干細胞治療癲癇的最新進展！重新定義治療癲癇的方式

干細胞治療領域發展迅速，有望為過去通過藥物或手術治療的疾病提供替代解決方案。其中一個研究重點是治療藥物難治性癲癇，傳統上是從手術或介入的角度進行治療。研究表明，干細胞移植有可能通過減少癲癇發作的頻率、強度和通常由癲癇引起的神經功能缺損，為癲癇患者帶來重大益處。本綜述通過關注使用動物模型的實驗并強調過去 4 年的最新發展，探討了干細胞療法在治療癲癇中的基礎科學進展^[1]。

癲癇概述

癲癇是因異常神經信號引發的高發性疾病，全球受其影響的人數在 5000 萬至 6000 萬之間。其發作類型多樣，包含全身性（又可細分為強直陣攣性、失神性、肌陣攣性和失張力性癲癇等）、局灶性以及癲癇性痙攣這幾類，從病因角度還可分為特發性癲癇、獲得性癲癇（由大腦結構改變、感染或代謝紊亂所致）和免疫性癲癇。

癲癇發作的病理生理學及常規治療手段

癲癇發作通常與神經元過度活躍這一潛在病理生理學相關，多數治療干預措施主要是通過手術去除異常信號區域，或者利用藥物干預來降低神經元動作電位。不過，僅三分之二的患者癲癇發作能完全緩解。癲癇初始治療一般較保守，世界各地醫療保健系統雖普遍關注抗癲癇藥物的可用性、費用以及藥物治療的保險覆蓋情況，但部分患者的保險并不涵蓋抗癲癇藥物，且藥物治療臨床結果各異，這凸顯了對新治療方法的需求。

當藥物治療失敗時，手術干預可作為一種替代選擇，只是像基于細胞的療法這類實驗性外科手術，會給沒保險、需病例管理的患者帶來挑戰，并且即便手術干預，也只能讓 58% 的藥物難治性顳葉癲癇患者完全停止發作。

癲癇反復發作的影響及促使探索新策略的因素

隨著時間推移，反復癲癇發作會致使細胞死亡、星形膠質細胞激活、活性氧化物產生以及線粒體功能改變。鑒于這種細胞層面的異常功能，再加上存在大量難治性癲癇患者，促使研究人員去考慮如基于細胞的療法等新治療策略。

干細胞治療癲癇的最新進展！或許我們應該重新定義治療癲癇的方式

本綜述將會探討目前治療癲癇的手術和藥理學方法，同時對使用干細胞重新編程和重塑神經網絡以減輕癲癇負擔這一不太成熟的概念進行深入研究。

在選擇治療癲癇的藥物之前，我們應該做什么考量？

抗癲癇藥的治療目標

抗癲癇藥（ASD）的主要目標在于消除癲癇發作，同時盡量減少不良副作用。

開始藥物治療的時機

在出現兩例無誘因癲癇發作，或者一次在睡眠期間發作，或是發作時有心電圖（ECG）或磁共振成像（MRI）相關情況出現后，可考慮使用藥物。最佳做法通常是等待復發后再開啟治療，因為首次癲癇發作后馬上治療并不會改變預后情況。不過，對于發病風險較高的人群，像已確定存在結構異常、腦電圖（EEG）異常或者已有神經功能缺損的個人，則應該盡早開始治療。

選擇藥物時的考量因素

1. 個體情況相關：包括年齡、性別、現有合并癥等。
2. 發作類型相關：癲癇發作主要分為局灶性和全身性兩種類型，二者在神經學方面存在差異，特定藥物對其中一種類型的效果可能優于另一種。
3. 藥物特性相關：新一代藥物往往耐受性更好，療效與上一代藥物相近。

正確選擇治療方案的重要性及單一療法優勢

先前研究顯示，多達47%的患者在首次恰當選擇 ASD 時就能擺脫癲癇發作，所以醫生熟悉 ASD 的種類和機制，為患者選出正確的治療方案極為關鍵。單一療法（單一藥物）是最佳選擇，因為聯合療法（多種藥物）容易增加依從性差、藥物不良相互作用以及長期毒性的可能性。

