從胚胎到臍帶血：不同來源神經干細胞如何治療腦癱？

腦性癱瘓（Cerebral Palsy, CP）是兒童期最常見的運動障礙性疾病，全球發病率約為2‰-3。，我國現存患者超500萬。其病因復雜，包括早產、缺氧缺血性腦病（HIE）和產傷等，最終導致大腦運動皮層、基底節或白質不可逆損傷。傳統治療以康復訓練、藥物和手術為主，但僅能緩解癥狀，無法修復受損神經結構。

隨著再生醫學的突破，神經干細胞（Neural Stem Cells, NSCs）移植為腦癱治療開辟了新路徑：這類細胞不僅能替代凋亡神經元，還可通過旁分泌與免疫調節重塑損傷微環境。然而，干細胞的來源差異直接影響其療效、安全性與倫理接受度。

本文系統綜述不同來源神經干細胞治療腦癱的作用機制、臨床轉化現狀及挑戰，以期為優化治療方案提供理論依據。

從胚胎到臍帶血：不同來源神經干細胞如何治療腦癱？

一、神經干細胞的來源分類與特性

1.1 胚胎來源神經干細胞（eNSCs）

胚胎來源的神經干細胞（Embryonic Neural Stem Cells，eNSCs）取自發育早期的胚胎神經組織，具有極強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系統內所有類型的神經細胞，包括神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞 。

在腦癱動物模型研究中，將eNSCs移植到受損腦組織后，細胞能夠高效分化為GABA能神經元和膽堿能神經元，補充因腦損傷導致的抑制性神經元缺失，有效改善運動功能障礙。

然而，eNSCs的應用面臨巨大的倫理爭議。由于其獲取過程涉及胚胎破壞，引發了關于生命倫理的廣泛討論。

1.2 成體來源神經干細胞（aNSCs）

成體神經干細胞（Adult Neural Stem Cells，aNSCs）主要存在于成年個體的特定腦區，如海馬齒狀回的顆粒下層和側腦室的室管膜下區。與eNSCs相比，aNSCs 的優勢在于來源相對安全，可通過微創手術獲取，避免了倫理爭議；

同時，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營養因子，如腦源性神經營養因子（BDNF）、神經生長因子（NGF）等，促進內源性神經干細胞增殖和受損神經細胞的修復，改善腦內微環境。

1.3 誘導多能干細胞分化的神經干細胞（iPSCs-NSCs）

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

不過，iPSCs 的應用也面臨諸多風險。首先，在基因重編程過程中，使用的轉錄因子可能導致基因突變，增加腫瘤發生的風險。此外，iPSCs 的制備過程復雜，技術要求高，成本昂貴，限制了其在臨床的廣泛應用。

1.4 圍產組織來源神經干細胞

圍產組織（如臍帶、胎盤、羊膜）是近年來發現的優質神經干細胞來源。圍產組織來源的神經干細胞具有分化潛能強、免疫原性低、獲取方便且不涉及倫理爭議等優勢。

臍帶神經干細胞在體外能夠高效分化為神經元和膠質細胞，在腦癱動物模型中，移植后可促進腦內血管新生，改善腦組織的血液供應，同時調節免疫微環境，減輕神經炎癥反應 。

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二、不同來源神經干細胞移植治療腦癱的臨床證據

2.1 胚胎神經干細胞移植治療腦癱

2023年，國際期刊《Stem Cell Research & Therapy》上發表了一篇我國研究人員進行的《腦癱患者鼻腔內注射神經干細胞的安全性和有效性結果：一項隨機1/2期對照試驗》的臨床研究成果。

本次研究同種異體神經干細胞（NSC）分離自流產的人類胎兒前腦組織。這些組織來自要求人工流產的健康孕婦。所有捐獻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結果均為陰性。

