王型金，戎 鑫，黃康康，洪 瑛，劉 浩*

1.四川大學(xué)華西醫(yī)院骨科，成都 610041

2.四川大學(xué)華西醫(yī)院麻醉手術(shù)中心，成都 610041

3.四川大學(xué)華西護(hù)理學(xué)院，成都 610041

脊髓損傷（SCI）是一類多種原因造成脊髓完整性和連續(xù)性破壞，進(jìn)而導(dǎo)致受傷平面以下運(yùn)動(dòng)能力受損、感覺(jué)功能及自主神經(jīng)功能障礙的疾病［1-3］。其發(fā)生的主要原因?yàn)楦黝悇?chuàng)傷因素，如交通事故、高處墜落及重物砸傷等［4］。在脊髓受到暴力作用后，受傷部位出現(xiàn)組織變形和撕裂，大量出血以及細(xì)胞死亡，緊接著發(fā)生缺血、水腫，造成脊髓上下行神經(jīng)纖維（運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)神經(jīng)通路）脫髓鞘、斷裂，甚至脊髓神經(jīng)元的死亡［5-6］。SCI 的發(fā)生率逐年增加，由于其具有很強(qiáng)的致殘性和危險(xiǎn)性，給患者及家庭帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)［1，7-9］。目前，SCI 的治療方式主要有手術(shù)、藥物、高壓氧、物理康復(fù)等。由于SCI 病理生理過(guò)程的復(fù)雜性，以及神經(jīng)細(xì)胞幾乎很難自我修復(fù)，其治療效果及預(yù)后仍不盡人意［10-13］。

干細(xì)胞在一定條件下具有增殖和自我更新能力，能進(jìn)一步分化為多種功能細(xì)胞。近年來(lái)，髓內(nèi)注射干細(xì)胞治療SCI 逐漸成為研究熱點(diǎn)［13-16］。髓內(nèi)注射可將干細(xì)胞直接注入損傷的脊髓處，相較其他給藥途徑，細(xì)胞存活時(shí)間較長(zhǎng)，理論上可促進(jìn)脊髓組織的長(zhǎng)期修復(fù)［17］。本文就治療SCI 所用干細(xì)胞類型、髓內(nèi)注射操作及臨床應(yīng)用作如下綜述。

1 干細(xì)胞類型

目前，髓內(nèi)注射干細(xì)胞治療SCI 主要采用自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞，2 種干細(xì)胞用于不同類型的SCI 均安全可行［14］。自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞具有低免疫原性，在SCI 的修復(fù)過(guò)程中，可遷移至受傷的脊髓，隨后發(fā)生表型變化，表現(xiàn)出一種神經(jīng)細(xì)胞表型，允許表達(dá)促進(jìn)修復(fù)的因子，但并非替換受損及壞死的細(xì)胞［18］；神經(jīng)干細(xì)胞具有多能性，可以分化為不同的細(xì)胞類型，具有促進(jìn)組織再生及在損傷脊髓中形成新回路的潛能［19］。在SCI 的修復(fù)中，神經(jīng)干細(xì)胞可以通過(guò)分化為少突膠質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)軸突的髓鞘再生，達(dá)到修復(fù)受損脊髓的目的，理論上對(duì)脊髓神經(jīng)修復(fù)效果更好［14］。而在使用神經(jīng)干細(xì)胞進(jìn)行治療的臨床研究中均使用了免疫抑制劑［20-23］，這與部分患者在術(shù)后出現(xiàn)發(fā)熱、頭痛等不良事件有關(guān)［14］，同時(shí)也會(huì)影響干細(xì)胞移植的療效［20］。

2 髓內(nèi)注射操作方式

髓內(nèi)注射的操作方式包括臺(tái)式固定注射和手持注射［22］。臺(tái)式固定注射穩(wěn)定性較好，但對(duì)患者的創(chuàng)傷較大；手持注射較為方便，但存在精確度較差的問(wèn)題。

