作者：杭州师范大学附属医院（杨文杰，裘五四）；桐乡第一人民医院（陈浩东）

创伤性脑损伤（traumatic brain injury，TBI）被认为是与伤害相关的死亡和残疾的主要病因之一。创伤后持续较长时间的炎症反应，与创伤性脑损伤相关的残疾和死亡密切相关。同时，该炎症反应还会增加创伤性脑损伤后诸如阿尔茨海默症、帕金森病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症以及慢性创伤性脑病等神经退行性疾病的发病风险。目前，暂时没有有效办法能逆转脑损伤造成的原发性脑损伤。间充质干细胞为创伤性脑损伤提供了一个新的思路，本文拟从间充质干细胞移植治疗创伤性脑损伤的益处、局限性以及解决措施进行综述。

1. 间充质干细胞移植治疗的益处

间充质干细胞移植可补充受伤细胞，输送抗炎因子等，有望成为创伤性脑损伤的一种潜在治疗方法。在临床病例中，经腰椎穿刺或静脉注射输送间充质干细胞，具有安全性，且在改善运动功能方面效果显著。这些临床改善结果与IL-1β、IFN-γ 等炎性细胞因子的下调相符，这和动物模型创伤性脑损伤研究结果一致。这些发现支持间充质干细胞移植治疗用于降低炎症并改善创伤性脑损伤患者的运动功能。

研究表明，间充质干细胞移植治疗具有以下作用：①控制神经炎症：直接移植过表达细胞因子的间充质干细胞，可控制创伤性脑损伤后的炎症反应，将破坏性炎症过程转变为恢复性过程。②诱导巨噬细胞和小胶质细胞转变为M2 状态：诱导IL-4表达，促使巨噬细胞和小胶质细胞转变为有助于损伤修复的状态。③刺激星形胶质细胞分泌生长因子：间充质干细胞表达的IL-4，能刺激星形胶质细胞分泌生长因子，进一步推动修复进程。需注意，虽然这些方法在炎症和基因水平上有一定效果，但在功能和组织学结果方面改善并不显著。

2. 间充质干细胞移植治疗的局限性

2.1 间充质干细胞移植后存活能力有限

大多数间充质干细胞移植研究在创伤性脑损伤的急性期或亚急性期开展。急性期或亚急性期患者常因认知障碍或情绪不稳定，难以配合侵入性治疗决策。实验研究表明，在急性、亚急性和慢性脊髓损伤中移植入神经干细胞，虽能显著改善脊髓损伤后继发性损伤及胶质瘢痕情况，但会使神经细胞在微环境中再生受阻，增加治疗难度。而且，并非移植时间越晚，治疗效果就越好。若移植推迟7 周以上，间充质干细胞移植对脊髓损伤大鼠在功能性和结构改善方面的治疗效果会消失。

此外，在最初6~12个月内，患者受损脑组织的自发恢复情况是实验必须考虑的因素，所以急性干预研究需大量样本数据，才能得出令人信服的结果。目前研究主要证实了大鼠和人类诱导多能干细胞移植在创伤性脑损伤后的可行性，但关于诱导间充质干细胞分化成其他衍生细胞后用于人创伤性脑损伤移植的研究较少。综上所述，细胞治疗需要考虑多种因素，并且其局限性也需要进一步研究以提高治疗效果。

2.2 间充质干细胞移植后迁移能力不足

间充质干细胞的主要给药途径是静脉注射和立体定向局部注射。静脉注射进行间充质干细胞移植，优势在于非侵入性，但缺点是到达病变部位的细胞比例很低。这会使细胞可能在肺、脾或肝脏等外周器官积聚，损害其治疗潜力。所以，该移植方法效果不理想，因为间充质细胞在身体不同器官分散程度大，需要大量使用间充质干细胞才能达到预期效果。另一种方法是通过立体定向注射，将间充质干细胞直接注入损伤部位。

该方法虽侵入性强，但能减少间充质干细胞的使用数量，这两种注射方式各有利弊，具体选择哪种方式仍有待探讨。此外，间充质干细胞治疗并非适用于所有类型的损伤。例如，对局部运动伴挫伤进行间充质干细胞移植治疗，效果往往不尽如人意，而中风和脊髓损伤患者可能更适合采用直接注射策略。

