Поиск Кабинет

Применение аллогенной клеточной трансплантации в лечении последствий травмы спинного мозга: отдаленные результаты

Гены & Клетки: Том V, №4, 2010 год, стр.: 85-92

 

Авторы

Селедцов В.И., Белогородцев С.Н., Парлюк О.В., Селедцова Г.В., Рабинович С.С.

ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ СКАЧАТЬ СТАТЬЮ В ФОРМАТЕ PDF ВАМ НЕОБХОДИМО АВТОРИЗОВАТЬСЯ, ЛИБО ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Представлены отдаленный результаты лечения последствий спинальной травмы с использованием трансплантации фетальных клеток головного мозга и печени. В клиническое исследование было включено 43 пациента (11 мужчин, 32 женщины в возрасте от 17 до 55 лет). Давность травмы к моменту начала лечения варьировала в пределах от 9 мес. до 6 лет. Клетки трансплантировали либо интраоперацион-но в виде плазматического сгустка, либо субарахноидально в виде суспензии посредством люмбальной пункции. Согласно шкале FIM (Functional Independence Measure), ощутимые неврологические улучшения были отмечены у 21 пациента (49%): у 13 (30 %) на 1-10 иу8 (19%) на 10-50% баллов. Улучшение функции тазовых органов, улучшение чувствительности и уменьшение спастики отметили 18 (42%), 10 (27%) и 5 (14%) пациентов, соответственно. Из 20 пациентов с давностью травмы к моменту начала лечения до 2 лет значимые улучшения были отмечены у 14 (70%) человек. Из 23 пациентов с давностью травмы, превышающей 2 года, улучшения были достигнуты только у 7 (30%) человек. Таким образом, клеточные технологии могут быть эффективно использованы в лечении значительной части спинальных пациентов, лечение которых с позиций общепринятой медицины представляется малоэффективным.

Тяжелая травма спинного мозга является причиной развития комплекса необратимых структурнофункциональных нарушений в области повреждения — утраты нейронов и проводящих путей, демиелиниза-ции сохранившихся аксонов, разрастанию глиальной ткани, нарушению кровоснабжения и цитокинового баланса в зоне поражения[1, 2, 3]. Ограниченная способность нервной ткани взрослого человека к самостоятельной регенерации, а также развитие в зоне повреждения вторичных патологических процессов, приводят к стойким функциональным нарушениям и тяжелой инвалидизации пациентов[4, 5]. Своевременные лечебные мероприятия в какой-то степени могут улучшить качество жизни таких больных. Так, хирургическое лечение может быть эффективным в острый период травмы, однако, оно обычно не приводит к значимому улучшению неврологического статуса при давности травмы более 12 мес.[6,7]. В целом, проблема реабилитации спинальных больных остается острой, поскольку их стандартное лечение в большинстве случаев является малоэффективным.

Трансплантация живых нейрогенных донорских клеток открывает новые возможности в лечении тяжелых неврологических расстройств. Экспериментально показано, что имплантированные в место травмы клетки фетальной мозговой ткани способны выживать и дифференцироваться в глиальные и нейрональные элементы с образованием афферентных и эфферентных синаптических связей. Кроме того, посредством секреции широкого спектра нейротро-фических факторов трансплантированные клетки способны создавать благоприятные условия для ремиелинизации нервных волокон, а также стимулировать прорастание аксонов в зону повреждения спинного мозга[2, 8—12].

Ранее в нашем институте были выполнены клинические исследования (I—II фазы) применения трансплантационной клеточной технологии в лечении тяжелых неврологических расстройств, рефрактерных к стандартному реабилитационному лечению. Обнадеживающие результаты были получены при лечении тяжелых форм детского церебрального паралича[13], а также последствий черепно-мозговой травмы[14— 16] или мозгового инсульта[17]. Была разработана специальная трансплантационная клеточная технология для лечения последствий травмы спинного мозга[18]. Ранее были описаны первые 15 клинических случаев ее применения[19]. В настоящей статье представлены данные, характеризующие отдаленные результаты применения разработанной технологии у 43 пациентов со сроком наблюдения не менее 4 лет.

