嗅鞘细胞移植治疗脊髓损伤的临床研究进展
【关键词】 脊髓损伤；嗅鞘细胞；移植
1 嗅鞘细胞的生物学功能
嗅鞘细胞(olfactory ensheathing cells，OECs)是存在于嗅觉系统中的一种特殊类型的大胶质细胞，分布于嗅神经、嗅球的第一、二层和嗅上皮，能伴随嗅束进入中枢神经系统。在嗅球内，它是唯一接触和包被嗅神经轴突的胶质细胞。在整个中枢神经系统通路中，它包被嗅神经轴突以防止轴突与其它中枢神经系统细胞接触。OECs不同于星形胶质细胞，但同时具有星形胶质细胞和雪旺氏细胞（SCs）的特点，并迁徙于周围神经系统和中枢神经系统中，是目前发现的唯一一种在成熟阶段还具有生长能力的神经胶质细胞。
免疫细胞化学和原位杂交等研究显示，嗅鞘细胞可分泌神经生长因子、脑原性神经营养因子、神经营养因子3和神经营养因子4等神经营养因子，并表达P75 蛋白，同时表达层黏连蛋白、纤维结合素、S100 蛋白、神经胶质原性连接蛋白及神经细胞黏附因子等促进轴突延伸的物质[6]。
2 嗅鞘细胞促脊髓神经再生的机制
嗅鞘细胞之所以引起广泛关注，是源于其对晚期脊髓损伤修复的功能。神经元损伤后的脱髓鞘改变是脊髓损伤后的最基本病理改变，也是神经功能损伤的根本病理改变。神经元的再髓鞘化是神经再生和神经功能恢复的前提，脱髓鞘病变的成为一项艰巨的临床挑战。Franklin等1996年首次展示了在鼠的脱髓鞘损伤模型中，嗅鞘细胞移植能够使脱髓鞘的脊髓轴突重新髓鞘化。大量研究结果显示，OECs可以包绕脱髓鞘的轴突重新形成髓鞘[7]。嗅鞘细胞并不在小直径的嗅神经轴突外成鞘，但遇到较大直径的轴突能呈现出使之髓鞘化的亚型，这种OECs在形态学、亚显微结构、生化等方面都和神经膜细胞类似。OECs不像SCs那样包裹单条神经轴突，而是由OECs系膜紧密包裹成束的无髓神经纤维[8]，可能就是这种特殊的成鞘作用使损伤神经纤维与周围胶质环境绝缘，使这些胶质细胞在损伤时产生的轴突再生抑制因素不能作用于损伤神经纤维，从而为轴突生长提供了适宜的微环境。最近发现，脑室膜细胞等其他类型的胶质细胞在混合OECs移植后能加速神经髓鞘化的速度[9]，其中的机制尚不明确，可能涉及胶质细胞之间的相互作用。但是有学者对OECs的成鞘作用持怀疑态度，他们认为新形成的髓鞘可能是由移植物中混杂的SCs 形成的，而OECs则有助于SCs的迁移[8]。
嗅神经在发育过程中OECs可伴随生长的轴突由嗅上皮向嗅球迁移，而在个体发育成熟后OECs仍保持这种迁移能力[10]。1994年Ramon-Cueto切断T8水平的脊神经根进入脊髓处，然后在显微镜下重新吻合被切断的神经根，并将从成年鼠嗅球中取得并经过免疫纯化的p75-OECs悬液注入脊神经根入口处的脊髓。3周后，脊神经根穿越PNS-CNS屏障重新长入了脊髓并到达了正常条件下所受神经支配的大部分脊髓层面。Lewis发现OECs能促进远距离轴突再生，并能穿越胶质瘢痕，到达脊髓头尾两端末梢，长入正常条件下所受神经支配的节段[11，12]。
3 嗅鞘细胞移植治疗脊髓损伤的临床与实验研究进展
黄红云等[13]对23例脊髓损伤晚期患者进行OECs移植治疗，结果所有患者损伤的脊髓功能均有所改善，从而改变了目前脊髓损伤晚期功能恢复尚无有效治疗的现状。Lu[14]发现OECs可恢复下肢运动和脊髓的抑制性反射，同时也证明来自嗅球与鼻腔嗅黏膜的OECs形态学特征与免疫组织化学性质是一致的，且都具有促进中枢神经系统轴突再生的作用。随后国外研究者将OECs 以间隔不同时间注入到15例Frankel分级为A 级的创伤性脊髓损伤患者的损伤部位，移植后6例患者的功能恢复到C 级，5例恢复到B级，而未发现严重的不良反应[15]。黄红云等[16]发现在OECs移植后2～8 周每个年龄段患者均有部分神经功能恢复，年龄因素对运动和触觉功能的恢复程度无明显影响。他们在OECs培养时加入对比剂后回植到体内，并对一期临床试验作了磁共振成像3年随访，结果发现在T2加权像上信号的降低与脊髓的再生高度相关，且未发现在注射部位及其临床区域有肿瘤或新生物生长[17]。
