应用G-CSF动员骨髓干细胞治疗重型颅脑损伤的研究
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【摘要】探究重组人粒细胞集落刺激因子(rh-G-CSF)治疗重型颅脑损伤的有效性及临床应用安全性。方法将60例重型颅脑损伤患者,随机分成实验组30人,对照组30人。实验组连续3天给予g-csf 300μg/天。应用流式细胞仪监测并比较治疗前后外周血中CD34+和CD133+细胞计数及磁共振波普分析(MRS)评价治疗前后受损部位的N-乙酰氨基酸(NAA)含量,常规评价其功能恢复情况。监测外周血白细胞计数评价其安全性。结果实验组治疗后CD34+、CD133+细胞计数和受损部位的NAA含量较治疗前明显增加(p
【关键词】粒细胞集落刺激因子不达意 重型颅脑损伤干细胞神经功能
中国图分类号:R651.5文献标识码:A 文章编号:1005-0515(2010)08-001-03
Granulocyte colony stimulating factor-mobilized autologous bone marrow nuclear
cell transplantation in treatment of patients with severe traumatic brain injury
XUE Hongli,ZHOU Jiang,YU Chunyong,LIU Minpei,SHAO Shuangwei,XU Feng,WANG Zhijun,LIN Di
Department of Neurosurgery, The General Hospital of Shenyang Military Region, Shen yang 110016, Liaoning Province, PR China.
【ABSTRACT】The aim of this study was to assess the safety and efficacy of treatment for patients with severe traumatic brain injury (sTBI) with transplantation of granulocyte colony stimulating factor(G-CSF) -mobilized autologous bone marrow stem cells (BMSCs) MethodsSixty patients with sTBI were randomly divided into the control group (group A),the group treated with transplantation of G-CSF -mobilized BMSCs (group B,G-CSF ,300μg/day ×3 days).ResultsCount of CD 34+ and CD 133+ cells in peripheral blood. was observed by flow cytometry. N- acetylaspartate (NAA) was measured by magnetic resonance spectroscopy (MRS) in brain tissue .The function of the nervous system in patients was measured by using Glasgow Coma Scale (GCS) scores . Count of white blood cells was performed to assess the safety of treatment.Count of CD 34+ and CD 133+ cells in peripheral blood. and NAA expression significantly increased after treatment withtransplantation of G-CSF-mobilized autologous BMSCs (p
【Key words】Granulocyte colony stimulating factorsevere traumatic brain injurystem cellsnervous function
重型颅脑损伤后继发不可逆性神经细胞坏死,造成各项神经功能严重受损,甚至死亡。近年来随着干细胞研究深入,发现骨髓干细胞是一组具有多向分化潜能和自我更新能力的细胞群,在生长和修复过程中起重要作用[1]。粒细胞集落刺激因子(G-CSF)是骨髓干细胞强有力的动员剂,可以大大提高外周血的干细胞数量。我们试用粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor,C-CSF)动员自体骨髓干细胞治疗重型颅脑损伤,取得满意效果,报告如下:
1. 对象与方法
1.1病例选择我院重型颅脑损伤患者60例,年龄:12～69岁,均符合下列条件:(1)有明确颅脑外伤史,受伤后24小时内入院;(2)深昏迷,昏迷在12小时以上,意识障碍逐渐加重或出现再昏迷。 GCS ≤7分且≥5分;(3)CT检查证实为脑挫裂伤及各种颅内血肿,无其他脏器复合伤;(4)获其家属知情同意者;(5) 病人既往无心、脑、肝、肾疾患及糖尿病等其它病或合并症者;入院前未接受其他有关治疗;不属过敏体质者,治疗前无发热性疾病。
1.2分组患者入院后随即分为2组。治疗组:30例,男性23例,女性7例,年龄:13～69岁,平均年龄 (41.48±15.33岁);对照组:30例,男性21例,女性9例,年龄:12～67岁,平均年龄 (40.07±16.96)岁。
1.3昏迷程度评定2组患者GCS评分,分别为6.37±1.16和6.17±1.26,差异无显著性(P>0.O5)
1.4研究方法全部患者均给予脑外伤的常规治疗(包括必要的手术治疗、脱水降颅压治疗)。于入院后10天至半个月病情稳定时,实验组经患者家属同意加用G-CSF 150μg,2次每天,皮下注射,连用3天;丹参20ml每天一次,静脉滴注;神经节苷酯20mg每天一次静脉滴注。对照组加用神经节苷脂20mg每天一次滴注;丹参20ml每天一次滴注,共一个疗程(两周)。