臺(tái)式固定注射借助錨定裝置可精準(zhǔn)定向在一個(gè)或多個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行操作。Curtis 等［23］在進(jìn)行移植操作時(shí)，首先取出患者手術(shù)部位的內(nèi)固定裝置，再將一個(gè)由4 根不銹鋼柱和螺釘組成的支撐平臺(tái)放置于患者椎板切除水平的上、下椎體上。在該支撐平臺(tái)的輔助下，將連接有注射泵的注射針頭插入脊髓組織進(jìn)行干細(xì)胞注射。細(xì)胞注射速率為5 μL/min，持續(xù)2 min，注射完成后停留1 min 觀察有無(wú)細(xì)胞懸液漏出，再緩慢拔出注射器，防止細(xì)胞沿針道回流，接著行下一部位注射。該研究中，注射針頭可在注射時(shí)隨患者呼吸運(yùn)動(dòng)以及脊髓搏動(dòng)時(shí)進(jìn)行漂浮，進(jìn)而保持注射的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。因此，整個(gè)過(guò)程中患者無(wú)須暫停自主呼吸。但因需要固定注射裝置，術(shù)中切口與肌肉剝離范圍較大，有加重患者術(shù)后椎旁肌肉萎縮及脊柱不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)［22］。

手持注射醫(yī)師可通過(guò)訓(xùn)練在注射過(guò)程中保持穩(wěn)定，并能主動(dòng)調(diào)整注射器以適應(yīng)患者潛在的呼吸運(yùn)動(dòng)。Saini等［24］采用注射器在損傷部位周圍6個(gè)注射點(diǎn)進(jìn)行注射，注射速率為300 μL/min，細(xì)胞總劑量為2×108個(gè)，注射完成后在原位停留5 min，以防止細(xì)胞滲漏。Yoon 等［25］采用了同樣的方式進(jìn)行干細(xì)胞注射。Curt 等［20］和Levi 等［21-22］根據(jù)術(shù)前MRI和術(shù)中超聲觀察患者SCI部位的髓內(nèi)改變，以確定干細(xì)胞注射部位，細(xì)胞注射速率為20 μL/min，頸段SCI患者使用的細(xì)胞數(shù)量為15×106～ 40×106個(gè)，胸段SCI患者使用的細(xì)胞數(shù)量為20×106個(gè)。在Curt 等［20］和Levi 等［21-22］的研究中，所有患者都曾在受傷后接受椎板減壓切除術(shù)治療，移植過(guò)程均在不移動(dòng)原有內(nèi)置物的情況下進(jìn)行。主刀醫(yī)師使用手持注射器將針頭緩慢插入脊髓，進(jìn)針深度根據(jù)術(shù)前MRI 確定，注射完成后停留1 min，避免細(xì)胞沿針道流出。部分患者須在SCI 水平上下進(jìn)行多次注射，相鄰注射部位須沿脊髓長(zhǎng)軸間隔5 ～ 7 mm。Oh 等［26］在切除椎板并切開(kāi)硬膜后，采用注射器在正常脊髓區(qū)域與損傷脊髓區(qū)域共5 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行注射，注射細(xì)胞總量為1.6×107個(gè)，硬膜下腔注射的細(xì)胞總量為3.2×107個(gè)，每個(gè)部位的注射均在10 s內(nèi)完成，然后停留1 min再取出針頭，取針后在注射部位涂上纖維蛋白膠防止細(xì)胞滲漏。

