撰文：海軍軍醫大學 鹌鹑
本文稽核專家：江蘇大學附屬醫院 李晶教授
引言
根據外媒報道，日本京都市一家診所實作了以幹細胞外泌體鼻噴霧制劑給藥的方式治療腦梗死。患者隻需在首次就診後領取噴霧包，即可在家自行操作給藥。最初一周每日一次滴鼻，15分鐘卧位靜處即可。開始每日給藥一次，第二周起隔日一次，此後每周一次，持續一月後即可複診，友善評估藥效及調整方案。這則治療方案的介紹，讓人們看到了幹細胞外泌體治療腦梗的創新方式。那麼，幹細胞外泌體在治療腦梗上到底是基于哪些作用機制呢？國際上的文獻又是怎麼闡述的呢，今天這篇文章為我們解答。
腦梗死，又稱腦卒中，是由于腦部血管突然破裂或阻塞，導緻腦組織缺血缺氧而引發的嚴重疾病。傳統的治療方法主要依賴藥物溶解血栓和機械取栓，但這些方法存在一定的局限性，且往往難以恢複受損的腦細胞功能。近年來，科學研究發現，幹細胞外泌體在腦梗死的治療中具有顯著的效果。
近日，根據外媒報道日本京都市一家診所實作了以幹細胞外泌體鼻噴霧制劑給藥的方式治療腦梗死。根據來自日本Elura Clinic （埃魯拉診所）的介紹，這種方法的優勢在于可以完全避免血腦屏障的阻隔作用，保證用藥效果。同時，患者可以居家用藥，又很大程度上節約了醫療資源，提高了便捷性。
根據材料的介紹，患者在首次給藥時在診所進行，第一次治療完成并觀察結束後即可領取噴霧包回家，之後可在家自行操作給藥。使用方法也比較簡便。
操作簡單
（1）症狀顯著時，例如發病後早期時，建議在頭一周内每天滴鼻1次，15分鐘卧位靜處即可，次周隔天點鼻給藥共10次左右。
（2）此後，每周給藥1次，進行過程觀察。
（3）一個月後再來檢查症狀。如果症狀沒有惡化，會繼續進行後續治療。(一旦有效果，症狀穩定，則逐漸擴大使用間隔，直至停止使用)
同時，這種治療方案也有一些注意事項值得注意。包括以下：
這種方法的治療效果已經報道過多次，但尚未有明确的機制報道，而且即使發現效果，其效果也有很大的個體差異。一般情況下是使用1-2個月，觀察狀态的變化。确認效果後，可以考慮以後繼續治療。但是，由于神經系統疾病，需要大約半年的時間才能感受到效果。
有研究報告了小鼠實驗中取得的有益結果。另外，在實際臨床中，日本各地醫院都使用過，收到了良好的效果報告。該療法仍處于大規模臨床試驗階段，可能需要數年時間才能完成分析并報告結果。雖然有許多報告表明本療法改善了症狀，但不能保證所有患者都能獲得相同的效果。
通過這一則治療方案的介紹，讓我們看到了富含外泌體的幹細胞上清液在腦梗死治療中的創新方式。那麼，幹細胞上清液，尤其是外泌體在治療腦梗上到底是基于哪些作用機制呢？國際上的文獻又是怎麼闡述的呢，今天這篇文章為我們解答。
什麼是幹細胞外泌體？
幹細胞外泌體是由幹細胞分泌的納米級、球形、脂質雙層單膜細胞外囊泡，它們攜帶着多種生物活性物質，如蛋白質、脂質和RNA等，是以被認為是其親本細胞的微型版本。
換句話說，幹細胞衍生的外泌體 (SC-Exo) 從其親本細胞繼承了類似的治療作用，例如抗炎、免疫調節群組織再生[1]。并且能夠充當細胞間信使，促進細胞間的通訊和修複損傷。總的來說，幹細胞衍生的外泌體是幹細胞治療的有效替代品[2]。
圖檔引自文獻2 幹細胞與外泌體全鍊路
幹細胞外泌體通過多種機制治療腦梗
腦梗死是全球第二大死亡原因和第三大殘疾原因，其中缺血性腦梗死是最常見的亞型[3]。缺血級聯反應期間的關鍵事件包括神經元功能障礙、興奮性毒性、神經化學損傷和神經發炎。正常治療方式主要包括使用細胞保護藥物，如免疫調節劑、IL-6 受體拮抗劑、Rho 激酶抑制劑和自由基清除劑。而在腦梗死的治療中，幹細胞外泌體的作用機制主要展現在以下幾個方面：
幹細胞外泌體治療腦梗的潛在機制：
1. 神經保護：幹細胞外泌體中含有多種神經保護因子，如腦源性神經營養因子（BDNF）和神經生長因子（NGF）等，這些因子能夠保護神經元免受缺血損傷，減輕腦梗死後的神經細胞死亡。
2. 促進神經再生：幹細胞外泌體能夠刺激神經細胞的生長和分化，促進受損神經的再生和修複，有助于恢複腦功能。
