從胚胎到臍帶血：不同來源神經(jīng)干細(xì)胞如何治療腦癱？

腦性癱瘓（Cerebral Palsy, CP）是兒童期最常見的運(yùn)動(dòng)障礙性疾病，全球發(fā)病率約為2‰-3。，我國(guó)現(xiàn)存患者超500萬。其病因復(fù)雜，包括早產(chǎn)、缺氧缺血性腦病（HIE）和產(chǎn)傷等，最終導(dǎo)致大腦運(yùn)動(dòng)皮層、基底節(jié)或白質(zhì)不可逆損傷。傳統(tǒng)治療以康復(fù)訓(xùn)練、藥物和手術(shù)為主，但僅能緩解癥狀，無法修復(fù)受損神經(jīng)結(jié)構(gòu)。

隨著再生醫(yī)學(xué)的突破，神經(jīng)干細(xì)胞（Neural Stem Cells, NSCs）移植為腦癱治療開辟了新路徑：這類細(xì)胞不僅能替代凋亡神經(jīng)元，還可通過旁分泌與免疫調(diào)節(jié)重塑損傷微環(huán)境。然而，干細(xì)胞的來源差異直接影響其療效、安全性與倫理接受度。

本文系統(tǒng)綜述不同來源神經(jīng)干細(xì)胞治療腦癱的作用機(jī)制、臨床轉(zhuǎn)化現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)，以期為優(yōu)化治療方案提供理論依據(jù)。

從胚胎到臍帶血：不同來源神經(jīng)干細(xì)胞如何治療腦癱？

一、神經(jīng)干細(xì)胞的來源分類與特性

1.1 胚胎來源神經(jīng)干細(xì)胞（eNSCs）

胚胎來源的神經(jīng)干細(xì)胞（Embryonic Neural Stem Cells，eNSCs）取自發(fā)育早期的胚胎神經(jīng)組織，具有極強(qiáng)的自我更新能力和多向分化潛能，理論上可分化為中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)所有類型的神經(jīng)細(xì)胞，包括神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞 。

在腦癱動(dòng)物模型研究中，將eNSCs移植到受損腦組織后，細(xì)胞能夠高效分化為GABA能神經(jīng)元和膽堿能神經(jīng)元，補(bǔ)充因腦損傷導(dǎo)致的抑制性神經(jīng)元缺失，有效改善運(yùn)動(dòng)功能障礙。

然而，eNSCs的應(yīng)用面臨巨大的倫理爭(zhēng)議。由于其獲取過程涉及胚胎破壞，引發(fā)了關(guān)于生命倫理的廣泛討論。

1.2 成體來源神經(jīng)干細(xì)胞（aNSCs）

成體神經(jīng)干細(xì)胞（Adult Neural Stem Cells，aNSCs）主要存在于成年個(gè)體的特定腦區(qū)，如海馬齒狀回的顆粒下層和側(cè)腦室的室管膜下區(qū)。與eNSCs相比，aNSCs 的優(yōu)勢(shì)在于來源相對(duì)安全，可通過微創(chuàng)手術(shù)獲取，避免了倫理爭(zhēng)議；

同時(shí)，其免疫原性較低，自體移植幾乎不存在免疫排斥問題 。在腦癱治療中，aNSCs移植能夠分泌多種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，如腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）、神經(jīng)生長(zhǎng)因子（NGF）等，促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞增殖和受損神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)，改善腦內(nèi)微環(huán)境。

1.3 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化的神經(jīng)干細(xì)胞（iPSCs-NSCs）

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（Induced Pluripotent Stem Cells，iPSCs）是通過基因重編程技術(shù)，將成體細(xì)胞（如皮膚成纖維細(xì)胞、血細(xì)胞等）誘導(dǎo)為具有胚胎干細(xì)胞樣多能性的細(xì)胞。iPSCs可在體外大量擴(kuò)增，并在特定條件下分化為神經(jīng)干細(xì)胞，為腦癱治療提供了幾乎無限的細(xì)胞來源。同時(shí)，iPSCs 由患者自體細(xì)胞誘導(dǎo)而來，理論上不存在免疫排斥問題，為個(gè)性化治療帶來了希望。

