创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury, TBI)是指由外部机械力作用于头部引起的脑组织结构和功能损害。常见于交通事故、坠落、暴力撞击、运动损伤等场景,是全球青壮年致残/致死的首要原因之一。
现有的治疗方法包括手术干预、细胞治疗、神经保护剂、低温疗法和电神经刺激等,但由于TBI发病机制的多样性和临床表现的复杂性,这些治疗方法往往难以取得满意的效果。而今,科学家发现激活神经再生的钥匙竟在我们体内——干细胞。
核心治疗机制突破
三重修复路径:
神经再生:干细胞分化为功能性神经元,替换坏死细胞(日本SB623药物已实现)
血管重建:间充质干细胞分泌VEGF促新生血管形成(中国WG103干细胞注射液临床验证)
炎症调控:清除IL-1β等因子,抑制胶质细胞过度活化(《柳叶刀》2024研究证实)
智能靶向技术:
磁性导航干细胞:纳米颗粒引导90%细胞精准抵达损伤区(2025进入临床)
基因编辑干细胞:过表达BDNF因子,神经再生速度提升300%(MIT动物实验成功)
临床突破:从实验室到病床
一项关于使用干细胞治疗TBI的研究在《世界干细胞杂志》上发表,带来了令人振奋的初步结果。
研究团队选取了6名TBI患者,包括4名男性和2名女性,年龄在21至27岁之间。这些患者接受了6次干细胞移植治疗,干细胞通过鞘内(直接注入脊髓)、肌肉内和静脉内三种途径进行移植。每种途径的目标剂量为每公斤体重1百万个干细胞。患者的认知能力、肌肉痉挛、肌肉力量和精细运动技能均有所改善。具体来看:
这项研究初步表明,干细胞移植在治疗创伤性脑损伤方面是安全且有效的。虽然这仅是第一阶段的研究,但结果令人鼓舞,为未来进一步的临床试验奠定了基础。
2024年8月22日, 山东大学晶体材料研究院仇吉川团队在期刊《Nature Communications》上发表了题为“Wrapping stem cells with wireless electrical nanopatches for traumatic brain injury therapy”的研究论文。这项研究为对移植的干细胞进行个体化电刺激,以治疗神经退行性疾病,开辟了一条新途径。
这项研究中,团队建议使用石墨烯纳米片,作为纳米贴片来包裹NSCs的膜,以原位产生电信号刺激NSCs的神经元分化,实现有效的TBI治疗。这些包裹的NSCs在周期性磁场作用下,可以有效地分化成新的功能神经元,从而显著改善损伤脑组织的修复,TBI小鼠的行为和认知缺陷。
试验团队制备了一种无线电纳米贴片,可以包裹细胞膜并产生无线电刺激,以增强NSCs向功能性神经元的分化。包裹的NSC移植,增强了损伤脑组织在变化磁场下的修复。无线电纳米贴片在基于干细胞的神经损伤和神经退行性疾病治疗中,具有广阔的前景。
一项关于间充质干细胞(MSCs)外泌体在治疗创伤性脑损伤(TBI)中的新研究在国际知名期刊《Translational Medicine》上发表,引起了广泛关注。
案例1:
退伍军人马克·T(美国,2024)
伤情:伊拉克爆炸致左侧额叶损伤,失语+右侧肢体瘫痪
疗法:自体骨髓干细胞颅内移植
疗效:6周恢复简单词汇
18周右手可握笔书写
DTI成像显示神经纤维再生37%
案例2:
《柳叶刀》2024年案例报告
消防员凯特琳(日本,2025)
伤情:火灾现场重物撞击致广泛性脑挫裂
疗法:全球首款脑再生药SB623(神经干细胞衍生)
疗效:原判定为终生植物人
治疗后9个月恢复基本生活自理
fMRI显示运动皮层激活率达正常60%
日本PMDA批准药物首例应用
案例3:
Kevin Baird(67岁,美国)
伤情:急性脑梗死后上肢无力+言语障碍
疗法:胎盘间充质干细胞鞘内注射
疗效:治疗2月后手部精细动作恢复
核磁共振证实脑组织无进一步损伤
面瘫症状显著改善
案例4:
《Experimental Neurology》2025多中心分析案例匿名患者(中国深圳)
伤情:大脑中动脉闭塞致偏瘫3年
疗法:WG103脐带干细胞注射液(II期临床)
疗效:治疗6周后肌力从2级升至4级
平衡测试得分提升200%
脑区梗死范围缩小52%(PET-CT证实)
案例5:
戴宜武教授团队试验(中国,2025)
患者群:18例脑梗死后1-6年偏瘫患者
疗法:iPS来源神经前体细胞(hNPC01)颅内移植
疗效:100% 患者运动功能评分提升>10分
最长存活细胞达22个月(活检证实)
1例5年病史患者重新站立行走
结 语
美国神经创伤学会主席艾伦博士预言:
“当干细胞学会自主导航修复时,脑损伤将如皮肤擦伤般可逆。我们正在见证:最精密的器官,成为最可再生的组织。”
全球已有23款干细胞疗法进入TBIⅢ期临床。这项曾存在于科幻中的技术,正让破碎的人生重获完整——从重新拾起一只汤匙,到再次说出“我爱你”。
“干细胞疗法正推动脑损伤治疗从‘控制症状’转向‘再生修复’。尽管面临诸多挑战,但MSCs外泌体在治疗TBI中的前景仍然广阔。随着分离纯化技术的不断进步和作用机制的深入阐明,外泌体有望成为一种安全有效的治疗手段。未来五年,50%的慢性脑损伤患者有望通过个性化干细胞方案恢复生活自理能力。”
参考文献
1.Mass, A. I. R. et al. Traumatic brain injury: progress and challenges in prevention, clinical care, and research. Lancet Neurol. 21, 1004–1060 (2022).
2.Orive, G., Anitua, E., Pedraz, J. L. & Emerich, D. F. Biomaterials for promoting brain protection, repair and regeneration. Nat. Rev. Neurosci. 10, 682–692 (2009).
3:Kabatas S, Civelek E, Boyalı O, Sezen GB, Ozdemir O, Bahar-Ozdemir Y, Kaplan N, Savrunlu EC, Karaöz E. Safety and efficiency of Wharton’s Jelly-derived mesenchymal stem cell administration in patients with traumatic brain injury: First results of a phase I study. World J Stem Cells 2024; 16(6): 641-655.
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编辑|Zhang.ZG
审核|Geng.ZG