Материалы и методы

Клетки, предназначенные для трансплантации, получали из головного мозга и печени плодов 16^22 нед. гестации, полученных вследствие спонтанного выкидыша или легального искусственного прерывания беременности[13, 19], Полученные клетки криокон-сервировали в растворе с 10% диметилсульфоксида, и хранили до использования в условиях глубокого замораживания. После размораживания клетки (2— 2,5x108) центрифугировали и затем ресуспендиро-вали их в 5 мл среды, состоящей из 4 мл аутологичной плазмы и 1 мл плазмы пуповинной крови. Формирование плазматического фибринового сгустка достигалось добавлением 2% раствора кальция хлорида, как описано ранее[18]. При наличии арахноидаль-ной и/или интрамедуллярной кисты выполнялась ла-минэктомия с менингорадикулолизом, вскрытием и опорожнением полости кисты. Эта операция была направлена на уменьшение компрессии спинного мозга и реканализацию пространства, необходимого для роста аксонов[19]. В сформированную полость кисты укладывался плазматический сгусток с фетальными нейрогенными и гемопоэтическими клетками. Через 10^14 сут. больным выполняли повторную трансплантацию суспензии фетальных клеток путем люмбальной пункции. В случаях, когда по данным компьютерной томографии в области травмы исходно преобладали рубцовые изменения без кистозного преобразования, использовали только интралюмбальный путь клеточной трансплантации на уровне L4-L5.

Результаты лечения оценивали с использованием шкалы FIM (Functional Independence Measure), общепринятой для анализа неврологического статуса спинальных больных[20, 21]. Данная шкала позволяет определить уровень функциональной независимости больных при их повседневной деятельности (способность к самообслуживанию, самостоятельному передвижению) а также уровень контроля функций тазовых органов, от которого в значительной степени зависит качество их жизни. Всего в шкалу включено 13 вопросов, каждый из которых оценивается по 7-бальной шкале. Максимальное количество баллов — полная функциональная независимость — составляет 91 балл.

Вопросы больным направляли по почте или задавали в телефонном разговоре. В процессе общения больные также отвечали на ряд дополнительных вопросов, касающихся их чувствительности, двигательной сферы и вегетативных функций.

Результаты исследования

Клинические исследования проводились в соответствии с протоколом, утвержденным Ученым советом и одобренным Комитетом по этическим вопросам Института клинической иммунологии СО РАМН. От каждого больного, включенного в исследование, было получено письменное информированное согласие. Для участия в исследовании отбирались больные с давностью спинальной травмы превышающей 9 месяцев, у которых проводимое до этого комплексное реабилитационное лечение не привело к значимым неврологическим улучшениям. Отдаленные результаты трансплантационного лечения удалось отследить у 43 больных, проходивших лечение на базе нейрохирургического отделения МУЗ ГКБ № 34 города Новосибирска в период с 2000 по 2005 гг. Характеристика этих пациентов и результаты их лечения представлены в таблице 1.

Клетки, помещенные в плазматический сгусток, были имплантированы интраоперационно 34 пациентам, у которых по данным МРТ в области спинальной травмы преобладали кистозные образования. Клеточная суспензия была трансплантирована эндолюмбаль-но 9 пациентам, у которых в области травмы были выявлены выраженные рубцовые изменения. Вторая эндолюмбальная клеточная трансплантация проводилась всем пациентам через 10—14 сут. после первой. Часть пациентов (13 случаев) получили третью эн-долюмбальную клеточную трансплантацию через 5^ 6 мес. после начала лечения.

Результаты влияния лечения на степень восстановления функционального дефицита пациентов представлены на рисунке 1. Как следует из представленных данных, ощутимый положительный эффект лечения был отмечен у 49% (21 больной). Важно заметить, что субъективные ощущения, касающиеся моторной функции («появились качательные движения в пальце стопы», «появилось ощущение сокращения мышц голени без видимой моторной деятельности»), а также сенсорной чувствительности, не влияющие на степень функциональной независимости и качество жизни больных, рассматривались нами как незначительные и, поэтому, не принимались в расчет.