2.3 间充质干细胞的排斥反应影响治疗

有研究显示，全身应用单克隆抗体阻断共刺激信号，可使大脑对移植的间充质干细胞产生长期耐受性。然而，后续损伤和血脑屏障破坏是否会使移植细胞暴露于全身免疫系统，进而引发暴发性排斥并导致致命后果，目前尚不清楚。此外，传统的免疫抑制方法在促进脑内移植物存活方面取得了不一致的结果，并产生了许多不良反应。针对移植后继发损伤的常规对症治疗（如调控颅内压、维持脑血流动力学稳定）虽可缓解症状，但疗效有限。

2.4 间充质干细胞移植过程安全性不足

在间充质干细胞移植过程中，可通过加强无菌意识、改进无菌操作减少污染。然而，间充质干细胞在体外培养时易发生突变。此外，调控间充质干细胞分化和线粒体转移的具体机制尚不明确，间充质干细胞移植可能为癌细胞供能，促进肿瘤生长和转移。同时，同种异体免疫排斥的可能性也不容忽视。综上所述，虽然间充质干细胞移植在某些情况下表现出有希望的结果，但其机制仍然不清楚，并且存在一些局限性和潜在的问题。

3. 针对细胞治疗局限性目前的解决措施

3.1 提高间充质干细胞生存能力

在创伤性脑损伤大鼠治疗实验中，采用含有硫酸软骨素和胶原蛋白的水凝胶进行固定，结果显示该策略成功提高了移植到脑损伤部位的间充质干细胞的存活率。更重要的是，该水凝胶的应用显著促进了移植的骨髓间充质干细胞的迁移，提高了其治疗效果，为创伤性脑损伤后的神经修复提供了有力支持。

通过固定间充质干细胞提升其移植后的生存率，这一方法不仅适用于创伤性脑损伤大鼠，对脊髓损伤小鼠的治疗也有较好效果。在脊髓损伤大鼠实验中，采用载有脑源性神经营养因子IKVAV的聚己内酯水凝胶，结果显示该水凝胶能促进神经突触生长、提高轴突保存率，还可减轻脊髓损伤后的星形胶质细胞活化和瘢痕形成。

除在水凝胶中添加营养因子的研究外，在水凝胶中加入酶也有显著效果。含有辣根过氧化物酶（horse radish peroxidase，HRP)和胆碱氧化酶（choline oxidase，ChOx）的水凝胶实验结果表明，该治疗方案可改善炎症反应，减少神经细胞凋亡，促进内源性神经细胞存活和增殖，有助于神经功能恢复。

此外，该实验还指出，治疗机制可能涉及内源性干细胞分化、内源性神经细胞存活与增殖，以及外源性营养供应和凋亡抑制等多个方面。对间充质干细胞进行预处理同样可以提升间充质干细胞的治疗效果。氢硫酸预处理可减少细胞凋亡和自噬过程，起到保护作用，有效抑制创伤性脑损伤引发的脑水肿发展，调节离子和水通道功能，减轻AQP4 诱导的细胞水肿。氢硫酸还能激活钾离子-ATP 通道，对抗创伤性脑损伤后的谷氨酸兴奋毒性，减少神经元谷氨酸释放，进而促进海马区长期增效作用。

在脊髓损伤治疗中，移植脊髓间充质干细胞并使用MDL28170 治疗，可抑制炎症过程，改善微环境，提高骨髓间充质干细胞存活率，进而减小病灶体积，改善神经功能。而多种植物化学物质的应用，如多酚、萜类、天然色素等，通过激活神经细胞相关因子2，有助于减轻氧化压力和抑制炎症反应，从而改善了创伤性脑损伤后的运动功能恢复和认知功能。

沉默间充质干细胞部分基因，同样能减轻炎症反应对间充质干细胞的破坏。局部移植NT3P75-2基因修饰的骨髓间充质干细胞，显著促进了神经功能恢复，提高了生存率。该策略不仅减少了胶质细胞激活，减轻了脑水肿，缩小了损伤体积，还降低了P75NTR 和JNK 信号通路的活性，为创伤性脑损伤后的神经保护提供了有力证据。在另一项研究中，沉默Rac1 基因这一干预措施，使病变区域体积明显减小，脑水肿减轻。