不過，iPSCs 的應(yīng)用也面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)。首先，在基因重編程過程中，使用的轉(zhuǎn)錄因子可能導(dǎo)致基因突變，增加腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。此外，iPSCs 的制備過程復(fù)雜，技術(shù)要求高，成本昂貴，限制了其在臨床的廣泛應(yīng)用。

1.4 圍產(chǎn)組織來源神經(jīng)干細(xì)胞

圍產(chǎn)組織（如臍帶、胎盤、羊膜）是近年來發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)神經(jīng)干細(xì)胞來源。圍產(chǎn)組織來源的神經(jīng)干細(xì)胞具有分化潛能強(qiáng)、免疫原性低、獲取方便且不涉及倫理爭(zhēng)議等優(yōu)勢(shì)。

臍帶神經(jīng)干細(xì)胞在體外能夠高效分化為神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，在腦癱動(dòng)物模型中，移植后可促進(jìn)腦內(nèi)血管新生，改善腦組織的血液供應(yīng)，同時(shí)調(diào)節(jié)免疫微環(huán)境，減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng) 。

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二、不同來源神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱的臨床證據(jù)

2.1 胚胎神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱

2023年，國(guó)際期刊《Stem Cell Research & Therapy》上發(fā)表了一篇我國(guó)研究人員進(jìn)行的《腦癱患者鼻腔內(nèi)注射神經(jīng)干細(xì)胞的安全性和有效性結(jié)果：一項(xiàng)隨機(jī)1/2期對(duì)照試驗(yàn)》的臨床研究成果。

本次研究同種異體神經(jīng)干細(xì)胞（NSC）分離自流產(chǎn)的人類胎兒前腦組織。這些組織來自要求人工流產(chǎn)的健康孕婦。所有捐獻(xiàn)者均自愿簽署知情同意書，且人類免疫缺陷病毒、梅毒、乙肝病毒及其他病原微生物檢測(cè)結(jié)果均為陰性。

人類胎兒前腦組織屬于胚胎來源的神經(jīng)干細(xì)胞。

共有25名3至12歲的腦癱患者被隨機(jī)分配到治療組(n=15)，該組接受鼻腔內(nèi)輸注負(fù)載神經(jīng)干細(xì)胞的鼻貼和康復(fù)治療，或?qū)φ战M(n=10)僅接受康復(fù)治療。臨床前期發(fā)現(xiàn)：

療效顯著：治療組在自理能力（ADL評(píng)分提升32.7%）和粗大運(yùn)動(dòng)功能（GMFM-88總分提升36%）方面顯著優(yōu)于對(duì)照組，且改善迅速：

• 早期改善（1個(gè)月）：站立（GMFM-D）、步行/跳躍（GMFM-E）及ADL評(píng)分顯著提升；
• 中期進(jìn)展（3個(gè)月）：表達(dá)能力（EAS）和粗大運(yùn)動(dòng)整體功能（GMFM-TOTAL）進(jìn)一步改善；
• 長(zhǎng)期穩(wěn)定（6個(gè)月后）：社交技能（SS）增強(qiáng)，早期獲益持續(xù)；
• 精細(xì)動(dòng)作延遲改善（24個(gè)月）：手部功能（FMFS）最終顯著提升。（見圖1）

其他獲益：治療組睡眠質(zhì)量（SDSC評(píng)分）改善，而對(duì)照組無變化。

安全性：在為期24個(gè)月的研究期間，共有25例患者接受了神經(jīng)干細(xì)胞聯(lián)合康復(fù)治療或單純康復(fù)治療。在整個(gè)隨訪期內(nèi)，未觀察到與鼻腔給藥治療或神經(jīng)干細(xì)胞移植相關(guān)的嚴(yán)重不良反應(yīng)。所記錄的不良事件主要為輕度至中度（I級(jí)和II級(jí)），且多為短暫性，持續(xù)時(shí)間從數(shù)小時(shí)到3天不等。具體而言，在治療組中僅發(fā)生了4例不良反應(yīng)。

