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自体骨髓干细胞联的合辛伐他汀治疗脊髓损伤
自体骨髓干细胞联合辛伐他汀治疗脊髓损伤
第l9卷
2010拄
第4期
12月
河南医学研究
HENANMEDICALRESEARCH
Vo1.19NO.4
December2010
文章编号:
1004-437Xf2010)04.0434.04
自体骨髓干细胞联合辛伐他汀治疗脊髓损伤
姜金豆,步星耀,程培训,李志营,张圣旭
(河南省人民医院神经外科河南郑州450003)
摘要:
目的:
探讨辛伐他汀联合自体骨髓于细胞(BMSCs)动员与手术移植治疗脊髓损伤(SCI)的临床疗效.
方法:
对132例SCI患者分别采用BMSCs动员,移植联合辛伐他汀,单独辛伐他汀治疗以及常规治疗.测
定各组外周血CD133+C1)34+细胞数,并行Barthet指数和ASIA评分,神经电生理及对比分析.结果:
治疗
后动员及移植组患者ASIA评分和Ba~hel指数以及外周血CDI33+CD34+细胞数分别显着高于其它2组
(P<0.05)未出现1例明显毒副反应.结论:
自体BMSCs联合辛伐他汀治疗SCI.可以促进神经功能的
恢复,提高患者生活能力和质量.是治疗SCI安全有效方法自体BMSCs动员较手术移植更简便,无创,实
用性强,值得临床推广.
关键词:
骨髓干细J抱;移植;动员;辛伐他汀;SCl
中图分类号:
R6512文献标识码:
Bdoi:
10.3969,/j.issn.1004—437x2010.04.016
Combinationtherapyofautologousbonemarrowstemcellsand
simvastatinforneurologicdisfunctioninpatientwithspinal
cordinjury
J1ANGJin—dou,BUXing—yao,CtlENGPei~XU13.,LIZhi—ying,ZHANGSheng—XU
(DepartmentofNeurosurgery,Heav.nProvincialPeople'5HospitalZhengzhou450003,China)
?
临床研究?
Abstract:
Objective:
Toassessthesafetyandefficacyofcombinationtherapyofautologousbone
marrowstemcells(BMSCs)andsimvastatinafterspinalcordinjury.Methods:
132patientswith
completeSC1wereenrolledandtreatedwithcombinationtherapyofBMSCstransplantation,mobili—
zationandsimvastatin,simvastatinmonotherapyandroutinemedicaltherapy.Thepatientsunder—
wentpreoperativeandfollow—upneurologicalassessmentusingtheAmericanSpinalInjuryAssocia—
tionImpairmentScale(AISA),Barthetindexande1ectrophysio1ogica1monitoring.Peripheral
bloodCD133十CD34十cellswereanalyzedwithfloweytometer.Resul~:
Significantfunctional
improvementwasseen(theAISA,Barthelindex,CDI33+CD34+cellsandelectrophysio10gy
scaleassessment)inpatientsreceivingcombinationtherapy.Nopatientsexperiencedseriouscon—
plicationsduringthetreatment.Conclusion:
Combinationtherapyofautologousbonema~owstem
cellsandsimvastatincouldenhancesfunctionalrecoveryin..
afterspinalcorduryThetreatmentof
BMSCsmobilizationcombinedwithsimvastatinaremoreconvenient,non—invasiveandpracticable
comparedwiththetherapyofBMSCstransplantation.
收稿日期:
2010—11—01;修订日期:
2010—114
基金项目:
河南省科技攻关重点项目(0424410054).
作者简介:
姜金豆(1985一).男,辽宁抚顺人,在渎硕士研究生,研
究方向:
干细胞在神经科学的应用研究.
通讯作者:
步星耀(1966一),男,博士,教授,研究生导师,
E—mail:
buxingyao@126.c0m.
.
434.
