2022年5月20日，美国Athersys公司宣布，其合作伙伴Healios在日本开展的干细胞治疗缺血性卒中的临床试验未能达到2/3期试验的主要终点。值得一提的是，患者虽在90天时未达到主要终点，但一年后，患者生活质量得到了持续的改善。
缺血性卒中一直是干细胞治疗的研究热点。这篇文章从细胞种类、细胞剂量、干预时间窗、给药的路径和和患者类型等诸多方面进行剖析，希望带给大家更多的思考。
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缺血性卒中的干细胞治疗
缺血性卒中概述
卒中俗称“中风”，主要分为缺血性卒中和出血性卒中，其中以缺血性卒中为多。缺血性卒中（Cerebral ischemic stroke），又称脑梗死、缺血性中风，是指脑部血液供应障碍所导致的局部脑组织缺血、缺氧性坏死，进而出现相应神经功能缺损的脑血管疾病。
由于治疗时间窗等因素限制，目前仅有10%左右缺血性卒中患者能在急性期获得溶栓、取栓等血管再通治疗。
图1.缺血性脑卒中示意图
临床试验常用细胞类型
缺血性卒中一直是干细胞治疗的研究热点。不同的缺血性卒中临床试验，需要选择不同的干细胞。目前，最常用的细胞当属间充质干细胞（MSCs）和神经干细胞（NSC）。此外，早期的一些临床探索还使用到造血干细胞（HSC）、嗅鞘细胞（OEC）和单个核细胞（MNC）。
图2. 干细胞治疗缺血性卒中的挑战
临床前研究表明，不同类型细胞均可能改善脑卒中后的神经功能缺损，并且有些已经在临床试验中得到了有益结果。然而，如何选择最佳细胞类型、细胞剂量、移植途径和患者类型等诸多问题，值得我们一起思考。
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不同干预窗口期的干细胞临床试验
根据美国临床试验数据库（Clinicaltrials.gov）注册登记，一共检索到43项已注册的干细胞治疗卒中临床试验。根据疾病进程，临床试验分为急性（卒中发作后1周内治疗）、亚急性（卒中发作后1周至6个月治疗）和慢性（卒中发作后6个月治疗）。
不同临床试验设计，各方面差异也很大。细胞类型方面，自体骨髓干细胞最多。细胞剂量大约在1×10*6 ~ 1×10*9之间，细胞移植途径包括静脉给药（IV）、动脉给药（IA）、鞘内给药或脑室内给药（IT）和颅内（IC）给药途径。血管给药（IV和IA）比颅内给药（IC）的细胞数量更高 (10*9 VS 10*6-7)。其理由是颅内移植需要限制细胞的数量，以避免产生占位效应。静脉移植似乎更适合急性期至亚急性期，而颅内移植或鞘内移植大多在慢性期进行。至于评估方式，一般采用修正Rankin量表（mRS）、国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）和Barthel指数。
这里需要说明的是，以上临床试验大多是处在早期阶段，也没有设立对照组或对照组比较粗糙。除一项研究外，其他研究均未报道细胞治疗对人体产生不利影响，这倒是证明了干细胞疗法的安全性。
▉急性期
急性期的治疗：指中风发作后一周内的细胞移植。细胞种类一般选择骨髓单个核细胞（BMNC）或异体骨髓间充质干细胞（BMSCs）。临床试验使用静脉给药或动脉给药，不使用脑内给药。在这段时间内，治疗效果主要依赖自身恢复，这强烈影响最终结果，在评估时应予以考虑。
根据临床试验结果分析，在24-36小时（临床试验纳入24 - 48小时）接受干细胞治疗，一年后运动恢复有显著改善。研究说明：急性期接受异体骨髓间充质干细胞（BMSCs）静脉输注治疗的患者可获益。目前，在24-36小时窗口期使用BMSCs的临床试验正在日本进行。
▉亚急性期
亚急性治疗：指中风发作后一周到6个月的细胞移植。细胞种类一般选择骨髓单个核细胞（BMNC）或经扩增的自体骨髓间充质干细胞（BMSCs）。临床试验使用静脉给药或动脉给药，也有使用鞘内移植的。
根据临床试验结果分析，小样本试验报告良好，而较大的随机试验显示各自不同的疗效，并不一致。
Prasad等开展了一项随机对照，多中心联合的 II 期临床试验。试验入组 118 名患者，其中一半患者在损伤后 7-10 天接受了大约 3×10*7 自体 BMNCs。结果显示，静脉输注 BMNCs 是安全的，但对卒中结局没有任何有益的影响。
Lee等报道，与随机对照相比，经静脉注射 1×10*8 个 BMSCs 治疗开始后，卒中患者可在 5 年内获得更好的恢复并降低死亡率，而 Jaillard等人并未报道整体受益。动脉给药治疗的结果在不同的试验中也不同。
Bhatia等报道，通过动脉给药自体 BMNCs 良好的恢复趋势（P = 0.06），而其他研究没有报道这种差异。
▉慢性期
慢性期治疗：指缺血性卒中6个月后的细胞治疗。目前，有效的治疗流程还在摸索中。颅内给药方式较为常用。也有研究报道了CD34+HSC的颅内移植与对照组相比，存在明显的神经恢复。虽然入组患者数量很少（N = 6个），但与对照组相比，颅内给药注射的恢复效果更好。静脉给药的结果，则显示各自不同的疗效，并不一致，有的有显著恢复，有的则没有。