綜上所述，研究結(jié)果表明，神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱1個(gè)月后自理、站立及行走能力明顯提升；3個(gè)月時(shí)語言表達(dá)和大動(dòng)作（如抓握、坐姿保持）顯著改善；6個(gè)月后社交能力提高且效果持續(xù)穩(wěn)定，表明該療法能長(zhǎng)期改善患兒運(yùn)動(dòng)、語言及生活能力。

2.2 成體神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱

2013年，武警總醫(yī)院曾在國(guó)際期刊《轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇關(guān)于《自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源的神經(jīng)干細(xì)胞樣細(xì)胞用于治療腦癱患者》的臨床研究結(jié)果。

自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源的神經(jīng)干細(xì)胞樣細(xì)胞屬于成體來源的神經(jīng)干細(xì)胞

本研究于2010年6月至2011年6月入選60例運(yùn)動(dòng)功能嚴(yán)重受限的運(yùn)動(dòng)障礙型腦癱患兒，粗大運(yùn)動(dòng)功能分類系統(tǒng)平均Ⅲ-Ⅴ級(jí)。治療后：

運(yùn)動(dòng)功能的結(jié)果分析

為了評(píng)估治療效果，研究人員記錄了患者在接受治療前以及治療后1、3和6個(gè)月的GMFM評(píng)分變化情況。（見圖2）

• 數(shù)據(jù)顯示，實(shí)驗(yàn)組患者的GMFM評(píng)分在治療后的3個(gè)月和6個(gè)月內(nèi)顯著增加，分別達(dá)到了統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著性水平。
• 相比之下，對(duì)照組患者的評(píng)分雖然有所上升，但并未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異。
• 特別地，實(shí)驗(yàn)組患者在治療后6個(gè)月的GMFM評(píng)分相較于基線增加了58.6分，這表明干細(xì)胞移植對(duì)于改善運(yùn)動(dòng)功能具有明顯的效果。進(jìn)一步分析顯示，IV級(jí)和V級(jí)的實(shí)驗(yàn)組患者在移植后的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)更為顯著。

語言發(fā)展的結(jié)果分析

關(guān)于語言發(fā)展方面，盡管兩組患者的語言發(fā)育商在治療后6個(gè)月內(nèi)都有所提升，但這些變化并不具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。（見圖3）

此外，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間的語言發(fā)育商也沒有顯示出明顯的區(qū)別。因此，根據(jù)目前的數(shù)據(jù)，神經(jīng)干細(xì)胞樣細(xì)胞移植似乎并未加速語言功能的恢復(fù)進(jìn)程。

安全性評(píng)估：安全性方面，實(shí)驗(yàn)組中的所有患者接受了至少6個(gè)月以上的隨訪觀察。

結(jié)果顯示，沒有患者報(bào)告出現(xiàn)發(fā)燒、頭痛、異常疼痛、嘔吐或其他嚴(yán)重的不良事件。后續(xù)進(jìn)行的MRI復(fù)查也未發(fā)現(xiàn)任何新的缺血性、出血性或腫瘤性病變。僅有一例患者報(bào)告了短暫性的哭鬧頻率增加，但該癥狀在兩天內(nèi)自行消失，無需額外處理。

2.3 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化的神經(jīng)干細(xì)胞治療腦癱

2025年5月6日，山東大學(xué)在期刊《Nature Materials》在線發(fā)表題為“Ultrasound-activated piezoelectric nanostickers for neural stem cell therapy of traumatic brain injury”的研究論文，該研究開發(fā)了一種超聲激活壓電納米棒用于創(chuàng)傷性腦損傷的神經(jīng)干細(xì)胞治療。