OECs可从成人的嗅觉系统内得到，使自体移植成为可能，将成为嗅鞘细胞的主要来源。到目前为止用于修复SCI所用的OECs绝大多数都来源于嗅球。但直接从嗅球获取足够数量的OECs对脊髓损伤进行有效的修复是困难的，且外科手术摘除嗅球不易被接受。最近，有学者发现从鼻腔嗅黏膜的固有层获得的OECs更富有活力，且经外鼻孔作简单的活检就可以取得。还有学者利用非同源细胞解决OECs来源问题，并进行了尝试，已有利用猪的OECs移植到非洲绿猿的SCI部位进行首次异种OECs移植治疗灵长类运动SCI并获得成功的例子。国内有学者从流产胎儿胚胎上取得OECs并应用于临床试验，但存在对流产胎儿的伦理问题、异体细胞移植面临的免疫排斥问题及无法在临床上大规模开展这项治疗等问题。
但有学者提出，以这种方式进行嗅鞘细胞移植会导致脊髓组织的进一步损伤，从而阻碍轴突修复并且干扰嗅鞘细胞与星形胶质细胞的最佳相互作用[18]。细胞注射移植也不是在损伤部位形成持续桥接的最佳选择， 并且可能也不是在关键性的中枢-周围界面使嗅鞘细胞高密度分布的最有效的方式。Li等[18]认为利用内源性基质承载嗅鞘细胞并用纤维蛋白胶使之稳定的方式进行移植能为神经修复提供一个最佳环境。
目前临床试验中进行OECs移植时间多于患者脊髓损伤6个月以后，以避开患者自体神经功能恢复最明显的时间段，从而更有利于移植疗效的观察和评价。
Féron等[19]在一期临床试验中，对3例男性截瘫患者（损伤时间为6~32个月）进行嗅鞘细胞移植，细胞来自嗅黏膜活检，并经体外纯化培养，植入1年后未出现手术并发症，及脊髓的进一步损害和囊肿、肿瘤、瘘管的形成，故认为自体嗅鞘细胞移植是安全可行的。Lima等[20]进行了临床试验，他们对7例脊髓损伤患者（损伤时间为6个月~6.5年）进行自体嗅黏膜组织移植，术后显示患者的神经功能有不同程度的恢复，证实嗅黏膜自体移植安全可行，有潜在的修复作用，但需进一步长期检测一些滞后的副作用和远期疗效。嗅鞘细胞移植治疗脊髓损伤也同样出现矛盾和否定的结论，更多的是学术争论[21]。传统认为纯化的嗅鞘细胞比未经纯化的嗅鞘细胞在促进神经生长方面更有优势， 但Raisman等[22]则认为混有其他类型细胞的嗅鞘细胞修复效果更好。因此，嗅鞘细胞移植物的最佳组成仍然存在争论。尽管污染细胞对嗅鞘细胞移植的效果还不是很清楚，但已有研究表明当脑膜细胞混在嗅鞘细胞移植物中时，轴突再髓鞘化更加完全[23]，移植物中成纤维样细胞是脊髓损伤获得再生和功能改善的非常重要的成分。国内近几年对嗅鞘细胞的临床试验做了很多研究，不同程度地肯定了嗅鞘细胞的作用，但也有很多人提出质疑[24-26]，Lee等[27]观察到标记了的OECs在正常大鼠脊髓内进行广泛迁移， 而在损伤的脊髓内迁移的范围却十分有限，且无细胞能跨越横断损伤的脊髓部位。这表明，在脊髓损伤胶质瘢痕形成后，移植的OECs迁移能力和修复损伤能力都十分有限。Takami等[28]报道在脊髓后柱挫伤的动物模型中，移植嗅鞘细胞并未观察到有促进受损轴突再生和功能恢复的能力。Bruce等[29]认为OECs移植治疗SCI的手术还不健全，且患者在术后功能无改善， 还存在一系列的并发症，故暂时不主张患者进行这种手术。
4 前景与展望
嗅鞘细胞移植是目前脊髓损伤方面的研究热点，如何提高临床疗效，确实有效地提高脊髓损伤患者的生活质量，是研究的最终目的。为此，许多学者进行了大量的探索，如对OECs进行基因修饰使其能分泌一些神经生长因子，联合雪旺氏细胞、神经干细胞、胚胎脊髓组织移植[30]，在动物实验中均取得了很好的效果，但能否应用于临床尚须进一步研究。如何利用天然或人工可降解材料为支架，优化修复环境以及细胞建系将成为研究热点。
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