3.2 增强间充质细胞迁移能力

间充质干细胞治疗存在局限性，其中包括确保移植的内源性间充质干细胞在受伤宿主部位能适当增殖、分化、迁移和存活，从而助力创伤性脑损伤的恢复。另一个挑战在于要达到最佳条件，涵盖有效且受控的细胞增殖、迁移和分化，降低宿主免疫反应风险，实现高容量整合到宿主神经网络，以及在移植后以最小或无副作用的方式促进神经缺陷的恢复。在间充质干细胞移植治疗创伤性脑损伤大鼠的实验中，使用shRNA 连接的树突状聚糖复合物支架和R-GSIK 自组装纳米肽支架进行干预，相较于对照组，在减少神经炎症反应、促进神经再生和改善行为表现等方面效果更优。

在脑卒中小鼠实验中，采用旋转喷射纺丝法制备的聚乳酸粗糙微纤维支架，成功提升了移植细胞在中枢神经系统损伤部位的存活率和留存率。将蚕丝纤维素微粒注入创伤性脑损伤大鼠的大脑损伤区，不仅成功减轻了脑损伤，还促进了长期神经功能的恢复，且在体外实验中未发现其对神经血管细胞有显著毒性。

这些实验结果共同揭示了不同治疗策略在神经细胞层面的多方面积极作用，为未来神经再生疗法的发展提供了有益启示。除支架外，针对神经干细胞的研究表明，聚3-羟基丁酸-co-3-羟基己酸的应用有助于维持神经干细胞活性，促进其在体内存活、生长，使其能迁移到大脑组织并分化为神经元和星形胶质细胞。

除上述信号通路外，通过缺氧预处理调节mTOR/HIF-1α/VEGF 通路，不仅能改善大鼠脑创伤后的运动功能，助力视觉空间记忆恢复，还能减少神经元死亡，抑制炎症反应，延缓细胞凋亡进程。这为在创伤性脑损伤治疗中引入缺氧预处理提供了新的认识，为间充质干细胞治疗的研究和应用提供了深远的启示。

3.3 减弱间充质干细胞排斥反应

间充质干细胞移植通常被认为是一种低免疫原性的治疗方法，但有时仍可能出现免疫排斥反应。选择间充质干细胞供体时，应进行详细筛选以确保最佳配型。这有助于降低免疫排斥风险。同时，免疫抑制剂是常用措施之一，可抑制患者免疫系统，减少对移植物的排斥。这包括使用环孢霉素、甲基泼尼松龙等常规抗排斥药物。

此外，在进行间充质干细胞移植前，可对患者进行预处理，降低免疫系统活性。这包括采用化疗、放疗或其他免疫抑制措施，创造更利于间充质干细胞生存的环境。其次，应定期监测患者免疫状态，包括细胞介导的免疫应答和体液免疫应答。这有助于早期发现并及时应对可能出现的排斥反应。鉴于每位患者免疫系统状况各异，制定个体化治疗方案同样至关重要。这可能涉及调整药物剂量、种类及使用时间，最大程度降低排斥反应风险。

3.4 提高移植间充质干细胞安全性

间充质干细胞在应用过程中存在较多安全问题，如间充质干细胞易突变成其他细胞、人体对间充质干细胞的免疫反应以及移植过程中的操作安全问题等。使用脑内微注射仪，可使治疗药物在复杂三维阵列中精确散布，不仅几乎消除回流现象，还能精准定位于极小结构。该技术不仅能最小化对局部组织的创伤，还可作为电生理活动记录的电极，具备在注射前或注射过程中记录局部神经活动的功能。

在另一项研究中，细胞喷雾技术可实现神经干细胞的快速、均匀递送，降低了侵入性，能与急性期神经外科手术兼容，减少了临床并发症发生的可能性。更重要的是，细胞喷雾技术可同时输送多种细胞类型、生长因子或药物，为治疗提供了更灵活的选择。

4. 小结与展望

间充质干细胞治疗创伤性脑损伤是目前的研究热点，它能更好地控制炎症，修复受损的神经细胞。然而，作为新兴技术，间充质干细胞治疗仍面临诸多挑战，目前主要限于临床前研究阶段。但随着解决思路的不断出现以及落实，未来间充质干细胞细胞治疗有可能在创伤性脑损伤领域发挥更大作用。

来源：杨文杰,陈浩东,裘五四.间充质干细胞移植治疗创伤性脑损伤的研究进展[J].浙江创伤外科,2025,30(11):2194-2197.