3. 抗炎作用：腦梗死會引發發炎反應，加劇腦組織損傷。幹細胞外泌體中的抗炎因子能夠抑制發炎細胞的活性，減少發炎媒體的釋放，進而減輕腦組織的發炎反應。
4. 改善微循環：腦梗死後，受損的血管會影響腦部的血液循環。幹細胞外泌體能夠促進血管新生和重塑，改善腦部的微循環，為受損腦組織提供充足的氧氣和營養。
文獻彙總：幹細胞外泌體治療腦梗死的效果
在神經保護和神經再生方面，首先外泌體療法可以抑制神經元細胞死亡。研究發現，神經幹細胞衍生的外泌體可以抑制細胞凋亡，減少梗塞面積[4]。通過用幹擾素γ（IFN-γ）預處理親本神經幹細胞NSCs可以提高外泌體的抗凋亡作用[5]。
其次，幹細胞外泌體可以保護中樞神經系統細胞。一項研究表明，源自骨髓 MSC 的外泌體可以通過抑制細胞焦亡來挽救神經細胞損傷[6]。來自乏氧培養物的外泌體比來自正常培養物的外泌體具有更明顯的神經保護作用。同樣，源自人 iPSC 衍生的神經祖細胞的外泌體對神經元和神經突生長具有神經保護作用[7]。此外，神經幹細胞衍生的外泌體還可以保護星形膠質細胞。
第三，幹細胞外泌體可以改善中風後神經發生。研究表明來自骨髓 MSC 衍生的外泌體可能改善腦梗死後神經再生、神經可塑性、空間記憶和神經功能[8]。另有研究表明 經修飾的外泌體可以通過增強神經再生來減輕急性腦損傷并促進腦梗死後的功能恢複[9]。
不僅如此，在抑制神經系統發炎方面，已有多項研究表明外泌體療法可通過多種路徑切實抑制腦梗死後的發炎反應。例如，未經修飾的幹細胞外泌體療法可以通過外泌體 miRNA 表現出抗炎作用。這種抗炎作用還可以通過修飾外泌體來增強。
最後，幹細胞外泌體療法還可以作用于包括修複神經化學損傷、抗氧化應激等在内的腦梗死恢複過程，提高患者生存品質。在過氧化氫誘導的氧化應激模型中，外泌體治療顯著提高神經細胞存活率。并且，神經幹細胞衍生外泌體修飾可以改善缺血性腦梗死的治療效果。另一方面，經修飾的外泌體可以保護神經元免受缺氧誘導的細胞凋亡、氧化應激和活力下降的影響，進而支援缺血性腦梗死的治療[10][11]。
小結
以上研究均表明幹細胞外泌體給臨床治療腦梗死提供了新思路。幹細胞外泌體在腦梗死治療中的臨床應用尚處于起步階段，已有的研究結果顯示，其治療效果令人鼓舞，不過未來仍然需要開展大量的臨床研究，以探讨具體的機制、何種給藥方式和治療方案能夠讓患者最大受益，同時如何實作幹細胞外泌體制備的标準化，確定療效和安全性等，這些仍然是未來研究的重點。未來，随着技術的進步和臨床試驗的深入，幹細胞外泌體有望成為腦梗死治療的新希望。
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[2] Tan F, Li X, Wang Z, Li J, Shahzad K, Zheng J. Clinical applications of stem cell-derived exosomes. Signal Transduct Target Ther. 2024 Jan 12;9(1):17. doi: 10.1038/s41392-023-01704-0. PMID: 38212307; PMCID: PMC10784577.
[3] Campbell BCV, Khatri P. Stroke. Lancet. 2020;396:129–142. doi: 10.1016/S0140-6736(20)31179-X.
[4] Huang, R., Cheng, T. & Lai, X. Mechanism of ischemic brain injury repair by endothelial progenitor cell-derived exosomes. Mol. Med. Rep. 26, 269–278 (2022).
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