髓內(nèi)注射干細(xì)胞是一種有應(yīng)用前景的SCI 治療方法，但手術(shù)操作需要考慮SCI 部位形態(tài)的自然演變過(guò)程。SCI 患者在受傷后早期，損傷部位可能會(huì)出現(xiàn)水腫，這是由局部細(xì)胞損傷導(dǎo)致的炎性反應(yīng)和細(xì)胞滲漏引起的，這種水腫狀態(tài)通常會(huì)在幾周內(nèi)逐漸減輕，但在這一過(guò)程中，細(xì)胞注射量應(yīng)有所限制，以避免增加壓力，損傷周圍正常神經(jīng)組織。在SCI后期，傷口周圍可能會(huì)形成囊腫，這是由細(xì)胞壞死和神經(jīng)軸突斷裂導(dǎo)致的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生和膠質(zhì)纖維化；囊腫可以產(chǎn)生額外的壓力并損傷周圍組織，這種情況下注射干細(xì)胞可以幫助改善組織修復(fù)，但應(yīng)根據(jù)囊腫大小和位置及患者具體情況來(lái)調(diào)整細(xì)胞注射量和次數(shù)，以確保安全性和耐受性［14，21-22］。手持注射相較于臺(tái)式固定注射更加簡(jiǎn)便，無(wú)須移除內(nèi)固定，避免了額外剝離椎旁肌肉，主刀醫(yī)師的可控性更高，同時(shí)對(duì)患者的創(chuàng)傷更小，適用于不同類型的SCI 患者。在術(shù)中超聲的輔助下，可準(zhǔn)確定位損傷部位，并能對(duì)整個(gè)注射過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止操作過(guò)程中注射至其他部位［14，27］。

3 臨床應(yīng)用

3.1 安全性

采用干細(xì)胞治療SCI，具有形成髓鞘、促進(jìn)和引導(dǎo)軸突生長(zhǎng)和連接損傷部位的潛能［28-29］，同時(shí)也有導(dǎo)致異常增殖的風(fēng)險(xiǎn)［30-31］。因此，干細(xì)胞治療SCI 的安全性常被作為試驗(yàn)的主要結(jié)局指標(biāo)或共同主要結(jié)局指標(biāo)。目前，髓內(nèi)注射干細(xì)胞治療SCI 的臨床研究中，尚未發(fā)生因干細(xì)胞制劑導(dǎo)致的嚴(yán)重不良事件［20，22-23，25-27，32］。

Curtis等［23］的研究中，受試者在完成干細(xì)胞移植后進(jìn)行了為期18 ～ 27個(gè)月的隨訪，期間未發(fā)生脊髓水腫、腫脹、積液或感染等不良事件，也未出現(xiàn)腦脊液漏或切口感染等操作相關(guān)并發(fā)癥。但在Curt等［20］和Levi等［21-22］的研究中，干細(xì)胞移植后存在腦脊液漏、假性硬膜膨出及傷口感染等問(wèn)題。其中，胸段SCI的患者在完成髓內(nèi)注射后，1例于術(shù)后11 d發(fā)生腦脊液漏，1例于術(shù)后13 d發(fā)生假性硬膜膨出，1例在移植后49周發(fā)生便秘和尿路感染，上述患者均進(jìn)行了延長(zhǎng)住院時(shí)間治療或再入院治療；在后期6年的隨訪過(guò)程中，共出現(xiàn)包括膀胱功能障礙、異位骨化、脫肛、精神失常及骨折在內(nèi)的6 例嚴(yán)重不良事件，但未發(fā)生與干細(xì)胞制劑或移植操作相關(guān)的并發(fā)癥。在頸段SCI 的患者中，在1 ～ 12 個(gè)月的隨訪中共有9 例出現(xiàn)了包括傷口感染、便秘、自主反射障礙、術(shù)后敗血癥、癲癇、傷口血腫、失語(yǔ)、后路可逆性腦病綜合征、尿路感染在內(nèi)的嚴(yán)重不良事件，但沒(méi)有一例被認(rèn)為與手術(shù)操作、干細(xì)胞注射操作或干細(xì)胞制劑有關(guān)［21-22］。Yoon 等［25］的研究中，平均10.4 個(gè)月的隨訪過(guò)程中沒(méi)有再次手術(shù)的不良事件，但有1 例在干細(xì)胞移植術(shù)后出現(xiàn)了短暫的神經(jīng)功能惡化，包括上肢握力的減退。除此之外，有7例發(fā)生神經(jīng)性疼痛，3 例發(fā)生頸后部肌肉張力增高。