第4期姜金豆等:
自体骨髓干细胞联合辛伐他汀治疗脊髓损伤
Keywords:
bonemarrowstemcells;mobilization;transplantation;spinalcordinjury;simvastatin
脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)后神经元凋亡
坏死,轴突脱髓鞘,神经胶质细胞功能异常,胶质瘢痕
形成,局部产生大量炎症因子,神经营养因子缺乏,不
利于神经轴突再生,导致脊髓功能障碍.研究表明骨
髓干细胞(Bonemarrowstemcells,BMSCs)具有多胚层
方向分化潜能,在特定微环境下可分化为神经元细胞,
神经胶质细胞,血管内皮细胞等,恢复和保护受损
神经,加速受损脊髓功能重建.应用自体BMSCs移植
及动员治疗脑和SCI,在动物实验中已取得显着疗
效一.有研究报道他汀类药物能动员骨髓内皮干细
胞,促进神经损伤的修复.本研究应用自体BM—
SCs移植和动员分别联合辛伐他汀治疗SCI术后神经
功能障碍,通过对132例完全SCI患者临床疗效观察,
评估其临床治疗的安全性,有效性.
1资料和方法
1.1临床资料2003至2009年河南省人民医院神
经外科收治的234例SCI患者.其中102人因不符本
研究标准未被纳入,共132人参与本实验评估,男97
例,女35例;年龄17~54岁,平均35.2岁.其中颈髓
损伤58例,胸髓损伤47例,腰骶髓损伤27例.病程1
周一3个月,平均1.9个月.本研究纳入标准:
①临床
表现均为完全性SCI,解剖结构上未完全离断(手术或
MRI证实);②无脊髓空洞,精神异常以及其它严重并
发症;③SCI后已成功施行椎管减压或脊柱内固定术,
术后脊柱稳定;④患者及其家属知情同意本治疗研究
方案并签字.实验设计,干预实验及评估均为本文作
者,全部经过正规培训,未使用盲法评估.治疗后每3
个月随访1次,平均随访12.7个月.
1.2治疗方法全部已接受椎管减压手术治疗的
132例完全性SCI患者依治疗方案不同分为4组:
A
组,常规治疗对照组34例,即术后止血,脱水,神经营
养及抗生素等药物应用,术后1周行康复治疗:
①物理
疗法,45rain/次,1次/d;②作业疗法,45min/次,1次/
d;③针灸和高压氧一般10d为1个疗程,1次/d.B
组,辛伐他汀治疗组30例,即在A组治疗基础上加用
辛伐他汀10mg/d口服,自术后3d开始实施,治疗期
间每周检测肝功能;C组,自体BMSCs移植联合辛伐
他汀治疗组32例,在B组治疗基础上,术后1周行常
规检查,无手术禁忌症后行移植治疗:
自体BMSCs的
分离纯化及培养扩增后手术移植于损伤部位,术后第
7,14d行自体BMSCs腰穿移植,参见文献.D组,
自体BMSCs动员联合辛伐他汀治疗组36例,在B组
治疗基础上,椎管减压术后1周开始应用重组人粒细
胞集落刺激因子(recombinanthumangranulocytecolony
stimulatingfactor,rhG.CSF)和重组人粒-巨噬细胞集落
刺激因子(recombinanthumangranulocyte?
macrophage
colonystimulatingfactor,rhGM—CSF)(厦门特宝生物
工程股份有限公司),2.5g/kg皮下注射,1次/3d,
两种交替,连续21d.每次应用动员剂前常规复查血
常规和凝血功能,若白细胞数升高<20×10/L,继续
使用,若白细胞数≥20×10/L,暂停注射,隔日复查后
根据情况应用,治疗一个疗程后复查肝肾功能.
1.3疗效评定指标采用美国SCI学会制定的评分
标准(AmericanSpinalInjuryAssociationImpairment
Scale,ASIA)评分,行术前和术后运动,轻触觉和痛觉
功能评分对比.以基本日常生活活动能力评定(the
Ba~helindexofbasicactivtiesofdailyliving,Ba~hel指
数)评估其日常活动能力及大小便恢复情况.同时行
影像学,神经电生理检查.采用流式细胞仪测定已知
抗体标记的CD34CD133+细胞,即血管内皮祖细胞
(EndothelialProgenitorCells,EPCs),通过检测其在外
周血单个核细胞(MononuclearCells,MNCs)中的比例
来判断动员的BMSCs数量多少及其分化情况.并密
切观察治疗中出现的毒副反应.
