帕金森病是全球第二大神经退行性疾病，65岁以上人群的患病率约为1.0%。据估计，我国现有超过300万名帕金森病患者，以每年10万的速度增加，并呈现年轻化的趋势。随着中国步入老龄化社会，这一局面将造成社会和经济上的沉重负担。帕金森病的典型病理特征是位于中脑黑质的多巴胺能神经元发生退行性病变，主要为多巴胺能神经元死亡，该类受损神经细胞的胞体主要位于中脑黑质，投射（轴突生长）到纹状体区域。由于帕金森病受损细胞种类单一，且病变位置明确，非常适合采用脑内细胞移植进行干预，该治疗策略已经进入临床研究阶段。
近日，首都医科大学宣武医院陈志国教授和赵国光教授在Science Bulletin在线发表了题为“First-in-human transplantation of autologous induced neural stem cell-derived dopaminergic precursors to treat Parkinson’s disease”的专家评介文章，对近期在宣武医院完成的首例自体诱导神经干细胞来源的多巴胺能神经前体细胞移植治疗帕金森病患者案例进行了论述。
由于成人大脑的再生能力极其有限，以补充多巴胺能神经元为手段的帕金森病治疗策略主要依赖于各类外源细胞供体。早在上个世纪80年代，研究者便在临床研究中测试了胎儿腹侧中脑（fVM）组织移植到患者纹状体治疗帕金森病的效果，并观察到部分患者运动症状和正电子发射断层扫描成像（PET）成像结果的显著改善；然而，由美国国家卫生研究院（NIH）资助的该疗法的两项安慰剂对照双盲临床试验未能达到主要终点。回顾性分析揭示了临床研究未达到终点可能的三个原因：（1）胎脑移植物的异质性；（2）对同种异体移植物的免疫识别；（3）宿主大脑对移植物的不友好环境。因无法获得预期的有效性数据，同时又要面临胎儿组织的来源和伦理问题，fVM组织移植很快退出了历史舞台。然而，这些试验产生的宝贵数据为新一代干细胞移植的细胞疗法铺平了道路。特别是在这两个临床试验中均观察到年轻患者症状的显著缓解，一定程度上证实了该疗法的有效性。年轻人群对左旋多巴响应较好，治疗更为有效，这也为后续临床方案特别是患者入组方案的设计提供了重要线索。
诱导神经干细胞（iNSC）的重编程诱导和分化路径。
细胞重编程技术的出现推动了新一代干细胞技术的迅速发展，特别是为缺少种子细胞来源的神经系统疾病细胞治疗策略提供了更多的可能性。其中，诱导神经干细胞（iNSC）是近年来该领域最受关注的新技术之一。iNSC可通过对外周血单个核细胞（PBMC）重编程获得，它与胚胎发育神经系统形成的早期阶段神经干细胞类似，具有较好的增殖能力，在体外可多次传代。这种发育早期阶段的特性也使得iNSC能够分化为不同脑区特异性的神经细胞，包括帕金森病中受损的中脑黑质多巴胺能神经细胞。与多能干细胞（PSC）有所不同，未分化的iNSC是一种组织特异性干细胞，直接移植到免疫缺陷小鼠的脑内不会形成肿瘤。iNSC重编程过程不经过PSC阶段，能够规避多能干细胞所携带的成瘤性风险，大幅提升种子细胞的安全性；重编程获得的iNSC为单克隆，传代扩增后的细胞群体均一性很高，因此，单克隆工艺使得iNSC具备良好成药潜力。综上所述，iNSC是一类具有良好的安全性和成药性的细胞，并展现出广阔的治疗神经系统疾病的应用前景。
自体iNSC-DAP移植治疗帕金森病流程图。
前期理论基础和非临床研究证实了iNSC定向诱导分化得到的中脑黑质多巴胺能神经前体细胞可作为一种理想的供体细胞对帕金森病进行治疗，而临床研究阶段，选择适合的治疗策略和临床方案尤为关键。首先，从细胞供者而言，若iNSC-DAP源自患者自已的PBMC，则为自体细胞移植治疗；若iNSC-DAP源自健康供者，则为异体细胞移植治疗。自体细胞移植时，患者无需服用免疫抑制剂，细胞植入后的存活率和神经回路整合效率也会优于异体细胞，是临床治疗的更优选择。临床研究中的入组患者筛选也很关键，一个优质的患者队列应包含最有可能从干预中受益的代表性人群。fVM组织移植研究表明，处于疾病早期阶段、对左旋多巴药物敏感、没有或只有轻度异动症状的帕金森病患者最有可能从DAP移植中获益。在宣武医院开展的临床研究中（NCT05901818），首位接受移植的患者即符合上述条件，并在移植前接受了为期2年的随访。延长移植前随访周期，以便充分反映随时间变化的干预效果。这种设计可同时实现受试者与自然病史队列的平行比较，及患者在细胞移植治疗前后的纵向比较。欧洲开展的TRANSEURO临床试验中也采用类似的设计思路，接受fVM组织移植的帕金森病患者即是从一个更大的长期观察队列中挑选出来的。另外，在宣武临床研究中，入组患者首次手术只接受半侧大脑壳核移植，研究者根据移植后12个月检查结果判段是否进行对侧移植。在两半脑基线较为接近时，也可对移植侧和非移植侧的临床数据进行对比，从而在一定程度上降低安慰剂效应的影响。
细胞治疗时制剂如何递送同样是临床研究及应用的关键问题，特别是中枢神经系统原位给药则面临更严苛的要求。理想的脑内细胞递送系统应满足以下条件：（1）递送精度高；（2）确保细胞分布均匀，避免产生免疫“热点”；（3）针道可覆盖移植的目标区域；（4）可个性化设计注射针道，避开血管和重要的功能核团；以及（5）最大程度降低注射引起的壳核损伤。早期临床研究多采用立体定向框架定位注射器，神经外科机器人技术的出现显著提高了脑手术定位精度和操控的灵活性及便利性。宣武医院临床研究采用神经外科手术机器人（Remebot）亦展现其显著优势，包括（1）机械臂可以任意角度从颅骨进针；（2）通过软件综合分析不同类型的扫描图像规划针道轨迹，以避开血管和关键脑核；（3）设计多个针道及其间隔距离，最大程度覆盖目标区域。此外，注射装置依靠不同长度的导管和注射针，可减少注射对壳核产生物理损伤。持续完善的手术方案将会推动治疗策略不断进步。
在过去的十多年中，帕金森病细胞治疗的研究探索取得了长足进步。来源不同的干细胞，其优劣势也各有差异。iNSC衍生细胞由于其独特优势被视为最具开发潜力的细胞药物选择之一。iNSC可用于自体移植或异体移植，其重编程过程不经多能干细胞阶段而显著提升了安全性，组织干细胞属性更适合于临床应用，较高的增殖能力和更直接的诱导分化路径也为药物开发和产业化奠定了技术基础。当然，除本文所述因素外，细胞药物开发和临床研究涉及多个方面，由于篇幅原因不在此赘述。经过充分前期研究和方案规划后，宣武医院临床研究的首例帕金森病患者顺利完成iNSC-DAP移植，近期也将有更多的患者入组，该研究获得的安全性和有效性数据将无疑为治疗帕金森病的新型细胞药物开发提供有力指导。