1.5观察指标观察G-CSF治疗期间的不良反应,治疗过程中,每天化验血液,行白细胞计数和单个核细胞计数,实验组在用药过程中白细胞计数应在8万以下。有无白细胞栓塞事件发生及骨髓增生异常表现。用流式细胞仪检测治疗前、治疗后3天、5天外周血CD34+、CD133+细胞。磁共振波普分析(MRS)评价治疗前后受损部位的N-乙酰氨基酸(NAA)含量。流式细胞仪检测及MRS检查分别由两名不知分组情况的医师完成。观察治疗前及治疗后1个月、3个月、6个月GCS评分及治疗前、后6个月NAA含量的变化并随访6个月时神经功能缺损评分。
流式细胞检测 我院中心实验室流式细胞仪(BD公司)进行检测,所有样品均标记FITC-CD34+(IQ Products公司)、PE-CD133+(德国美天旎公司)2种细胞表面标记物的荧光单抗,同时标记同色的荧光对照,以去除荧光非特异性结合。所有数据均用设门法分析所得,其百分数表示在单个核细胞中所占的阳性比率。
磁共振波普分析(MRS)我院核磁共振室(GE公司Signa cv/i.1.5T)进行检测。于治疗前及治疗后6个月分别检测同一部位受损脑区域NAA含量。参照文献[2],Cr波峰相对稳定,常被用作脑内能量代谢的内标物。本实验以NAA/Cr作为观察指标。
1.6疗效评定标准参照全国第四届脑血管病会议制定的标准,采用改良爱丁堡+斯堪的那维亚法(MESSS)对神经功能缺损程度进行评分[3]。依据患者神经功能缺损积分值的减少(功能改善程度)及治疗后的生活能力状况(病残程度)分为(1)基本治愈:功能缺损评分减少91%~100%,病残程度0级;(2)显著进步:功能缺损评分减少46%~90%,病残程度1～3级;(3)进步:功能缺损评分减少18%~45%;(4)无变化:功能缺损评分减少17%左右;(5)恶化:功能缺损评分减少或增多18%以上;(6)死亡。格拉斯哥昏迷记分法(Glasgow Coma Scale,GCS)。
1.7..统计学方法采用SPSS11.5统计学软件进行统计分析,检测数据均以均数±标准差(X±S)表示。采用均数间两两比较(t检验)及非参数秩和检验,以P
2. 结果
2.1完成及随访情况实验组30例均能完成疗程,60例患者均完成6个月随访,无失访者。
2.2实验组及对照组外周血干细胞的变化 流式细胞检测结果显示,实验组患者外周血CD34+、CD133+细胞随时间推移逐渐升高,到第3天时均达到峰值(P0.05)。
2.4治疗前后GCS评分比较 治疗1个月时实验组GCS评分较对照组略有改善,但差异无显著性(t=0.032,P>0.05),随访3个月、6个月时GCS评分较对照组均明显升高(t=1.418,1.592,P
2.5随访6个月神经功能缺损评分比较 6个月时实验组神经功能缺损评分较对照组明显改善,差异有显著意义(P
2.6 安全性评价 实验组自治疗开始之日每日行血常规检查至疗程结束后4d,结果显示实验组周围血白细胞显著升高,治疗后第3d白细胞计数为(53.18±12.80)×109/L,与对照组(9.91±2.84)×109/L比较有显著性差异(P
3. 讨论
颅脑损伤目前的治疗仅限于对急性期生命的挽救,后期的致残率及病死率陡升不下,原因在于损伤后继发不可逆性神经细胞坏死,造成各项神经功能严重受损。最新研究认为骨髓来源的干细胞能够迁移到受损的脑组织区域并分化生成不同的脑组织,包括神经细胞和其他类型的脑细胞[4],为重型颅脑损伤的治疗带来希望。然而,干细胞移植需要外科的干预,且NSC数量少、分布散、取材困难、无免疫原性NSC系建立困难、转染载体的选择困难以及异体移植存在的伦理学问题等原因,使得NSC在临床应用中受到很大限制。临床上更需要探索侵害性少的治疗方法。已知道给予G-CSF可动员造血干细胞从骨髓进入周围血,且已证实CSF具有同时动员造血干细胞和间充质干细胞的能力[5]。德国科学家Schabitz等研究发现在由谷氨酸盐诱导的兴奋毒性的细胞培养中G-CSF显示出明显的神经保护作用,而在脑缺血鼠体内G-CSF可缩小梗死体积,可能与神经元CSF受体的调节增加缺血半暗带STAT3的表达有关[6]。法国学者Six等研究亦表明在将G-CSF应用于脑缺血鼠中可以缩小梗死体积,提高生存率[7]。新近Shyu等研究证实给予脑缺血鼠G-CSF能够在脑梗死区域内引起新的神经和血管形成,减弱组织损害,减少梗死体积和提高神经功能,原因可能为脑缺血时细胞大量坏死,而一种名为SDF-1/CXCR4的蛋白质会大量合成释放出来,将周围血中的干细胞吸引至脑部,修补受损细胞[8]。
应用G-CSF动员自体骨髓干细胞治疗重型颅脑损伤,更符合机体自身的反应性修复机制,方法简便且可完全避免异基因移植的免疫排斥反应。本研究在临床上共观察60例患者,其中实验组30例,对照组30例,结果表明,治疗1个月时实验组GCS评分较对照组略有改善,但差异无显著性,随访3个月、6个月时GCS评分较对照组均明显升高,且6个月时实验组神经功能缺损评分较对照组明显改善。实验组患者外周血CD34+、CD133+细胞随时间推移逐渐升高,到第3天时均达到峰值与2006年报道提前2天[9],这可能由于脑损伤所致的应急反应能够动员骨髓干细胞入血。实验组治疗后6个月受损脑区域NAA/Cr比明显增加,对照组治疗后较治疗前有所减少。这可能与受损脑区域周围半暗带神经细胞坏死所致,进一步说明G-CSF可以诱导内皮细胞的迁移和增殖,促进损伤区及其周边的血管增生,有利于神经元的存活和脑组织的积极修复。实验组外周血干细胞水平于治疗后第五天已降至治疗前水平,但6个月受损脑区域NAA/Cr比治疗前明显增加,对照组无明显差别。说明GCS-F对骨髓干细胞的动员作用是一过性的,其能通过血脑屏障到达受损伤脑区域在其局部微环境下分化为神经元并参与神经修复且需要一段时间。30例实验组患者,有1例出现轻微呼吸困难,1例出现皮疹均给予抗过敏药物注射后缓解,其余患者均无不良反应,无白细胞栓塞事件发生及骨髓增生异常表现。
参考文献
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[2]全国第四届脑血管病学术会议.脑卒中患者临床神经功能缺损程度评分标准(1995).中华神经科杂志,1996,26(6):381-383.
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