1.4统计学方法;应用SPSS17.0进行统计分析,结
果中计量资料采用均数±标准差(面±s)表示,四组均
数比较采用单因素方差分析F检验,取=0.05作为
检验水准,以P<0.05表示有统计学意义.
2结果
2.1ASIA评分所选132例患者治疗后均顺利出
院,四组患者术前ASIA评分没有统计学差异.治疗
前和治疗后1个月的ASIA评分对比结果:
A组32例
患者中8例出现感觉和运动功能改善,有效率为
25%.B组3O例患者中9例出现功能改善,有效率为
30%;C组38例患者中l7例感觉,肢体运动功能有明
显恢复,l3例出现不同程度的感觉和运动功能改善,5
例出现单独感觉功能改善,3例无效,有效率为90%.
D组36例患者中15例感觉,肢体运动功能有明显恢
复,表现为损伤平面的关键肌肌力增加,感觉平面下降
3~8个脊髓节段,9例出现不同程度的感觉和运动功
河南医学研究第19卷
能改善,5例出现单独感觉方面的改善,4例无效,有效
率为88%.在随后的一年随访中,A缉和B组患者没
有恢复表现,C组和D组均有不同程度进一步恢复的
趋势,但差异不显着(P>0.05).见表1.
表1患者治疗前和治疗后1月脊髓功能ASIA
平均分数(i±)
2.2Barthel指数各组患者椎管减压术前Barthel
指数无统计学差异(P>0.05).术后1月,3月,6月
时A,B,C,D组Barthel指数均呈递增趋势;在同一时
间点,c,D组分别显着高于A组和B组(P<0.05),
A,B两组差异不显着(P>0.05),C,D两组间亦无统
计学差异(P>0.05).见表2.
表2各组不同时间点Barthel指数(±)
2.3神经电生理检查与治疗前相比,治疗1个月后
各组患者神经电生理电位潜伏期均有不同程度缩短,
波幅均有增高.A,B两组改善不明显.C,D两组神
经传导功能恢复明显,c,D组间差异不显着,见表3.
2.4CD34+cDl33+细胞计数各组患者术前外周
血CD34+CD133+细胞在MNCs中的比例无统计学
差异(P>0.05),术后3周时,C,D组分别着高于A
组和B组(P<0.05),C,D两组相比,D组湿着高于c
组(P<0.05).见表4.
2.5临床毒副反应整个研究过程中,A,B组患者
术后均未出现明现不良反应;C组部分患者出现不同
程度的发热,T:
37.3℃~38.4℃,给予物理降温,3~
5d后恢复正常.D组患者中有3例出现凝血功能轻
度异常,2例发热,T<39℃,l例四肢肌肉关节酸痛,
表3SCI患者治疗前后神经电生理电位潜伏期(1118)
和波幅(txV)的平均值(i----)
表4各组治疗后不同时问点CD34+CD133+
细胞计数(%MNCs,i±s)
均在停用rhG—CSF/rhGM—CSF后3d内恢复正常.所
有病例随访观察期间无特殊异常情况发生,无肢体感
觉及运动功能恶化,无呼吸功能异常,无新的继发性神
经源性疼痛发生,无精神状态异常.
3讨论
BMSCs是一复杂的细胞群,包含造血干细胞,间
充质干细胞,血管内皮祖细胞,巨噬细胞,淋巴细胞等.
BMSCs治疗SCI的实验研究表明,BMSCs不仅可诱导
和促进脊髓再生,而且可以生成神经细胞并促进神经
轴索功能修复"?