聯合療法的注意事項

若需要聯合療法，醫生必須做到不開同一類藥物以避免交叉敏感性，要使用具有協同作用的組合，結合具有不同作用機制的藥物，并且依據潛在的副作用合理預測藥物劑量。

藥物引入及劑量調整、換藥情況

每種藥物應緩慢引入，劑量要逐漸增加至最大耐受劑量。倘若患者在最大耐受劑量下未獲得益處，那就應該嘗試其他一線藥物。而耐藥性癲癇被定義為對兩種經過適當選擇的ASD進行充分試驗卻失敗的情況，對于這類患者，接下來可考慮的選擇就是手術干預（圖 1）。

干細胞可以改善信號通路的這種不平衡，同時促進癲癇發作后大腦的修復。

治療癲癇的藥物有哪些？

美國食品藥品監督管理局（FDA）批準的抗癲癇藥（ASD）情況

目前FDA批準的ASD共有26種，可分為四大類。

• 適用范圍分類：
  • 有八種（苯二氮卓類、拉莫三嗪、左乙拉西坦、吡侖帕奈、苯巴比妥、托吡酯、丙戊酸鈉和唑尼沙胺）可用于治療局灶性以及最普遍性的癲癇。
  • 另外十種（布利伐西坦、卡馬西平、醋酸依斯利卡西平、加巴噴丁、拉科沙胺、奧卡西平、苯妥英、普瑞巴林、噻加賓和氨己烯酸）僅用于治療局灶性癲癇。
  • 乙琥胺僅用于失神發作，還有五種（大麻二酚、依維莫司、非氨酯、盧非酰胺和司替戊醇）用于治療特殊腦病。
• 作用機制分類：
  • 離子通道調節劑：包含對鈉、鈣和鉀通道起作用的藥物。其中鈉通道調節劑有苯妥英、卡馬西平和拉考沙胺；鈣通道調節劑是拉莫三嗪和乙琥胺。
  • 增強抑制性神經傳遞效果的藥物：例如苯巴比妥和苯二氮卓類藥物在不同位點與 GABA – A 復合物結合，非氨酯和托吡酯激活 GABA – A 受體，氨己烯酸不可逆地抑制 GABA – 轉氨酶。
  • 作用于谷氨酸以減弱興奮性神經傳遞的藥物：吡侖帕奈是唯一一種此類 ASD，不過像非氨酯和托吡酯還具有包括減弱興奮性神經傳遞在內的多種機制。
  • 新一代具有新穎機制的藥物：如左乙拉西坦和布瓦西坦能夠與突觸前囊泡上的突觸囊泡 2A（SV2A）結合，據信可調節囊泡形狀和神經遞質運輸。

選擇 ASD 時需考慮的副作用及藥物相互作用情況

• 常見副作用類型：與所有藥物一樣，選擇開具哪種 ASD 時，必須考慮潛在副作用和藥物相互作用。總共有 20% 到 50% 的使用者會出現神經、精神、認知或精神障礙，比如情緒、焦慮、注意力缺陷和偏頭痛等情況，還可能出現疲勞、頭暈、不穩和易怒等其他副作用。
• 特定藥物加重并發疾病情況：像卡馬西平和苯妥英等細胞色素 P450 ASD，可能會因高脂血癥而加重并發的冠心病和腦血管病。
• 特殊人群用藥注意事項：育齡婦女應避免使用丙戊酸，因其有致畸的潛在副作用。

對開發新ASD的展望

需要開展更多研究來開發新的ASD，以提高其治療成功率，同時減少潛在的副作用。

癲癇的外科治療

一、手術治療的有效性與利用不足現狀

1. 有效性：三項隨機對照試驗顯示手術對癲癇患者有效，且手術治療是安全的，患者術后無癲癇發作率可達 50% 至 80%。
2. 利用不足：僅有不到 1% 的癲癇患者被轉診接受手術，對手術的誤解或恐懼可能是造成這種利用不足的原因。

二、手術相關技術發展及受益患者范圍

1. 技術助力定位：隨著功能性磁共振成像（fMRI）等先進成像技術的發展，外科醫生能夠定位癲癇區域，并確定大腦相應區域手術可能導致的術后缺陷。
2. 典型及擴展受益患者：
   • 典型的手術患者是因單側海馬硬化患有顳下頜癲癇（TLE）的患者。
   • 近年來進展使得更多患者可能從手術干預中受益，比如伴有局灶性病變的顳葉癲癇、病變性顳外癲癇、半球性癲癇、伴有下丘腦錯構瘤的癡笑性癲癇患者，另外，胼胝體切開術和迷走神經刺激對患有彌漫性和多灶性癲癇的兒童也有益處。

