導讀：腦癱，一種因圍產期缺氧、早產、感染等因素導致的非進行性中樞神經損傷疾病，全球發病率約2.1‰。患兒常伴隨運動障礙、智力遲緩及癲癇等癥狀，傳統治療以康復訓練、藥物控制癥狀為主，但無法逆轉神經損傷。近年來，干細胞療法以其獨特的“神經再生”潛力，為腦癱患者打開了一扇新窗。

什么是腦癱？

腦性癱瘓（Cerebral Palsy, CP）是一組因胎兒或嬰幼兒中樞神經系統發育損傷導致的終身性運動功能障礙，表現為異質性運動異常及伴隨的感知、認知或行為障礙。作為現代產科與兒科領域的重大挑戰，CP不僅造成患者長期殘疾，還帶來沉重的社會經濟負擔，包括高額護理成本、家庭收入損失及公共稅收壓力。盡管圍產期醫療技術持續進步，全球CP發病率仍穩定在 每1000名新生兒中2至3例，四十余年來未見顯著下降。

CP的臨床分類基于四個核心維度：

1. 運動類型與嚴重程度（如痙攣型、共濟失調型）；
2. 解剖分布（單側/雙側肢體受累）；
3. 相關神經損傷特征（如肌張力異常、反射亢進）；
4. 病因時間窗口（產前、圍產期或產后）。

其潛在誘因復雜多樣，主要包括：早產、低出生體重、圍產期窒息、胎兒宮內感染或炎癥、缺氧缺血事件、基因組異常等，但具體病因常難以明確。

目前，CP尚無統一的預測、預防或根治方案。對于確診圍產期窒息的新生兒，低溫療法聯合氙氣或巴比妥類藥物被證實可降低腦損傷風險，成為當前最有效的干預手段。然而，針對不同亞型的精準治療策略仍需進一步探索，未來研究焦點或將集中在早期診斷標志物開發及再生醫學（如干細胞移植）的應用潛力上。

近年，有研究證實MSCs在特定的誘導技術下，同樣可以定向分化成多種類型的細胞和分泌多種生物活性因子 。有動物疾病模型實驗也證實其在治療神經系統疾病方面的可行性 ，且在臨床試驗上也有案例報道證實其療效。本文主要對MSCs治療腦癱的作用機制進行綜述。

間充質干細胞治療腦癱患者的5大核心作用機制揭秘

間充質干細胞（MSCs）治療腦癱的療效源于其多維度的生物學特性，涵蓋神經修復、免疫調節、血管生成及內源性激活等協同作用。

雖然目前，MSCs治療腦癱的機制雖然還不能完全明確，但有動物實驗和臨床試驗研究證實它具有促進神經恢復和神經保護作用的特性，并可能通過以下直接或間接的作用機制來治療腦癱：

一、直接作用：靶向損傷區域的細胞再生

直接作用是指腦癱發生后，受損的腦組織會釋放出多種生物活性因子，在“歸巢”機制的作用下，引導移植入患兒體內的MSCs容易穿過已受損的血腦屏障遷移至腦損傷區域而產生作用。MSCs到達受損組織處后，在受損組織的特定微環境誘導下，通過增殖分化發育為相應組織類型的功能細胞，使各個腦區的神經網絡結構連接增加，從而改善腦癱患兒的功能結局 。近年來，體外實驗已證實MSCs可以向多種細胞類型分化。

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二、間接作用：旁分泌效應驅動微環境重塑

當干細胞被注入體內后，它們會像“信使”一樣釋放多種特殊物質（稱為生長因子），這些物質能幫助受損的大腦逐步恢復健康。具體來說：

1. 重建血管網絡：干細胞分泌的血管生長因子（VEGF）能促進新血管生成，讓損傷區域重新獲得穩定供血。
2. 加速神經保護：肝細胞生長因子（HGF）支持少突膠質細胞（負責神經纖維絕緣層的細胞）發育，加快受損神經纖維的“絕緣層”（髓鞘）修復。
3. 喚醒休眠細胞：腦源性神經營養因子（BDNF）與神經生長因子（NGF）共同作用，激活大腦中原本處于“睡眠狀態”的神經干細胞，讓它們重新開始工作。

