干细胞疗法有望恢复中风或脊髓损伤患者的运动功能，但是神经病学家在推行该疗法时仍小心谨慎。
克里斯托弗·波森在一次车祸中损伤了脖子。在向他的脊髓注射干细胞后，他的手能够重新动起来了
索尼娅·库茨（Sonia Olea Coontz）在31岁的时候患脑溢血。两年后，她的右半身仍处于部分瘫痪状态。她几乎不能活动她的手臂，发音模糊，并且要借助轮椅才能活动。2013年，库茨参加了一项小型临床试验。医生把干细胞注射到她脑溢血的部位周围。次日起，她就能把他的手臂举过头顶并且能够清晰地说话。现在，36岁的她不再需要轮椅了，而且她正怀着她的第一个孩子。
加州斯坦福大学医学院的神经外科主任盖瑞·斯坦伯格（Gary Steinberg）是库茨的主治医生，他说库茨是见证干细胞疗法奇迹的患者之一。传统观点认为库茨的康复是不可能的：脑溢血所损伤的神经环路已经死亡了。大多数神经科学家认为，神经功能恢复的窗口只在神经受损后6个月内开启。
干细胞疗法在修复动物的脑和脊髓损伤中大有前途。但是，动物模型总是和人类表现不同。比如，大鼠的神经系统损伤比人类更容易治愈。临床试验的结果并不明确。小型临床试验中的有趣信号在较大的试验中逐渐消逝了。还有许多的未知数：究竟哪种干细胞是有效的，它们是如何起作用的以及损伤多久之后应该使用它们。
这个领域才刚刚起步。我们对于干细胞以及脊髓损伤或中风后究竟发生了什么还所知甚少。然而，像库茨那样的成功案例说明，在损伤后正确的时间，往正确的患者身上使用正确类型的干细胞可以产生功能性改善。研究者正热情地研究干细胞疗法是否能帮助瘫痪的患者重获一些言语和运动控制的能力。如果可以的话，那么到底发生了什么呢。
疤痕组织
神经病学家谋求神经功能的恢复，这需要挑战人类中枢神经系统有限的恢复能力。加州大学圣地亚哥分校的神经病学家马克·特萨奇(Mark Tuszynski)认为，大脑和脊髓的生物机理对神经再生似乎是不利的，这可能是因为神经的过度生长会导致在大脑与脊髓的精细的架构模式中出现错误的连接。中枢神经系统的局部化学信号压制了神经生长。随着时间推移，疤痕组织形成，这虽然阻止了损伤蔓延，也妨碍了细胞进入损伤部位再生。
洛杉矶南加州大学神经恢复中心的主管查尔斯·刘(Charles Yu Liu)说，生物组织的修复是很难的。干细胞似乎提供了一种变通方案。
脊髓损伤的大鼠体内，在植入的神经前体细胞（左）外部，轴突再生了（右）
到目前为止，神经再生治疗只有少数如趣闻一样的成功案例，这让投资者和患者很失望。例如，神经外科医生用胚胎神经元替换帕金森病患者的死亡或垂死的产生多巴胺的神经元。初期的疗效是让人兴奋的，然而经过长期研究后，患者再次出现不自主运动（帕金森症状）。另外一种尝试是利用来源于肿瘤的细胞治疗中风患者，研究结果并不明确，而且研究者对于来源于肿瘤的干细胞也不放心。
近几年，研究者们已经成功利用干细胞诱导分化出特定的细胞类型，比如神经支持细胞。神经病学家特萨奇已经展示了干细胞的潜力，至少在动物模型上。他的团队将来自人类胚胎组织的干细胞植入到脊髓严重受损的大鼠体内。7周后，干细胞缩小了被切开的脊髓间隙，并且大鼠能够再次行走了。这项研究中使用的干细胞是马里兰罗维克尔市的神经干细胞中心提供的。这个中心的团队发现其他类型的干细胞也能够发挥作用，包括从成熟组织中获取的。有一次特萨奇使用了从一位健康的86岁志愿者的组织中获取的神经干细胞，他在大鼠脊髓损伤模型上看到相似的结果。
马萨诸塞州坎布里奇哈佛干细胞研究中心的何志刚认为，动物模型研究也表明，仅仅再生神经系统中的连接导线来桥接受损区域是不够的，不管是什么动物模型，轴突并不总是生长到合适的位置。仅仅有了神经是不够的，神经还必须成为功能回路的一部分。
越来越多证据表明，干细胞除了成为替代性的神经以外，还有其他功能。干细胞似乎还能生成一种支持环境，这种环境可能会促进神经的自然恢复过程或是防止损伤进一步恶化。很多种类的干细胞能够分泌多种分子，这些分子能够打开被抑制的神经生长之路。年初，特萨奇报告说，任何种类的脊髓干细胞，无论来源于成熟组织还是胚胎组织，无论来自人、大鼠还是小鼠，都能激发大鼠的原生神经再生，但是，他在大鼠身上取得的成功还没能转化为临床试验。特萨奇称，仍需要更多的研究来认清哪种干细胞对哪种特定的神经损伤效果最好。
重塑恢复
