吳聲霆 徐建廣

免疫療法是通過藥物或特殊材料調(diào)整和/或重建免疫系統(tǒng)能力來對(duì)抗疾病的療法[1]，其在神經(jīng)系統(tǒng)損傷的治療中已有廣泛應(yīng)用[2-3]。脊髓損傷是一種高發(fā)病率和高致殘率的疾病[4]。有文獻(xiàn)報(bào)道，2014 年至2018 年，中國(guó)華南地區(qū)脊髓損傷的死亡率增長(zhǎng)了148.3%[5]。

脊髓損傷的發(fā)病機(jī)制包含一系列的病理生理過程，如損傷初期的脊髓缺血將導(dǎo)致低血壓甚至神經(jīng)源性休克；繼發(fā)的自主神經(jīng)異常將導(dǎo)致心血管、呼吸和體溫調(diào)節(jié)等系統(tǒng)受損；如未得到及時(shí)治療，持續(xù)的凋亡和瘢痕形成可繼發(fā)脊髓空洞癥，影響患者的運(yùn)動(dòng)和感覺功能[6-8]，對(duì)患者生活質(zhì)量造成極大影響。近年來研究發(fā)現(xiàn)，免疫系統(tǒng)在調(diào)節(jié)炎癥、免疫微環(huán)境和軸突再生等方面都具有關(guān)鍵作用[9]，也衍生出許多新興的免疫療法。本文將就調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞、干細(xì)胞移植和靜脈注射免疫球蛋白3種療法在脊髓損傷中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞療法

免疫調(diào)節(jié)療法主要通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能來促進(jìn)脊髓損傷的恢復(fù)。與以往傳統(tǒng)的廣譜免疫抑制療法不同，其充分利用了神經(jīng)炎癥在損傷后分泌生長(zhǎng)因子、清除細(xì)胞碎片和促進(jìn)細(xì)胞成熟等積極作用，避免了廣譜抑制劑（如甲潑尼龍）大劑量使用后的機(jī)體免疫過度抑制[10]，也避免了脊髓損傷患者在大劑量激素沖擊后并發(fā)癥（如胃腸道出血、股骨頭無(wú)菌性壞死、動(dòng)脈粥樣硬化等）的發(fā)生[11-12]，在保護(hù)機(jī)體免疫的同時(shí)發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。因此，免疫調(diào)節(jié)療法可能較免疫抑制療法更加安全有效。調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的方向有很多，可調(diào)節(jié)細(xì)胞亞型、效應(yīng)因子，還可以通過減少脂質(zhì)過氧化、減少氧自由基等改善炎癥微環(huán)境，進(jìn)而影響細(xì)胞功能，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。

1.1 粒細(xì)胞集落刺激因子

粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）具有很強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)能力。一方面，G-CSF 可減少白細(xì)胞介素（IL）-1b、腫瘤壞死因子（TNF）- 等炎癥因子的表達(dá)，改善炎癥微環(huán)境；另一方面，G-CSF 可上調(diào)抗凋亡蛋白（Bcl-Xl）在少突膠質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)[13]，還可降低損傷部位星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）- 1 和膠質(zhì)纖維酸性蛋白的表達(dá)，抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕形成[14]，共同發(fā)揮減少白質(zhì)變性、促進(jìn)功能恢復(fù)的作用[15]。此外，G-CSF 還可動(dòng)員幼稚T 細(xì)胞向抗炎性的輔助性T 細(xì)胞（Th）2 表型極化并限制Th1 細(xì)胞和Th17 細(xì)胞的擴(kuò)增來發(fā)揮抗炎作用[16]。既往的Ⅰ期、Ⅱa 期和Ⅱb 期臨床試驗(yàn)已初步證實(shí)，靜脈注射G-CSF 治療急性脊髓損傷具有安全性和可行性[17-18]。近期Koda 等[19]開展的一項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)中，對(duì)比靜脈注射G-CSF 組和安慰劑組患者在治療后3 個(gè)月、6 個(gè)月和12 個(gè)月的療效，發(fā)現(xiàn)在65 歲以上患者中，靜脈注射G-CSF組在給藥后6 個(gè)月時(shí)顯示出更好的運(yùn)動(dòng)恢復(fù)趨勢(shì)。Pang 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，G-CSF 還可以通過與干細(xì)胞/ 祖細(xì)胞表達(dá)的G-CSF 受體結(jié)合，促進(jìn)干細(xì)胞增殖和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子分泌。

1.2 靶向調(diào)節(jié)藥物

脊髓損傷后軸突再生困難一直被認(rèn)為是神經(jīng)功能障礙的原因之一。研究顯示，受損部位周圍的髓鞘相關(guān)抑制劑（MAI）如髓鞘源性神經(jīng)抑制因子（Nogo）、髓鞘相關(guān)糖蛋白（MAG）和少突膠質(zhì)細(xì)胞-髓鞘糖蛋白（OMgp）可能是影響軸突生長(zhǎng)的原因[21]。因此，有學(xué)者將兩種MAI 的常見受體，即Nogo 受體（NgR）和成對(duì)免疫球蛋白樣受體B（Pir B）組合制成核酸疫苗，注射入脊髓損傷大鼠體內(nèi)，利用自身免疫特性誘導(dǎo)髓鞘中針對(duì)抑制劑的抗體產(chǎn)生[22]，最終促進(jìn)了神經(jīng)再生。