綜上所述，目前采用髓內(nèi)注射干細(xì)胞的方式治療SCI 總體安全，未發(fā)生因干細(xì)胞注射導(dǎo)致的嚴(yán)重不良事件，但由于髓內(nèi)注射需要打開(kāi)硬膜進(jìn)入脊髓，對(duì)無(wú)菌和手術(shù)操作技巧要求較高，否則有傷口感染的風(fēng)險(xiǎn)，不利于患者的護(hù)理；同時(shí)，對(duì)硬膜進(jìn)行穿刺有術(shù)后腦脊液漏和假性硬膜膨出的風(fēng)險(xiǎn)。因此，髓內(nèi)注射干細(xì)胞需要注意對(duì)脊髓的保護(hù)，并嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作，以避免操作相關(guān)的并發(fā)癥發(fā)生。

3.2 有效性

采用干細(xì)胞治療SCI 的臨床研究中，有許多指標(biāo)可用于評(píng)估患者治療后功能改善的情況［14］，包括SCI 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化神經(jīng)學(xué)分類（ISNCSCI）評(píng)分、美國(guó)脊髓損傷協(xié)會(huì)（ASIA）分級(jí)、神經(jīng)功能穩(wěn)定性、神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)、自主神經(jīng)功能評(píng)定、查體情況等［20，22，27，33-34］。采用不同的評(píng)估方式可提高干細(xì)胞治療SCI 有效性檢測(cè)的敏感度，并最大限度地提高研究結(jié)果的臨床適用性［14］。

目前各臨床研究中，對(duì)髓內(nèi)注射干細(xì)胞治療SCI 的治療效果進(jìn)行了初步探索。Curtis 等［23］使用人脊髓源性神經(jīng)干細(xì)胞對(duì)4 例慢性胸段SCI 患者進(jìn)行了治療，在18 ～ 27 個(gè)月的隨訪中發(fā)現(xiàn)，2 例的ISNCSCI 評(píng)分有不同程度提升，但所有患者的生活質(zhì)量評(píng)分并沒(méi)有顯著變化。Curt 等［20］對(duì)12 例ASIA分級(jí)為A 或B 級(jí)的亞急性或慢性胸段SCI 患者進(jìn)行了6年的隨訪發(fā)現(xiàn)，5 例患者在輕觸覺(jué)、針刺覺(jué)或直腸深壓覺(jué)等感覺(jué)功能方面有細(xì)微改善，并伴有運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位和感覺(jué)誘發(fā)電位的改善。Levi 等［22］對(duì)29例亞急性或慢性頸段或胸段SCI 患者進(jìn)行髓內(nèi)注射神經(jīng)干細(xì)胞制劑治療，隨訪1年后發(fā)現(xiàn)，患者上肢運(yùn)動(dòng)、力量、敏感度和握力等均有所改善。Oh 等［26］使用患者自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)16 例慢性頸部SCI 患者進(jìn)行了注射治療，隨訪12 個(gè)月發(fā)現(xiàn)，2 例上肢運(yùn)動(dòng)功能改善，4 例感覺(jué)誘發(fā)電位改善，6 例運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位改善，僅有1 例運(yùn)動(dòng)評(píng)級(jí)提升。Saini等［24］與Yoon 等［25］均使用患者自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在SCI 部位周圍進(jìn)行多次注射。Saini 等［24］的研究顯示，術(shù)后隨訪時(shí)MRI 提示13 例損傷部位的囊腔均縮小。Yoon等［25］的研究顯示，急性期接受治療的患者中，29.5%的神經(jīng)功能ASIA 分級(jí)從A 級(jí)改善至B 或C 級(jí)；亞急性期接受治療的患者中，33.3%的神經(jīng)功能從A 級(jí)改善至B 或C 級(jí)；慢性期接受治療的患者神經(jīng)功能沒(méi)有變化。