对于中风或脊髓损伤的患者，物理治疗是最有希望能够让患者在数周或数月内康复的选择。大脑是可塑的，并能够重新利用其他的环路或通路来弥补损伤并且恢复功能。等到炎症消退，大脑也会随之自我调节，患者就能够开始重新恢复功能。但是机会之窗很短，大多数患者在受损6个月后就不会再恢复功能了。
斯坦伯格说道，神经恢复的时间线正是库茨和该临床试验中其他长期中风患者的显著恢复如此令人惊奇的原因，这改变了我们对神经恢复的认识。库茨参加的临床研究共有18名受试者，并且治疗所用干细胞都是加州山景城SanBio公司生产的。这家公司的干细胞是从骨髓中获取的间充质干细胞。这些细胞被一个DNA片段处理过，该DNA片段是在细胞内瞬间表达的，并且改变了细胞的蛋白表达模式。在动物实验中，这些细胞促进了原生神经干细胞的迁移和生长，此外还有其他影响。
这项试验兼顾安全性和有效性。它征募了一些缺血性中风患者。这种类型的中风是由一些凝块切断了部分大脑的供血，从而对人造成严重损害。参与试验的这些患者都是在7~36个月前患的缺血性中风，都超出了中风后6个月的黄金恢复期。每位受试者都接受注射250万、500万或者1000万由SanBio公司生产的干细胞。斯坦伯格对这些患者进行了24个月的跟踪观察。观察12个月后的中期研究报告说大多数的患者都显示出功能改善。其中一些患者，比如库茨，几乎完全恢复。
然而，我们目前仍不清楚注射到大脑的干细胞到底发生了什么。在动物实验中，SanBio公司的细胞并没有转化为神经元，而似乎是向大脑中的原生细胞发出支持性信号。事实上，前临床研究显示干细胞并不会融入大脑中，大多数干细胞在12个月后就死亡了。相反，这些干细胞似乎分泌生长因子，从而促进了新的神经元和血管生成，并培育神经元间的连接突触。在大鼠实验中，神经元之间的连接会从大脑的一侧延伸至另一侧，而且还会延伸入脊髓。这种状态会一直持续，即使是在注射的干细胞不再工作之后。
斯坦伯格认为这些机制仍然不足以解释库茨一夜间的神奇恢复。他目前有几个假设，包括注射干细胞的针头也可能起了一些作用。他说，治疗过了一周之后，我们看到她的运动前皮质出现一些神经异常，但这异常在一个月后消失了。神经微创的大小跟12个月内的恢复程度有很强的关联。这跟电极被植入到帕金森病人大脑后所产生的效应很相似，尽管这种脑深层刺激疗法仅能短时间内抑制震颤。中风患者注射干细胞后会恢复的比较持久，这说明注射的针头以及干细胞可能都发挥了作用。
SanBio公司的研究是一项小型临床试验，并且没有设立安慰剂对照组，他们正招募患者来参加一项规模更大的第二期试验。他们将招募156名受试者，其中2/3的受试者将接受干细胞注射，其余的则接受假手术。即使是那些负责实施手术的外科医生，包括斯坦伯格，都不知道具体哪位患者接受了哪种治疗。这项研究的主要观测指标是经治疗6个月后受试者的“富尔-梅耶”运动评分是否提高。全部受试者将接受至少12个月的监测，并且接受步态及灵敏度变化的评估。与此同时，斯坦伯格还计划研究中风的动物模型的神经微创，来确定它们在恢复中究竟起着什么作用。
小成功
一项正在进行的临床试验也极有前景。它评估的是逐渐增加的神经干细胞剂量对急性脊髓损伤的患者所产生的效果。加利福尼亚州费利蒙市的阿斯忒瑞亚生物治疗公司诱导干细胞发展成为少突胶质细胞的祖细胞，这是一种在大脑和脊髓中保护神经轴突免受伤害的支持性细胞。
这项试验测试了使用这些干细胞治疗近期颈部或脊髓损伤的安全性和有效性。在9月份的国际脊髓协会会议上，研究团队发布了接受两次低剂量注射患者的中期结果报告。90天之后，4位接受1 000万剂量的患者的运动功能改善了，然而1/5的患者没有达到90天的观察点。1年后，3位接受注射较低剂量200万细胞的患者在运动技能上获得了明显提升。
这些细胞一开始是由一家名为Geron的生物科技公司开发的，后来这家公司退出了再生医学领域。在Asterias公司之前，Geron公司已经在慢性下背损伤的患者身上做了干细胞的安全性试验。结果没有任何问题，因此美国食品与药品监督管理局同意Geron公司在那些近期受伤的患者身上测试干细胞。阿斯忒瑞亚公司把当下的试验集中于颈椎损伤，因为这些损伤距离大脑更近，因此神经只需要再生较短的距离就可能实现功能改善。颈髓严重损伤患者的典型表现是损伤部位以下全部瘫痪。阿斯忒瑞亚公司的目标是恢复这些患者的手臂和手掌的功能，这有可能极大地改善这些患者的自理能力和生活质量。