Как показано на рисунке 1, у 13 пациентов неврологические улучшения не превысили 10 баллов. Эти улучшения в основном затрагивали функции тазовых органов и некоторые виды чувствительности. Изменения на 10^49 баллов были отмечены у 8 пациентов. Эти улучшения помимо всего прочего напрямую затрагивали двигательные функции пациента и расширяли возможности его передвижения.

Как показано на рисунке 2, улучшение функции тазовых органов отметили 18 пациентов (42%), у 10 из них улучшение касалось не только функции мочевого пузыря, но и прямой кишки. Стабильное улучшение в сфере чувствительности отметили 10 больных (27%). Эти изменения проявлялись в снижении уровня анестезии или гипоэстезии на 2^4 сегмента. У 1 больной с парезом нижних конечностей появились ранее отсутствовавшие коленные рефлексы. Еще 1 больная с поражением на уровне Д9 отметила, что после лечения стала испытывать оргазм при половом акте. Отчетливое уменьшение патологически повышенного тонуса мышц в парализованных конечностях и в туловище отметили 5 больных (14%), 2 из них полностью отказались от приема спазмолитиков. Уменьшение спастики не включено в шкалу FIM. Тем не менее, оно несомненно улучшает качество жизни больных, поскольку обычно сопровождается уменьшением болевого синдрома и улучшениями в двигательной сфере.

У 3 больных с травмой на шейном и верхне-грудном уровне до лечения имела место выраженная ортостатическая гипотензия — они не могли находиться в положении сидя более 2^5 мин. После лечения явления ортостатической гипотензии у них полностью исчезли, что на фоне уменьшения неврологического дефицита, позволило им активнее заниматься лечебной физкультурой.

При анализе полученных результатов была отмечена зависимость вероятности получения положительного результата лечения от времени, прошедшего с момента травмы. Из 20 пациентов с давностью травмы к моменту начала лечения до 2 лет значимые неврологические улучшения были отмечены у 14 (70%) человек. Из 23 пациентов с давностью травмы, превышающей 2 года, такие улучшения были достигнуты только у 7 (30%) человек.

Мы не отметили четкой зависимости результативности лечения от уровня травмы. Вместе с тем, уменьшение спастики парализованных мышц и улучшение чувствительности были несколько более выраженными у больных с травмой грудного отдела позвоночника.

Интересно, что уменьшение патологического тонуса мышц было отмечено только у больных с кистозными изменениями. Этот эффект был, по-видимому, связан с декомпрессией спинного мозга и менинго-радикулолизом.

Обсуждение

В последнее время в области нейротрансплантологии ведутся активные экспериментальные и клинические исследования[2, 6, 7, 22] с использованием различных типов клеток. Клеточный трансплантат, приготовленный из фетального головного мозга, содержит низкодифференцированные унипотентные и стволовые нейрогенные клетки[4]. Нейроны с уже сформированными аксоном и дендритами, а также другие высокодифференцированные клетки нервной ткани гибнут в процессе их выделения, криоконсервации и размораживания[8], После размораживания содержание жизнеспособных клеток в суспензии, как правило, не превышает 20%. Показано, что трансплантированные клетки фетальной нервной ткани обладают высоким регенеративным потенциалом. Они способны дифференцироваться и интегрироваться в нейрональную сеть спинного мозга реципиента, образуя новые синаптические контакты. Предшественники глиальных элементов способны вырабатывать нейрогенные факторы роста, вызывая прорастание аксонов через зону повреждения, и содействовать ремиелинизации сохранившихся аксонов[2, 6, 8, 9, 12, 22]. Важным является то, что центральная нервная система является для иммунной системы забарьерным органом. Это предохраняет аллогенные клетки, трансплантированные в цнс, от их быстрого разрушения[8].