綜上，髓內(nèi)注射干細(xì)胞可部分提高患者感覺(jué)及運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分，初步證明了其有效性，但還有較多問(wèn)題亟待進(jìn)一步研究。首先，不同研究中患者從受傷到接受干細(xì)胞治療的時(shí)間窗不同。雖然慢性期患者在進(jìn)行干細(xì)胞治療后病情有所改善［21，23，26］，但Yoon等［25］的研究發(fā)現(xiàn)，在傷后急性期（＜ 2周）或亞急性期（2 ～ 8周）進(jìn)行干細(xì)胞治療的患者中，有30.4%患者的神經(jīng)功能有所改善，而在慢性期（＞ 8周）進(jìn)行干細(xì)胞治療的患者中則未觀察到明顯的變化。因此，盡早進(jìn)行干細(xì)胞治療似乎具有更好的療效［35］。除此之外，各研究中使用的干細(xì)胞劑量也不相同，療效差異可能與干細(xì)胞類型［23，25］、注射次數(shù)［23-24，26］及試驗(yàn)設(shè)計(jì)本身有關(guān)，但各研究結(jié)果均提示干細(xì)胞治療后患者的神經(jīng)功能有所改善。因此，未來(lái)還需要SCI 患者類型、損傷節(jié)段及干細(xì)胞類型與劑量一致的臨床研究來(lái)進(jìn)一步證實(shí)髓內(nèi)注射干細(xì)胞治療SCI 的有效性。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

綜上所述，髓內(nèi)注射干細(xì)胞治療SCI 的安全性與有效性已得到初步證實(shí)，在干細(xì)胞制劑注射后的隨訪過(guò)程中，未發(fā)生與干細(xì)胞制劑相關(guān)的嚴(yán)重并發(fā)癥，進(jìn)一步證實(shí)了干細(xì)胞治療SCI 的安全性。治療后，患者的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能部分得到了改善，且MRI 表明脊髓內(nèi)部囊腔體積縮小，神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)結(jié)果提示運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位和感覺(jué)誘發(fā)電位改善，表明髓內(nèi)注射干細(xì)胞治療SCI 有效。但關(guān)于干細(xì)胞治療SCI 對(duì)患者運(yùn)動(dòng)功能、二便功能和生活質(zhì)量的改善情況，還需要更多的研究來(lái)進(jìn)行評(píng)估。此外，各臨床研究中使用的干細(xì)胞量有一定差異，在3 項(xiàng)使用自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床研究中，干細(xì)胞使用量為2×108個(gè)和1.6×107個(gè)，干細(xì)胞注射總體積為1.8 mL和1.0 mL［24-26］；在4項(xiàng)使用神經(jīng)干細(xì)胞的臨床研究中，干細(xì)胞使用量為12×105～ 4×107個(gè)［20-23］，干細(xì)胞注射總體積為60 μL ～ 1 mL。對(duì)于髓內(nèi)注射操作使用的干細(xì)胞量尚無(wú)統(tǒng)一結(jié)論，且細(xì)胞量越高也并未帶來(lái)更明顯的功能改善。干細(xì)胞治療SCI 的注射量和治療次數(shù)因患者個(gè)體差異而異，需要根據(jù)患者具體情況而定。

髓內(nèi)注射干細(xì)胞的方法主要為手持注射與臺(tái)式固定注射。手持注射方式操作簡(jiǎn)便、患者創(chuàng)傷較小，在臨床研究中使用較多；臺(tái)式固定注射更加穩(wěn)定，但對(duì)患者創(chuàng)傷較大，未來(lái)是否能夠結(jié)合脊柱內(nèi)窺鏡技術(shù)，通過(guò)內(nèi)窺鏡通道進(jìn)行髓內(nèi)注射，還須進(jìn)一步研究。目前使用的干細(xì)胞種類主要為自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞，自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞具有多向分化潛能和免疫調(diào)節(jié)作用，可促進(jìn)神經(jīng)組織再生和修復(fù)；神經(jīng)干細(xì)胞具有神經(jīng)元特異性，可分化為神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，可更好地促進(jìn)神經(jīng)組織再生。雖然這兩種干細(xì)胞都被證明在治療SCI 中具有潛在的療效，但哪一種干細(xì)胞更有效，目前還沒(méi)有一致的結(jié)論。因此，干細(xì)胞注射治療SCI 的髓內(nèi)注射方式、干細(xì)胞選擇還需要進(jìn)一步深入研究。