研究人員設(shè)計(jì)了一種由鈦酸鋇和石墨烯復(fù)合材料制成的納米級(jí)“貼片”，這些貼片可以附著在iPSCs-NSCs表面。當(dāng)用超聲波照射時(shí)，這些貼片會(huì)像微型發(fā)電機(jī)一樣持續(xù)產(chǎn)生電流，激活干細(xì)胞內(nèi)部的“開關(guān)”（鈣離子通道及信號(hào)通路），促使干細(xì)胞快速轉(zhuǎn)化為成熟的神經(jīng)元，并加速修復(fù)受損腦組織。

在實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)將搭載這種“貼片”的神經(jīng)干細(xì)胞移植到腦外傷大鼠體內(nèi)，并通過每?jī)商?分鐘的超聲波照射進(jìn)行“遠(yuǎn)程操控”。28天后，大鼠的腦組織損傷被顯著修復(fù)，神經(jīng)功能也得到了有效恢復(fù)。目前該技術(shù)尚未進(jìn)入人體臨床試驗(yàn)階段，但為未來開發(fā)精準(zhǔn)、高效的腦損傷治療方案奠定了重要基礎(chǔ)。

目前，科研人員正致力于優(yōu)化iPSCs的誘導(dǎo)和分化技術(shù)，降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，尚未大規(guī)模應(yīng)用于人體.

2.4 圍產(chǎn)組織來源神經(jīng)干細(xì)胞治療腦癱

2012年，中國(guó)熱帶醫(yī)學(xué)期刊上發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于《干細(xì)胞移植治療腦癱的研究進(jìn)展》的研究。研究人員發(fā)現(xiàn)，胎兒臍血中干細(xì)胞含量相當(dāng)豐富，明顯超過成人外周血甚至骨髓中的含量，且其也具有分化為多種組織細(xì)胞及神經(jīng)元樣細(xì)胞的潛力。

研究發(fā)現(xiàn)，臍血源干細(xì)胞具有強(qiáng)大的增殖、分化能力，其能迅速進(jìn)入細(xì)胞周期，快速感應(yīng)各種造血刺激因子及自分泌生長(zhǎng)因子。在特定條件下，其能分化為間質(zhì)譜系內(nèi)的各種細(xì)胞、外胚層的神經(jīng)干細(xì)胞、內(nèi)胚層的肝細(xì)胞等。研究顯示：

安全性評(píng)估：

• 通過靜脈注射或腰椎穿刺途徑給予臍血干細(xì)胞后，患兒治療前后紅細(xì)胞、血紅蛋白、血小板、總蛋白、腎功能指標(biāo)（尿素氮、肌酐）、電解質(zhì)及凝血功能均無顯著差異；
• 白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞比例、肝功能指標(biāo)（總膽紅素、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶）雖存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但均在正常參考值范圍內(nèi)，且異常率無顯著變化，提示臨床意義有限。

有效性驗(yàn)證：

• 馮梅等對(duì)30例重癥腦癱患兒的研究表明，治療后綜合功能評(píng)分（認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)、言語、自理能力）顯著提升。
• 國(guó)外多中心研究中，美國(guó)杜克大學(xué)對(duì)25例缺氧缺血性腦病患兒（出生后14天內(nèi)）進(jìn)行臍血干細(xì)胞治療，4-6月及9-12月隨訪顯示治療耐受性良好，未發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)，神經(jīng)發(fā)育及磁共振影像結(jié)果將持續(xù)追蹤。

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三、不同來源神經(jīng)干細(xì)胞治療腦癱的總結(jié)

綜上所述，神經(jīng)干細(xì)胞治療腦癱的研究覆蓋了胚胎、成體、iPSC及圍產(chǎn)組織等多源細(xì)胞，共同驗(yàn)證了其在運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知及生活能力恢復(fù)中的潛力。胚胎和圍產(chǎn)組織干細(xì)胞因分化能力強(qiáng)、安全性高成為臨床應(yīng)用的熱點(diǎn)；成體干細(xì)胞則以自體來源和低風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)勢(shì)補(bǔ)充治療需求；iPSC技術(shù)雖處于實(shí)驗(yàn)階段，但為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)提供了理論突破。