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如何看待干细胞治疗缺血性卒中
干细胞治疗的各种成功因素中，细胞种类的选择固然很重要，细胞产品的质量也不可或缺，还应对适应症本身有透彻的了解，同时采用正确的给药途径，以及给予合适的剂量。
下面，我们针对各种因素逐一阐述。
▉如何选择干细胞类型
临床试验用于缺血性卒中治疗的细胞类型，包括MNC、MSCs、OEC、NSC和iPSC。另外，还有基因修饰的细胞（旨在通过增强细胞因子的释放和细胞存活时间进行治疗）。
一般而言，自体细胞（包含MNC、MSCs、OEC）具有移植后排斥反应低和风险低的优势，而同种异基因细胞（MSCs、NSC）则具有规模化和标准化的优势。“现货型”同种异基因细胞产品已成为未来发展趋势。开发“现货型”同种异基因细胞产品，必须考虑几个因素（如安全性、效率、成本和规模化生产）的可行性。其中，产品异质性是个很大问题。采用不同的生产工艺，即使来自同一供体的干细胞，也可能表达不同的功能和分子表型。
▉如何选择给药途径
合适的给药方式，也是干细胞临床转化成功的一个重要挑战。在干细胞治疗缺血性卒中的临床设计中，如何将干细胞输送到目标脑区的方式至关重要。
静脉输注由于操作简便、侵袭性小、可重复性强，所以临床治疗中较为常见。比起局部给药，静脉输注的干细胞，由于靶点距离较远，大多数细胞被困在肺部，归巢性往往不足，从而影响治疗效果。静脉给药治疗的有益作用是通过减少细胞凋亡和减轻炎症来实现的。这在缺血性卒中的急性期是有用的，但在慢性期可能就没有多少益处了。
一般而言，在大剂量给药方面，动脉给药优于静脉给药。然而，动脉给药对脑内并不适用。颅内动脉给药的一个缺点是，细胞团阻塞动脉会造成额外的缺血性损伤。脑室内给药，可将大量细胞送入蛛网膜下腔，侵袭性较小。脑实质直接注射，实现了最高水平的细胞植入，侵袭性较大，而且注射针可能造成额外脑损伤的风险也应该考虑。
▉移植后的细胞行踪
在急性期和亚急性期，首选静脉给药和动脉给药，使用细胞量较大，最多可达10*9个细胞。而在慢性期，首选较少细胞剂量10*7个细胞的颅内给药。有趣的是，临床试验显示大多数经血管给药（动脉给药或静脉给药）后的干细胞并不存在于大脑中，而是存在于肺、脾和膀胱等器官中。
Rosado-de-Castro等人将锝99m标记的 BMNCs 通过静脉和动脉内给药移植到亚急性脑卒中患者，发现在移植后2-24小时，只有0.6% - 0.9%的细胞存在于大脑中。动脉给药后，在肝脏（2h: 40%和24h：47%）和脾脏（2 h: 6%和24h：7%），肺部较少（2h：7%和24h：4%）。而静脉给药后，肝脏（2h：14%和24h：19%）和脾脏（2h：2%和24h：3%），肺部（2h：21%和24h：7%）。结果显示，干细胞移植后，静脉给药和动脉给药的细胞的分布不同。随后，静脉给药的细胞分布在肺内，而动脉给药则分布在肝脏内。
其他报道经动脉给药锝99m标记的BMNCs的研究结果也相似，后者在缺血2小时后出现在脑内，主要富集在肝脏、肺、脾脏、肾脏和膀胱。24h后，颅内细胞几乎不可见，其他器官仍可富集。结果表明，静脉给药或动脉给药的细胞，不能在大脑中停留很长时间。
图3. 细胞类型、剂量和患者特征之间的关系
结论：急性期首选静脉移植，细胞量较大，；而慢性期首选颅内移植，细胞量较少。
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小结和展望
缺血性卒中的治愈，一直是再生医学领域的难题。干细胞移植是治疗缺血性卒中最有前景的方法之一。临床试验的结果表明，大多数干细胞移植是安全的，但有效性方面参差不齐，而干细胞治疗缺血性卒中更多的临床试验已经在路上。
▉国际开展的临床试验概况
最后，我们看一下国际上开展干细胞治疗缺血性卒中的临床试验汇总表。
图4.国际上开展干细胞治疗缺血性卒中的临床试验汇总
一、在急性期的临床试验。一般选择静脉或动脉回输。治疗作用机制：通过间接方式保护神经元的健康和生存。有益作用是通过减轻炎症来实现的。细胞类型可选择：间充质干细胞（MSCs）、单个核细胞（MNCs）等。
二、在慢性期的临床试验。一般选择颅内或鞘内移植。治疗作用机制：细胞替代移植被认为是细胞治疗的主要机理。细胞移植长期存活较困难，任重道远。细胞类型可选择：神经干细胞（NSC）、嗅鞘细胞（OEC）、诱导多能干细胞衍生细胞、胚胎干细胞衍生细胞。
国内也已经有机构正在积极开发治疗缺血性卒中的干细胞药物。临床试验阶段有三个，包括九芝堂美科的“缺血耐受人同种异体骨髓间充质干细胞”、呈诺再生医学的“异体内皮祖细胞（EPCs）注射液”、爱萨尔生物的“人脐带间充质干细胞注射液”。此外，霍德生物开发的iPSC衍生临床细胞产品，也在积极申请IND的路上。
关山难越，任重道远。我们既不要过早的宣布胜利，也不要过早的放弃一个有希望的治疗策略。任何事物的发展都将遇到挑战和阻碍，我们仍然相信干细胞治疗将克服困难，成为可靠的治疗方式。
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