人類胎兒前腦組織屬于胚胎來源的神經干細胞。

共有25名3至12歲的腦癱患者被隨機分配到治療組(n=15)，該組接受鼻腔內輸注負載神經干細胞的鼻貼和康復治療，或對照組(n=10)僅接受康復治療。臨床前期發現：

療效顯著：治療組在自理能力（ADL評分提升32.7%）和粗大運動功能（GMFM-88總分提升36%）方面顯著優于對照組，且改善迅速：

• 早期改善（1個月）：站立（GMFM-D）、步行/跳躍（GMFM-E）及ADL評分顯著提升；
• 中期進展（3個月）：表達能力（EAS）和粗大運動整體功能（GMFM-TOTAL）進一步改善；
• 長期穩定（6個月后）：社交技能（SS）增強，早期獲益持續；
• 精細動作延遲改善（24個月）：手部功能（FMFS）最終顯著提升。（見圖1）

其他獲益：治療組睡眠質量（SDSC評分）改善，而對照組無變化。

安全性：在為期24個月的研究期間，共有25例患者接受了神經干細胞聯合康復治療或單純康復治療。在整個隨訪期內，未觀察到與鼻腔給藥治療或神經干細胞移植相關的嚴重不良反應。所記錄的不良事件主要為輕度至中度（I級和II級），且多為短暫性，持續時間從數小時到3天不等。具體而言，在治療組中僅發生了4例不良反應。

綜上所述，研究結果表明，神經干細胞移植治療腦癱1個月后自理、站立及行走能力明顯提升；3個月時語言表達和大動作（如抓握、坐姿保持）顯著改善；6個月后社交能力提高且效果持續穩定，表明該療法能長期改善患兒運動、語言及生活能力。

2.2 成體神經干細胞移植治療腦癱

2013年，武警總醫院曾在國際期刊《轉化醫學雜志》上發表了一篇關于《自體骨髓間充質干細胞來源的神經干細胞樣細胞用于治療腦癱患者》的臨床研究結果。

自體骨髓間充質干細胞來源的神經干細胞樣細胞屬于成體來源的神經干細胞

本研究于2010年6月至2011年6月入選60例運動功能嚴重受限的運動障礙型腦癱患兒，粗大運動功能分類系統平均Ⅲ-Ⅴ級。治療后：

運動功能的結果分析

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

• 數據顯示，實驗組患者的GMFM評分在治療后的3個月和6個月內顯著增加，分別達到了統計學上的顯著性水平。
• 相比之下，對照組患者的評分雖然有所上升，但并未達到統計學上的顯著差異。
• 特別地，實驗組患者在治療后6個月的GMFM評分相較于基線增加了58.6分，這表明干細胞移植對于改善運動功能具有明顯的效果。進一步分析顯示，IV級和V級的實驗組患者在移植后的運動功能恢復更為顯著。

語言發展的結果分析

關于語言發展方面，盡管兩組患者的語言發育商在治療后6個月內都有所提升，但這些變化并不具備統計學意義。（見圖3）

此外，實驗組與對照組之間的語言發育商也沒有顯示出明顯的區別。因此，根據目前的數據，神經干細胞樣細胞移植似乎并未加速語言功能的恢復進程。

安全性評估：安全性方面，實驗組中的所有患者接受了至少6個月以上的隨訪觀察。

結果顯示，沒有患者報告出現發燒、頭痛、異常疼痛、嘔吐或其他嚴重的不良事件。后續進行的MRI復查也未發現任何新的缺血性、出血性或腫瘤性病變。僅有一例患者報告了短暫性的哭鬧頻率增加，但該癥狀在兩天內自行消失，無需額外處理。

2.3 誘導多能干細胞分化的神經干細胞治療腦癱

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

研究人員設計了一種由鈦酸鋇和石墨烯復合材料制成的納米級“貼片”，這些貼片可以附著在iPSCs-NSCs表面。當用超聲波照射時，這些貼片會像微型發電機一樣持續產生電流，激活干細胞內部的“開關”（鈣離子通道及信號通路），促使干細胞快速轉化為成熟的神經元，并加速修復受損腦組織。

