shù)，證明OECs能促進(jìn)神經(jīng)元軸突的再生并穿越了損傷斷面；Radtke等[19]研究顯示OECs促進(jìn)髓鞘的再生；Pastrana等[20]、Botero等[21]證實OECs能分泌多種神經(jīng)營養(yǎng)因子，改善受損脊髓局部微環(huán)境，使脫髓鞘的神經(jīng)元軸突再髓鞘化，并刺激神經(jīng)元的再生。國內(nèi)學(xué)者黃紅云、陳琳等[22-24]人經(jīng)過多年臨床試驗，應(yīng)用OECs移植治療晚期SCI患者數(shù)百例，結(jié)果證實可以改善患者神經(jīng)功能及預(yù)后。隨著細(xì)胞移植技術(shù)的日臻完善和基因技術(shù)的異軍突起，現(xiàn)在學(xué)者們多不滿足于單一OECs細(xì)胞移植治療SCI的效果，多將OECs與其他細(xì)胞聯(lián)合移植，或?qū)ECs經(jīng)過基因修飾后再移植，從而彌補了不足，獲得了更好的治療效果[25-28]。曾瑜等[29]將OECs和NSCs聯(lián)合移植，其治療效果都較兩者單一細(xì)胞移植好。Wang等[30]認(rèn)為，首先兩者在促進(jìn)神經(jīng)元分化及橋接、誘導(dǎo)軸突再生等方面具有協(xié)同作用，再次NSCs可以彌補OECs不能替換損傷和/或死亡的神經(jīng)元及與再生軸突形成突觸的缺點。Ma等[27]和鐘環(huán)等[28]用NTFs基因修飾OECs后移植治療大鼠SCI，提高了受損脊髓局部NTFs的濃度，均促進(jìn)了神經(jīng)元和軸突的再生及功能恢復(fù)。盡管大量的臨床試驗研究證實OECs移植治療SCI取得了較好的療效，但是仍有人對此持有懷疑態(tài)度。Dobkin等[31]對OECs移植治療SCI患者的術(shù)前、術(shù)后情況進(jìn)行對比，認(rèn)為患者術(shù)后功能恢復(fù)不明顯，該手術(shù)安全性差，術(shù)后并發(fā)癥多，故暫時不主張對SCI患者進(jìn)行此類手術(shù)。

基于上述基礎(chǔ)及臨床實踐，如何將細(xì)胞移植到脊髓損傷部位并保證細(xì)胞存活發(fā)揮其應(yīng)有的作用成為治療關(guān)鍵。因此，OECs的移植途徑也成為了學(xué)者們探討的熱點問題。

3 嗅鞘細(xì)胞移植治療脊髓損傷的移植途徑

目前，嗅鞘細(xì)胞治療脊髓損傷的移植途徑主要有：開放手術(shù)局部注射法、經(jīng)蛛網(wǎng)膜下腔法、動靜脈注射法等。開放手術(shù)局部注射法是指通過手術(shù)暴露受損的脊髓節(jié)段，然后將OECs懸液注射于受損脊髓的上下兩端[32-33]。該方法雖然可使局部OECs高密度存在，利于神經(jīng)細(xì)胞軸突的生長及神經(jīng)營養(yǎng)因子的產(chǎn)生，但終因手術(shù)操作復(fù)雜、易造成二次損傷、可重復(fù)性差等因素，限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。經(jīng)蛛網(wǎng)膜下腔法是指通過腰椎穿刺將OECs注射進(jìn)蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi)，OECs隨著腦脊液循環(huán)流經(jīng)受損脊髓處[34]。動靜脈注射法是指將OECs直接注入血液內(nèi)，隨血液循環(huán)到達(dá)受損脊髓處。與局部注射法相比，后兩種方法具有可重復(fù)性好、損傷小、操作簡便易推廣等優(yōu)勢，但耗時長、起效慢、損耗大是其巨大缺陷，需加大OECs的注射量或重復(fù)多次注射。可見OECs移植治療SCI的最佳移植途徑尚待進(jìn)一步研究探討。endprint

目前，OECs的研究仍存在以下問題：OECs移植治療SCI的主要作用機制；OECs移植的數(shù)量；OECs移植的最佳時機；OECs的最優(yōu)來源及提純；臨床遠(yuǎn)期治療效果及評價方法等。這些都有待于進(jìn)一步地深入研究解決。

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