阿斯忒瑞亚公司似乎已在至少一位接受大剂量干细胞注射的患者身上实现了这一目标。21岁的克里斯托弗·波森（Kristopher Boesen）获得了激动人心的恢复。2016年3月份，波森的车在暴雨天打滑，撞上了一条电话线杆并损伤了他的脖子。大约一个月后，波森的损伤部位以下仍然瘫痪，他的神经恢复似乎到达了瓶颈。他的主治医生与阿斯忒瑞亚公司临床试验的研究员查尔斯·刘一直有联系。在波森病情稳定后，他就到洛杉矶参加这项临床试验。
4月份，查尔斯·刘往波森的脊髓中输注了阿斯忒瑞亚公司的干细胞。两天后，波森开始能够活动他的手。到夏天，他能够重新活动脚趾了。
刘对波森的反应很是兴奋。他说：“波森原来是四肢瘫痪者，现在他可以写字，可以用他的手提起重物，也可以打电话。我高兴地想从鞋里跳出来，因为像这样的能力提升极不寻常。”但是，刘告诫说，这仍只是一个小试验，并且波森的反应也只是一个单例。除非在大型的安慰剂对照临床试验中表明干细胞疗法有效，否则刘将一直保持谨慎。
一位外科医生正在进行Asterias公司的临床研究，他正准备向患者的脊髓损伤部位输注干细胞
这项研究目前正在征募另一群患者，人数为5到8名，他们将接受输注200万干细胞的双倍剂量。随着试验的进行，Asterias公司希望能够找到关于干细胞疗法潜在机制的线索。Asterias公司的科研主管简·拉贝库斯基（Jane Lebkowski）说，我们正在寻找受伤处在解剖学上的变化，有证据表明，获得功能恢复的患者的损伤部位被神经轴突贯通了。临床前研究认为干细胞可能向原生组织发送了激励生长的化学信号。此外，作为支持性细胞，星形胶质细胞可能防止了神经元在急性脊髓损伤的余波中死亡。
事实上，并不是全部临床研究都有这么好的结果。SanBio公司和Asterias公司的结果是无数否定或不明确的试验中难得的积极信号。例如，在5月份，加州纽瓦克市StemCell公司终止了用于脊髓损伤治疗的干细胞的第二期试验，随后立即宣布重组公司。该公司谢绝对本文置评。
希望不要过分炒作
像刘和斯坦伯格等研究者希望缓和公众对于干细胞疗法的热情，他们不希望给绝望的患者一个虚假的希望。患有瘫痪性损伤或者神经变性病变的人很容易被无良的干细胞诊所欺骗，那些诊所的治疗方法不但未经证实，而且还充满风险。
即将上任的美国脊髓损伤协会主席、密西西比州杰克森市卫理公会康复中心的研究员基斯·坦西(Keith Tansey)说，“患者总对我说，‘来吧，巫医，反正你不会让我变得更糟了’。”不幸的是，事实并非如此。坦西补充说道，诊所提供的干细胞治疗不属于临床试验，它会导致慢性疼痛，剥夺患者仅剩的功能，并且让患者失去未来继续参与研究的资格。他在临床实践中已经目睹过这些苦果。他说：“我治疗过一个脊髓内长着两个肿瘤的孩子，这两个肿瘤来自两个不同个体的干细胞。”
关于干细胞能否治愈人类中枢神经系统还有很多悬而未决的问题，它们是怎样做到这一点的也尚不清楚。研究者也不知道用哪种干细胞最好。干细胞只要成长为支持性细胞并发送友善的生长信号就足够了吗？还是说干细胞转化为替代用的神经元会更好？这个问题的答案依据疾病或损伤的部位及其性质而有所不同。坦西说道，如果干细胞是通过产生支持性因子来激励生长和修复，那么我们就有可能识别出这些因子是什么，并将其直接用到患者身上。但是生物学家距离破解这一“鸡尾酒的秘诀”还远得很。
坦西承认目前还有问题未解决，并且这些问题似乎正在不断增加。他说：“每次我们完成了一项实验，实验结果都让我们意识到真相比我们想象中要复杂得多。”他认为解决这些问题的最好办法是规范干细胞临床研究。大鼠模型只能告诉我们这么多，而且人类的神经系统较之更为庞大，连接方式也不同。他认为，如果干细胞能够帮助类似库茨和波森那样的患者恢复语言能力并且提升自理能力，同时还没有副作用，那么干细胞治疗还有继续进行的意义，即便我们仍不清楚它全部的作用机制。
在这些小型的正面结果能够在大型临床对照试验中重复出现之前，神经学家将会一直保持着他们的乐观态度。坦西说：“我非常希望听到有一个临床试验得出不止少数几个的成功案例。”而刘则期待着不必控制兴奋之情的那一天。也许过不了几年，我们真的将有机会来欢呼雀跃。
资料来源 Nature
责任编辑 朝 云