更重要的是，這些因子還能同時發揮多重“保護傘”作用：

• 抑制細胞死亡：阻止神經元過早凋亡。
• 降低炎癥反應：減少免疫系統對大腦的過度攻擊；
• 抵抗氧化損傷：清除自由基，防止細胞進一步受損；

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三、核心機制詳解

3.1 旁分泌效應：神經保護與微環境重塑的核心

MSCs通過分泌神經營養因子（BDNF、NGF） 、 抗炎因子（IL-10、TGF-β） 及外泌體等生物活性物質，構建神經修復的分子網絡：

• BDNF：促進神經元存活、突觸可塑性及髓鞘再生，尤其在缺氧缺血性腦損傷中可抑制神經元凋亡。
• 外泌體：攜帶miRNA（如miR-21、miR-124）調控小膠質細胞極化，促使其從促炎M1型向抗炎M2型轉化，減輕神經炎癥。
• VEGF和Angiopoietin-1：刺激血管新生，改善腦血流灌注，緩解缺血區域微循環障礙。

案例支持：2024年，伊朗德黑蘭醫科大學的臨床試驗證實，UC-MSCs治療后患兒腦部擴散張量成像（DTI）顯示白質纖維束完整性顯著改善，旁分泌效應激活了內源性修復機制。

3.2 免疫調節：打破炎癥-損傷惡性循環

MSCs通過雙重途徑平衡免疫反應：

• 抑制過度炎癥：下調TNF-α、IL-1β等促炎因子，上調調節性T細胞（Treg），抑制細胞毒性T細胞和B細胞活性。
• 調節小膠質細胞表型：促進小膠質細胞向M2型極化，減少膠質瘢痕形成，同時分泌IL-6抑制NF-κB通路，阻斷炎癥級聯反應。

腦癱患者接受MSCs治療后，血液中IL-6和TNF-α水平顯著降低，且與神經功能評分改善呈正相關。

3.3 神經再生與細胞替代：爭議與突破

盡管MSCs直接分化為神經元的比例較低（約5%-10%），但其可通過以下途徑間接促進神經再生：

• 激活內源性神經干細胞：MSCs分泌的SDF-1α等趨化因子引導內源性神經前體細胞遷移至損傷區域，分化為功能性神經元。
• 突觸重塑：通過釋放Netrin-1和Slit2等軸突導向分子，促進神經網絡重建。

動物實驗：2016年《中國組織工程研究》期刊上發表了腦癱模型大鼠接受MSCs移植后，海馬區神經元密度增加30%，且運動功能評分改善與神經前體細胞增殖呈正相關。

3.4 改善腦代謝與能量供應

間充質干細胞通過修復線粒體功能與激活糖代謝通路，逆轉腦癱患兒的能量代謝障礙：

• ?線粒體保護：干細胞外泌體攜帶的SIRT3蛋白激活線粒體自噬，減少氧化應激損傷
• ?葡萄糖代謝增強：正電子發射斷層掃描（PET-CT）顯示，接受干細胞治療的患兒腦部葡萄糖標準攝取值（SUV）顯著升高，表明神經元能量利用效率提升。

3.5 抗凋亡與神經保護

MSCs通過上調Bcl-2、下調Bax等凋亡相關蛋白，抑制神經元程序性死亡。同時，其分泌的超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）可清除自由基，減輕氧化損傷。

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四、未來研究方向與挑戰

盡管間充質干細胞療效顯著，仍需突破以下瓶頸：

1. ?精準遞送技術：開發磁性納米顆粒靶向系統或3D生物支架，提升干細胞在纖維化腦組織中的存活率。
2. ?個體化治療方案：基于單細胞測序篩選高活性干細胞亞群，結合AI模型動態優化劑量與療程。
3. ?聯合基因編輯：通過CRISPR技術增強干細胞抗凋亡（如Bcl-2過表達）或促血管生成（VEGF過表達）能力。

結語

間充質干細胞治療腦癱的核心優勢在于其多重機制協同作用——通過免疫調節、抗凋亡、神經再生等5大關鍵作用機制，為受損中樞神經系統提供全方位修復支持。未來研究需進一步明確最佳細胞來源（如臍帶、脂肪或骨髓）、給藥時機及長期療效，并通過Ⅲ期臨床試驗推動其成為一線治療方案。隨著技術迭代與政策完善，MSCs有望從癥狀改善邁向神經功能重塑，為腦癱患者帶來根本性康復希望。

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參考資料：

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