На ранних стадиях онтогенеза печень является кроветворным органом. Включение клеток фетальной печени в клеточный трансплантат обосновано их способностью стимулировать неоангиогенез и поддерживать жизнеспособность и рост различных типов клеток[23]. Кроме того, клетки фетальной печени обладают естественной иммуносупрессорной активностью[24], которая может препятствовать развитию индуцированных аллоантигенами иммунных реакций.

У больных со сформированной кистой спинного мозга мы трансплантировали клетки в составе фибринового сгустка. Эта технология позволяет сконцентрировать трансплантированные клетки в месте тканевого повреждения. Важно, что эти клетки оказываются в трехмерной фибриновой сети, которая способствует аксональному росту. Фибриновый сгусток не препятствует диффузии кислорода, проникновению питательных веществ, а также обратному транспорту продуктов обмена и, тем самым, создает микроокружение, благоприятное для выживания трансплантированных клеток[25].

Относительно высокая эффективность лечения пациентов с давностью травмы 1—2 года вполне объяснима. В это время ситуация в области повреждения характеризуется незрелостью глиально-соединительнотканного рубца, изменчивым локальным цитокиновым микроокружением, наличием пространства для клеточного и аксонального роста, а также высокой чувствительностью нервных клеток реципиента к действию нейротрофических факторов[1, 3, 5]. Эти условия способствуют реализации регенеративного потенциала трансплантированных клеток.

Эффективность трансплантационного лечения может, по-видимому, зависеть от возраста. В эксперименте было показано, что у старых животных рост трансплантированных нейронов и пенетрация аксонов могут тормозиться микроокружением[26].

Возможность относительно быстрого получения ощутимого клинического эффекта у части реципиентов указывает, по нашему мнению, на важность гуморальных продуктов в механизме регенеративного действия трансплантированных клеток. Увеличение содержания в спинномозговой жидкости ростовых и нейротрофических факторов может способствовать усилению функциональной и регенеративной активности нейронов, сохранившихся в очаге повреждения, а также стимулировать активность нервных центров, находящихся вследствие травмы в заторможенном состоянии. С другой стороны, нельзя исключить то, что хоминг донорских клеток в очаг повреждения и их вовлечение в формирование новых нервных коммуникаций играет также значимую роль в восстановлении неврологических функций в отдаленном периоде. В этой связи следует заметить, что неврологические улучшения у наших пациентов развивались не одномоментно, а последовательно, обычно в течение первых 2 лет после начала трансплантационного лечения.

Разработанный нами протокол трансплантационного лечения является безопасным. За весь период наблюдения ни одного осложнения, которое можно было бы связать с клеточной трансплантацией, отмечено не было.

Согласно представленным данным, ощутимый клинический эффект трансплантационного лечения был отмечен примерно у половины пациентов. Чрезвычайно важное значение имеет тот факт, что все пациенты были включены в группу исследования после завершения периода спонтанного восстановления их неврологических функций. С позиций стандартной медицины дальнейшее лечение таких пациентов является малоперспективным. Однако, своевременное и грамотное применение клеточных технологий уже сейчас позволяет существенно улучшить результативность лечения последствий спинальной травмы. Очевидно, что наилучшие результаты лечения повреждения спинного мозга следует ожидать при применении трансплантационных технологий в течение 1 года после получения травмы, тогда, когда процессы спонтанного восстановления еще не завершены и в очаге повреждения сохраняются благоприятные условия для аксонального роста.

Естественно, используемые в неврологии и нейрохирургии методы клеточных биотехнологий не ограничиваются использованием фетальных клеток. Единой, общепринятой концепции применения в неврологии клеточных технологий не существует. Мы надеемся, что наше исследование будет способствовать появлению такой концепции уже не в столь отдаленном будущем.

Исследование выполнено в рамках Федеральной целевой научно-технической программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009^2013 годы (Государственные контракты №П405 и №П709)

Подняться вверх сайта