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脊髓，连接大脑和四肢的桥梁，负责控制身体的运动和感觉。一旦受损，可能引发脊髓损伤，导致瘫痪、感觉异常、痉挛、疼痛，以及其他一系列问题。这种伤害的症状因受损的位置和程度而异，给患者带来极大困扰。

每年全球有数十万人因脊髓损伤受苦，大多数是由交通事故、跌倒或暴力引起的。患有脊髓损伤的人群早逝的风险是健康人的2到5倍，尤其是在低收入国家。这种状况不仅带来个人和家庭的沉重负担，也给社会造成巨大经济损失。

因为其病理生理机制复杂而多样，脊髓损伤治疗面临着重重困难，是医学界一大难题。

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少突胶质前体细胞治疗脊髓损伤的机理

少突胶质前体细胞（oligodendrocyte precursor cells，OPCs）是一类存在于中枢神经系统的神经胶质细胞前体细胞，它们具有潜在的多潜能，可分化为成熟的少突胶质细胞。而少突胶质细胞在神经系统中起着重要的作用，包括支持和维护神经元、产生髓鞘以保护神经纤维等功能。

近年来由于人们对OPC生理功能的深入了解，这些细胞被认为在神经再生和损伤修复中具有关键作用。脱髓鞘和OPC的特殊功能成为了其治疗脊髓损伤的重要依据。

OPC针对的主要病理事件：脱髓鞘

在脊髓损伤后，脱髓鞘是一个关键的病理事件。这一状况严重干扰轴突动作电位的传导，导致轴突失去保护和代谢支持，最终变性，从而造成运动和感觉功能的严重受损。

脱髓鞘主要由于少突胶质细胞膜的破坏、损伤和死亡以及OPCs供应不足所致。少突胶质细胞无增殖能力，一旦死亡，必须靠OPC迁移至其死亡区域分化为少突胶质细胞进行补充，但在脊髓损伤的微环境中，多种因素如软骨硫酸蛋白多糖、髓鞘碎片的积累以及凝血因子纤维蛋白原等阻碍了内源性OPCs的招募和分化，因此需要外源性OPC移植来促进髓鞘的再生。

OPC的特殊的功能

首先，OPCs具有多功能性，在适当条件下可以分化为髓鞘化的少突胶质细胞、星形胶质细胞和甚至神经元。其次，OPCs与神经元之间存在相互调控，二者相互影响。神经元对OPCs的生长和分化起着重要作用，而OPCs也通过调节神经元轴突的发育、监测神经元状态以及分泌神经营养因子和神经调节因子来维持神经元的生长和功能。此外，OPCs还能够参与免疫反应调节。例如OPC可通过分泌转化生长因子β2等物质，抑制炎症性小胶质细胞的活化，发挥抗炎作用。

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世界首款细胞治疗产品OPC1的研发史

Lineage Cell Therapeutics是第一家将人类胚胎干细胞转化为OPCs并应用于临床试验的公司，其产品（LCTOPC1）也成为全球首个细胞治疗产品。这一创举源自于Geron Corporation的研究成果，这家生物技术公司专注于干细胞研究。经过一系列收购和转变，最终形成了今天的Lineage Cell Therapeutics。LCTOPC1产品包含少突细胞祖细胞、神经祖细胞以及其他特征性细胞类型，目前正处于治疗急性脊髓损伤的临床试验阶段。

早在2005年，Nistor等人首次提出了一种从人类胚胎干细胞中获得高产OPCs的方法，引起了广泛关注。研究者成功将这些细胞移植到颤抖小鼠模型中，观察到致密髓鞘的形成，显示出这些细胞的功能性表现。随后在大鼠脊髓损伤模型中进行的实验也证明了hESC-OPCs在早期治疗中的潜力。

经过对hESC-OPCs的特征分析发现，它们表达了多种生长因子，并表现出较低的免疫原性。2010年，一项使用颈椎脊髓损伤模型进行的临床前研究显示，在组织学和功能恢复方面取得了显著改善。随后，Geron公司展开了hESC-OPCs的临床试验，初步结果显示细胞疗法的安全性。然而，由于资金问题和不确定的环境，试验最终被终止。

经过一系列技术改进和研究，OPC1细胞疗法终于在Asterias Biotherapeutics的支持下取得了进展。通过在动物模型中进行安全性和毒性测试，支持了针对完全性胸部脊髓损伤患者的临床试验的启动。最终，通过对OPC1进行临床前疗效和安全性测试，为人类临床试验的转化奠定了基础。

如今，Lineage Cell Therapeutics不仅保持了OPC1功能的活性，还在生产和质量方面取得了显著进展。他们开发了新的即用型注射制剂，扩大了生产规模，提高了纯度，并实现了无动物成分的生产过程