1. 胚胎神經(jīng)干細(xì)胞：具有強(qiáng)大的分化潛能和快速修復(fù)能力，可顯著改善腦癱患兒的運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知及生活能力，且安全性良好，為早期干預(yù)提供了有效手段。
2. 成體神經(jīng)干細(xì)胞：以自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為代表，主要改善運(yùn)動(dòng)功能，但對(duì)語言發(fā)育效果有限，其優(yōu)勢(shì)在于取材便捷且無免疫排斥風(fēng)險(xiǎn)。
3. 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）：通過技術(shù)革新（如超聲激活納米貼片）可精準(zhǔn)調(diào)控干細(xì)胞分化，加速神經(jīng)修復(fù)，盡管尚未進(jìn)入臨床，但為個(gè)性化治療和復(fù)雜腦損傷修復(fù)開辟了新方向。
4. 圍產(chǎn)組織干細(xì)胞：臍血干細(xì)胞因來源豐富、增殖能力強(qiáng)且倫理爭(zhēng)議小，在臨床試驗(yàn)中展現(xiàn)出良好的安全性和多維度功能改善潛力，尤其適用于早期干預(yù)。

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四、挑戰(zhàn)與未來方向

倫理與標(biāo)準(zhǔn)化：胚胎來源NSCs的倫理爭(zhēng)議需政策引導(dǎo)，iPSCs需建立國(guó)際統(tǒng)一的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)。

個(gè)體化治療：根據(jù)腦癱亞型（痙攣型、共濟(jì)失調(diào)型）選擇最佳細(xì)胞來源及分化方向。

多學(xué)科協(xié)作：結(jié)合康復(fù)訓(xùn)練、神經(jīng)調(diào)控（如經(jīng)顱磁刺激）以增強(qiáng)NSCs療效。

結(jié)語

神經(jīng)干細(xì)胞移植為腦性癱瘓的治療帶來了革命性突破，其通過修復(fù)神經(jīng)損傷、重塑功能網(wǎng)絡(luò)為患兒提供長(zhǎng)期改善的可能。盡管不同來源的干細(xì)胞各具優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)，但臨床研究已初步驗(yàn)證其安全性與有效性。未來需進(jìn)一步優(yōu)化細(xì)胞來源、提升移植效率，并結(jié)合精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與康復(fù)技術(shù)，推動(dòng)這一療法從實(shí)驗(yàn)走向規(guī)范化臨床應(yīng)用，為更多腦癱患者點(diǎn)亮新生希望。

相關(guān)閱讀：神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦癱的5大作用機(jī)制，你都了解嗎？

參考資料：

Lv, Z., Li, Y., Wang, Y.?et al.?Safety and efficacy outcomes after intranasal administration of neural stem cells in cerebral palsy: a randomized phase 1/2 controlled trial.?Stem Cell Res Ther?14, 23 (2023). https://doi.org/10.1186/s13287-022-03234-y

Chen, G., Wang, Y., Xu, Z.?et al.?Neural stem cell-like cells derived from autologous bone mesenchymal stem cells for the treatment of patients with cerebral palsy.?J Transl Med?11, 21 (2013). https://doi.org/10.1186/1479-5876-11-21

Wang, W., Li, K., Ma, W.?et al.?Ultrasound-activated piezoelectric nanostickers for neural stem cell therapy of traumatic brain injury.?Nat. Mater.?(2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02214-w

梁寶仁, 逯軍, & 婁小麗.?(2012).?干細(xì)胞移植治療腦癱的研究進(jìn)展.?中國(guó)熱帶醫(yī)學(xué),?12(08),?1020-1022+1032.

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