在實驗中，研究團隊將搭載這種“貼片”的神經干細胞移植到腦外傷大鼠體內，并通過每兩天5分鐘的超聲波照射進行“遠程操控”。28天后，大鼠的腦組織損傷被顯著修復，神經功能也得到了有效恢復。目前該技術尚未進入人體臨床試驗階段，但為未來開發精準、高效的腦損傷治療方案奠定了重要基礎。

目前，科研人員正致力于優化iPSCs的誘導和分化技術，降低潛在風險，尚未大規模應用于人體.

2.4 圍產組織來源神經干細胞治療腦癱

2012年，中國熱帶醫學期刊上發表了一項關于《干細胞移植治療腦癱的研究進展》的研究。研究人員發現，胎兒臍血中干細胞含量相當豐富，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胞及神經元樣細胞的潛力。

研究發現，臍血源干細胞具有強大的增殖、分化能力，其能迅速進入細胞周期，快速感應各種造血刺激因子及自分泌生長因子。在特定條件下，其能分化為間質譜系內的各種細胞、外胚層的神經干細胞、內胚層的肝細胞等。研究顯示：

安全性評估：

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

有效性驗證：

• 馮梅等對30例重癥腦癱患兒的研究表明，治療后綜合功能評分（認知、運動、言語、自理能力）顯著提升。
• 國外多中心研究中，美國杜克大學對25例缺氧缺血性腦病患兒（出生后14天內）進行臍血干細胞治療，4-6月及9-12月隨訪顯示治療耐受性良好，未發現不良反應，神經發育及磁共振影像結果將持續追蹤。

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三、不同來源神經干細胞治療腦癱的總結

綜上所述，神經干細胞治療腦癱的研究覆蓋了胚胎、成體、iPSC及圍產組織等多源細胞，共同驗證了其在運動、認知及生活能力恢復中的潛力。胚胎和圍產組織干細胞因分化能力強、安全性高成為臨床應用的熱點；成體干細胞則以自體來源和低風險優勢補充治療需求；iPSC技術雖處于實驗階段，但為精準醫學提供了理論突破。

1. 胚胎神經干細胞：具有強大的分化潛能和快速修復能力，可顯著改善腦癱患兒的運動、認知及生活能力，且安全性良好，為早期干預提供了有效手段。
2. 成體神經干細胞：以自體骨髓間充質干細胞為代表，主要改善運動功能，但對語言發育效果有限，其優勢在于取材便捷且無免疫排斥風險。
3. 誘導多能干細胞（iPSC）：通過技術革新（如超聲激活納米貼片）可精準調控干細胞分化，加速神經修復，盡管尚未進入臨床，但為個性化治療和復雜腦損傷修復開辟了新方向。
4. 圍產組織干細胞：臍血干細胞因來源豐富、增殖能力強且倫理爭議小，在臨床試驗中展現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。

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四、挑戰與未來方向

倫理與標準化：胚胎來源NSCs的倫理爭議需政策引導，iPSCs需建立國際統一的質控標準。

個體化治療：根據腦癱亞型（痙攣型、共濟失調型）選擇最佳細胞來源及分化方向。

多學科協作：結合康復訓練、神經調控（如經顱磁刺激）以增強NSCs療效。

結語

神經干細胞移植為腦性癱瘓的治療帶來了革命性突破，其通過修復神經損傷、重塑功能網絡為患兒提供長期改善的可能。盡管不同來源的干細胞各具優勢與挑戰，但臨床研究已初步驗證其安全性與有效性。未來需進一步優化細胞來源、提升移植效率，并結合精準醫學與康復技術，推動這一療法從實驗走向規范化臨床應用，為更多腦癱患者點亮新生希望。

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參考資料：

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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).?干細胞移植治療腦癱的研究進展.?中國熱帶醫學,?12(08),?1020-1022+1032.

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