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OPC1治疗脊髓损伤的临床效果

Lineage细胞治疗围绕OPC1进行了两项重要临床试验。首先是1期安全性研究，针对完全T3到T11神经功能完好的SCI患者，证实患者在注射OPC1后耐受性良好，持续长达10年，这是一项具有重要意义的成就。MRI显示80%患者出现T2信号改变，无神经功能减退、肿块增大、脊髓进一步损伤或空洞形成。

另一项试验则是针对亚急性颈椎SCI的1/2a期剂量递增试验，结果显示96%患者神经功能明显改善，32%出现两个或更多级别的改善。

基于临床1期安全性研究结果，Lineage启动了一项针对亚急性颈椎SCI的1/2a期剂量递增试验。这项研究旨在评估OPC1治疗在受伤后21至42天内递增剂量时的安全性和神经功能变化。共有25名受伤严重的患者参与，接受了不同剂量的治疗，并在一年的跟踪中表现出令人鼓舞的结果。在试验中，32个与研究相关的事件被记录，其中两个事件与治疗过程有关，但这些问题已得到妥善解决。

令人振奋的是，96%的参与者在神经功能上有明显改善，32%的人在至少一个身体侧面恢复了两个或更多级别的功能。尽管试验存在一些局限性，如缺乏特定对照组，但这些结果为未来的治疗方向提供了重要线索。

目前，Lineage与Neurgain Technologies合作，将进行临床试验评估Neurgain的新型药物递送系统，旨在实现在脊髓注射细胞时患者呼吸不受影响。这项技术有望减少细胞注入损伤区域时的复杂性和风险。美国FDA已批准Lineage Research的新药申请修正案，重点评估新型脊髓递送装置在亚急性和慢性SCI患者中的安全性和可行性。

此外，基于早期临床试验数据，Lineage公司进行了两项长达15年的观察性研究（NCT05919563, NCT05919563），监测接受GRNOPC1和AST-OPC1注射的SCI患者的长期安全性。

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小结

脊髓损伤是全球医学领域的挑战，OPC疗法为治疗带来曙光。研究显示，OPC移植在动物模型和临床研究中促进了轴突再生，增强了运动功能恢复，同时安全性良好，无显著副作用或肿瘤形成。这为未来的OPC治疗脊髓损伤奠定了坚实基础。

然而，OPC疗法也面临挑战，如手术复杂、伦理考量、细胞致瘤风险、免疫排斥以及移植后生物学反应不明确等。在推广OPC移植治疗脊髓损伤之前，这些问题需得到妥善解决。科学攻关，为克服脊髓损伤带来更多希望！

参考文献

[1] GBD 2016 Traumatic Brain Injury and Spinal Cord Injury Collaborators. Global, regional, and national burden of traumatic brain injury and spinal cord injury, 1990-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016 [published correction appears in Lancet Neurol. 2021 Dec;20(12):e7. doi: 10.1016/S1474-4422(21)00383-5]. Lancet Neurol. 2019;18(1):56-87. doi:10.1016/S1474-4422(18)30415-0

[2] Psenicka MW, Smith BC, Tinkey RA, Williams JL. Connecting Neuroinflammation and Neurodegeneration in Multiple Sclerosis: Are Oligodendrocyte Precursor Cells a Nexus of Disease?. Front Cell Neurosci. 2021;15:654284. Published 2021 Jun 21. doi:10.3389/fncel.2021.654284

[3] Nistor GI, Totoiu MO, Haque N, Carpenter MK, Keirstead HS. Human embryonic stem cells differentiate into oligodendrocytes in high purity and myelinate after spinal cord transplantation. Glia. 2005;49(3):385-396. doi:10.1002/glia.20127

[4] Manley NC, Priest CA, Denham J, Wirth ED 3rd, Lebkowski JS. Human Embryonic Stem Cell-Derived Oligodendrocyte Progenitor Cells: Preclinical Efficacy and Safety in Cervical Spinal Cord Injury. Stem Cells Transl Med. 2017;6(10):1917-1929. doi:10.1002/sctm.17-0065

[5] 潘辉,鲍莉,纪猛,等.hPSC源少突胶质前体细胞用于脊髓损伤的治疗作用[J].中国细胞生物学学报,2024,46(08):1543-1557.

[6] McKenna SL, Ehsanian R, Liu CY, et al. Ten-year safety of pluripotent stem cell transplantation in acute thoracic spinal cord injury. J Neurosurg Spine. 2022;37(3):321-330. Published 2022 Apr 1. doi:10.3171/2021.12.SPINE21622

[7] Fessler RG, Ehsanian R, Liu CY, et al. A phase 1/2a dose-escalation study of oligodendrocyte progenitor cells in individuals with subacute cervical spinal cord injury. J Neurosurg Spine. 2022;37(6):812-820. Published 2022 Jul 8. doi:10.3171/2022.5.SPINE22167

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