此外，脊髓損傷初期的出血可造成炎癥細(xì)胞聚集和神經(jīng)元死亡，而后的凝血更是可以引起細(xì)胞凋亡并激活炎癥細(xì)胞反應(yīng)[23]。近年來，研究者還使用2 種黏液瘤病毒衍生的免疫調(diào)節(jié)蛋白Serp-1和M-T7 來調(diào)節(jié)這一病理過程，Serp-1 是絲氨酸蛋白酶抑制劑，M-T7 則是趨化因子調(diào)節(jié)劑[24]。研究證明，在脊髓損傷大鼠硬膜內(nèi)注射這兩種蛋白可以抑制炎性巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，起到神經(jīng)保護(hù)的作用[25]。

隨著研究的深入，學(xué)者們還發(fā)現(xiàn)了更多對(duì)神經(jīng)修復(fù)有益的免疫細(xì)胞亞型，如Sas 等[26]發(fā)現(xiàn)了促進(jìn)神經(jīng)元存活和軸突生長(zhǎng)的中性粒細(xì)胞亞型。未來，可通過鞘內(nèi)注射的方式發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用?？偟膩碚f，這些療法都具有臨床轉(zhuǎn)化潛力，但都需要更多研究來證實(shí)其安全性與臨床有效性。

1.3 低溫療法

脊髓損傷后的低溫療法主要可分為兩類：損傷部位的局部低溫和全身治療性低溫。局部低溫一般采用凝膠、水基冷卻毯、冰墊、冰袋等進(jìn)行表面冷卻，全身低溫則采用硬膜內(nèi)注射冷鹽水、靜脈注射冷鹽水和直腸灌洗等方法使體溫降至32℃～34℃。從免疫調(diào)節(jié)的角度來看，低溫可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞和中性粒細(xì)胞增殖、炎癥因子產(chǎn)生和促凋亡因子表達(dá)[27]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)均證明，在脊髓損傷后，治療性低體溫可通過減少破壞性的繼發(fā)性級(jí)聯(lián)反應(yīng)（如缺血、氧化應(yīng)激、炎癥和水腫等）發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[28-29]。日本和美國(guó)都有使用低溫治療小兒頸脊髓損傷的病例報(bào)道[30-31]。然而，低溫治療存在一定風(fēng)險(xiǎn)，由于體溫下降和應(yīng)用靜脈導(dǎo)管，患者發(fā)生凝血功能障礙的可能性增加[29]。因此，還需開展更多臨床試驗(yàn)來確定最佳目標(biāo)溫度和治療時(shí)間。

2 干細(xì)胞移植療法

脊髓損傷后的細(xì)胞移植主要指間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)和神經(jīng)祖細(xì)胞(NPC)的移植。目前，基于MSC 的細(xì)胞移植治療主要包括靜脈注射MSC、靜脈注射MSC 衍生的外泌體（MSC-exo）、移植MSC和生物支架。

MSC 可分泌效應(yīng)蛋白，包括多種IL 以及趨化因子等，其中IL-4 可通過Janus 激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子6（JAK-STAT6）途徑和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）途徑上調(diào)精氨酸酶1、殼多糖酶及CYP1A1等基因的表達(dá)，促進(jìn)M2 巨噬細(xì)胞極化，調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥。此外，MSC 還可通過調(diào)節(jié)T細(xì)胞的增殖分化以及促進(jìn)多種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的分泌發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)和神經(jīng)保護(hù)作用[32]。在近期的Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗(yàn)中，學(xué)者們?cè)谇蕛?nèi)移植MSC，并用美國(guó)脊髓損傷協(xié)會(huì)（ASIA）評(píng)分、感覺誘發(fā)電位、運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位進(jìn)行長(zhǎng)期評(píng)估，驗(yàn)證了其安全有效性[33-34]。但臨床轉(zhuǎn)化還存在阻礙，原因包括MSC移植存活率低，靶向能力有限，難以通過血-脊髓-腦屏障，以及存在免疫排斥、去分化和致瘤性等問題[35]。