].目前有关应用BMSCs治疗SCI
的研究多为单纯手术移植,本临床研究对比分析了
BMSCs手术移植与动员移植的疗效,并加用与BMSCs
有协同作用的辛伐他汀治疗,结果显示自体BMSCs联
合辛伐他汀治疗组与常规治疗对照组及辛伐他汀治疗
组相比,SCI患者的ASIA评分及Barthel指数提高显
着;上下肢的体感诱发电位的潜伏期不同程度缩短,波
幅增高,表明BMSCs可促进轴突的再生,改善损伤的
脊髓功能,促进神经传导的恢复,患者功能障碍得到明
显改善.
自体BMSCs动员作为新兴的细胞移植方法,以其
第4期姜金豆等:
自体骨髓于细胞联合辛伐他汀治疗脊髓损伤
无可替代的巨大优势逐渐成为研究热点.自体BM—
SCs动员系指骨髓中的干细胞受某些因素的刺激后向
外周血迁移的现象,在组织缺血,创伤等病理情况下,
自体BMSCs迁移至外周血,并在各种因子诱导下向损
伤组织迁移,这一特征被称为"归巢(homing)"现
象¨.目前,所有的动员剂中只有G—CSF和GM—CSF
被国际上批准用于临床外周血干细胞动员.GM.CSF
激活造血细胞主要源于其对几种不同造血细胞系的分
化诱导作用,作用于抗原表达及细胞免疫中,增强成熟
效应细胞的功能活性(中性粒细胞,单核细胞,巨噬细
胞,树突细胞).有研究表明,GM.CSF不仅能够动员
BMSCs,而且可以直接作用于移植的BMSCs,提高其存
活率并促进BMSCs分泌神经生长因子,刺激小神经胶
质细胞分泌神经生长因子如BDNF等.本研究前
期的自体BMSCs移植与动员治疗SCI的实验研究结
果提示,自体BMSCs移植与动员治疗SCI的疗效无显
着性差异.鉴于自体BMSCs动员治疗SCI的明显
优势,临床应用治疗研究迫切需求.本研究应用GM—
CSF,G-CSF联合辛伐他汀动员BMSCs,应用流式细胞
仪测得D组患者术后3周外周血CD34+CD133+细
胞(即EPCs)数显着升高(P<0.05),而A,B,则变化
不大,C组稍有升高,说明rhG.CSF/rl1GM.CSF动员自
体BMSCs入血并促进其分化的方案有效.临床功能
评分显示,D组显着优于A,B两组,表明自体BMSCs
动员可促进SCI后神经功能恢复.
本研究在干细胞治疗的同时联合应用他汀类药
物,为羟甲基戊二酰辅酶A(HMG.CoA)还原酶抑制
剂,具有调节血脂,延缓动脉粥样硬化作用,还能够抑
制血管内皮炎症反应,有抗血栓,稳定内皮细胞,免疫
调节等作用.近年研究发现,他汀类药物可诱导内源
性细胞增殖,增强神经细胞的可塑性,促进血管生成,
维护微血管完整性,并增加局部组织供血,促进突触再
生,加强神经损伤的修复.他汀类药物和BMSCs有
一
定协同作用.研究中采用辛伐他汀治疗较常规治疗
组ASIA评分,Barthel指数相对较高,表明辛伐他汀有
促进神经损伤修复的作用;自体BMSCs动员组和移植
组与辛伐他汀分别联合应用后,对SCI后神经功能恢
复的疗效均显着优于对照组及单独应用辛伐他汀治疗
组,表现于运动功能,感觉包括轻触觉和痛觉,以及上
下肢的体感诱发电位的潜伏期和波幅明显恢复,表明
自体BMSCs动员与辛伐他汀有协同作用,二者联合治
疗SCI,可以促进神经功能的恢复,提高患者生活能力
和质量,是治疗SCI安全有效的治疗措施.
尽管BMSCs动员移植和手术移植两种方式治疗
SCI的应用方法和治疗机制不尽相同,但都达到了修
复SCI和促进脊髓功能恢复的效果.在实际应用中,
BMSCs动员和手术移植自体MSCs两种方法相比较,
前者更为方便,无创,实用性强,且没有经过体外的分
离和培养细胞,应用范围广,副作用小,更有可能抓住
有限的治疗时机.
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