與MSC 相比，MSC-exo 更容易獲得和儲(chǔ)存，應(yīng)用幾乎不受倫理限制。MSC-exo 的體積明顯小于MSC，不易被肺組織和肝組織捕獲，且更易穿過血脊髓屏障，精確有效地發(fā)揮功能[36]。近期研究顯示，MSC-exo 可通過抑制Nod1 炎癥小體有效抑制周細(xì)胞的焦磷酸化，從而保護(hù)血腦屏障完整性，還可誘導(dǎo)M2 巨噬細(xì)胞標(biāo)志物，包括甘露醇受體（CD206）、IL-10 和Arg-1 的信使RNA 表達(dá)來促進(jìn)功能恢復(fù)[37-38]。此外，MSC-exo 可作為微RNA和小干擾RNA 的載體，靶向脊髓損傷部位，既增強(qiáng)兩者的治療效果，也豐富了MSC-exo 治療的多樣性[39]。為了進(jìn)一步消除肝臟和肺部的代謝壓力，同時(shí)也為MSC 移植提供更好的生存環(huán)境，有學(xué)者將一些具有內(nèi)在治療能力的生物材料與MSC 結(jié)合，既能提高M(jìn)SC 存活、增殖和附著力，又可抑制神經(jīng)瘢痕形成、消退炎癥反應(yīng)和促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù) 等[40]。近年的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，NPC 可促進(jìn)交感神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)元和皮質(zhì)脊髓束的軸突生長(zhǎng)，恢復(fù)自主神經(jīng)功能和運(yùn)動(dòng)功能[41]。

細(xì)胞移植是一種極具潛力的免疫療法，但除了細(xì)胞自身原因外，嚙齒動(dòng)物模型的局限性也是阻礙其臨床轉(zhuǎn)化的原因之一，未來需要更多大型動(dòng)物（如狗、恒河猴等）實(shí)驗(yàn)來解決嚙齒動(dòng)物與人類形體大小和神經(jīng)解剖學(xué)差異的問題。

3 靜脈注射人免疫球蛋白G

靜脈注射人免疫球蛋白G（IgG）已臨床應(yīng)用于治療自身免疫性神經(jīng)疾病，具有良好的安全性[42]。脊髓損傷后，IgG 同樣有良好的免疫調(diào)節(jié)作用，其機(jī)制可能在于IgG 分子上可變的F(ab’)2 片段和恒定的Fc 片段[43]。其中，F(xiàn)(ab’)2 片段可與細(xì)胞凋亡介質(zhì)Fas 分子（Fas）結(jié)合，在脊髓損傷急性期和亞急性期，抑制Fas/Fas 配體（FasL）信號(hào)通路介導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)[44]。F(ab’)2 片段還可以中和補(bǔ)體激活產(chǎn)物C3a 和C5a，減少白細(xì)胞趨化和攻膜復(fù)合物（MAC）的產(chǎn)生等，以減少脫髓鞘和神經(jīng)元損傷[45]，發(fā)揮抗凋亡、促修復(fù)的作用。此外，F(xiàn)(ab’)2 與內(nèi)皮細(xì)胞的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸基序結(jié)合，可拮抗整合素和細(xì)胞黏附分子的相互作用，減少炎癥細(xì)胞聚集[46]。Fc 片段則可與巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等的細(xì)胞表面Fcg 受體結(jié)合，調(diào)節(jié)炎癥因子和抗炎因子的釋放，調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞的趨化。有文獻(xiàn)報(bào)道，F(xiàn)c 片段的N-糖基化，尤其是唾液酸化，可上調(diào)免疫效應(yīng)細(xì)胞表面的抑制性受體Fc RIIB，發(fā)揮顯著抗炎作用[47]。Chio 等[48]開展對(duì)照研究，在大鼠脊髓損傷后的15 min、1 h 和4 h 分別靜脈注射高劑量IgG（2 g/kg），發(fā)現(xiàn)靜注IgG 組小鼠損傷區(qū)域的IL-8、巨噬細(xì)胞炎性蛋白1 、趨化因子配體2 和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子等促生長(zhǎng)因子在損傷初期均明顯升高，結(jié)果表明高劑量IgG 對(duì)脊髓損傷后8 周的組織保護(hù)和神經(jīng)功能恢復(fù)均有益處。

遺憾的是，近期關(guān)于靜脈注射IgG 與脊髓損傷的臨床試驗(yàn)因樣本數(shù)量原因并未取得令人滿意的結(jié)果[49]。靜脈注射IgG 可使脾臟中性粒細(xì)胞增多，血液中性粒細(xì)胞相對(duì)減少，此效應(yīng)的機(jī)制以及可能對(duì)人體造成的影響還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)語(yǔ)

免疫療法的研究進(jìn)展源于對(duì)脊髓損傷機(jī)制研究的不斷深入，包括神經(jīng)炎癥在損傷中的積極作用、中樞免疫與外周免疫的矛盾、免疫細(xì)胞的異質(zhì)性等，這些問題目前仍是免疫治療中亟待解決的問題。為了更好地實(shí)現(xiàn)免疫療法的臨床轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步優(yōu)化給藥方式、確定給藥時(shí)間和評(píng)估臨床療效尤為重要。此外，免疫系統(tǒng)在脊髓損傷中的病理過程還有待進(jìn)一步研究闡明。

免疫治療策略在脊髓損傷中已經(jīng)取得了良好的研究進(jìn)展，顯示出良好的臨床轉(zhuǎn)化潛力，未來免疫療法還可與其他療法相結(jié)合，形成多模式的療法組合，為脊髓損傷患者提供更多有效的治療方案。