三、不同情況患者的手術預后

1. 預后較好情況：MRI 上具有電臨床一致的結構性病變的患者預后最好，60% 至 70% 的病例癲癇發作能減少。
2. 預后較差情況：患有顳葉外病灶、局灶性至雙側強直陣攣性癲癇、影像學正常、精神合并癥以及學習障礙的患者通常手術成功率較低。

四、未來手術技術及整體建議

1. 未來技術：未來的癲癇手術包含立體定向放射外科、射頻熱凝和激光間質熱療等技術，這些領域還需更多研究，不過它們有改善手術結果、減少意外腦損傷可能性的潛力。
2. 總體建議：癲癇的手術治療目前尚未得到充分利用，但對于經過兩到三種藥物治療無效的局灶性癲癇患者，應認真考慮采取手術治療。

神經刺激干預治療癲癇的方式有哪些？

一、深部腦刺激（DBS）

1. 有效性：2010年的 SANTE 試驗中，丘腦前核（ANT）的 DBS 使癲癇發作相比對照組減少了 29%，2 年后隨訪發現癲癇發作頻率中位數減少了 56%，后續進一步研究表明刺激 ANT 可將癲癇發作減少 46% 至 90%，刺激海馬體可使癲癇發作減少 48% 至 95%。
2. 作用機制及關聯：ANT 通過乳頭丘腦束和穹窿與海馬體相連并投射到扣帶皮質和大腦皮層，參與情緒處理和癲癇發作傳播。
3. 相關問題：刺激該區域與自我報告的抑郁和主觀記憶障礙發生率較高有關，還需更多工作來闡明原因并預防。此外，像丘腦的中央核、小腦和伏隔核等其他可能的 DBS 區域尚未顯示出顯著有益結果。

二、反應性神經刺激（RNS）

1. 適用對象及原理：2013年獲批用于治療局限于一兩個病灶的無法控制的局灶性癲癇成人患者，其原理是將植入式神經刺激器連接到一根或兩根皮質條帶導線（每根含四個電極），放置在癲癇病灶處，持續監測電活動并按需提供響應性電刺激，參數根據患者需要量身定制。
2. 有效性：研究顯示癲癇發作頻率在 1 年后降低 44%，2 年后降低 53%，3 至 6 年內降低 48% 至 66%。
3. 副作用：5.4年的隨訪后最常見副作用是植入部位感染，約9%的患者出現該癥狀。

三、迷走神經刺激療法（VNS）

1. 植入方式：需要在鎖骨下植入一個脈沖發生器，并連接導線纏繞頸動脈鞘內的迷走神經。
2. 有效性：完全無癲癇發作情況少見，但 26% 至 40% 的患者癲癇發作頻率減少了 50%。

四、外部三叉神經刺激（ETNS）

1. 特點及原理：是一種新的實驗療法，屬于非侵入性神經刺激療法，通過粘性皮膚電極雙側進行。
2. 有效性及安全性：小樣本研究顯示與對照組相比，治療組癲癇發作頻率下降了 43.5%，且改善了生活質量，未增加焦慮或抑郁，也未觀察到相關不良事件，但在廣泛使用前，還需更多研究來確定其對更大人群的有效性和安全性。

干細胞治療癲癇的研究進展

干細胞在神經系統疾病中的應用是一個快速發展的領域。研究發現，干細胞對帕金森病和阿爾茨海默病等退行性疾病、中風康復和癲癇等疾病有潛在益處。干細胞存在于各種分化水平，例如多能細胞、多能細胞和寡能細胞，具有不同的發育成靶組織的潛力。它們通常可以比靶組織增殖得更頻繁，有助于受損組織的恢復。干細胞是治療癲癇的一個有吸引力的選擇，因為它們有潛力替代受損細胞、恢復認知功能和穩定局灶性電活動。

干細胞治療癲癇的優勢

• 多向分化修復受損組織：干細胞存在多種分化水平，有不同的發育成靶組織的潛力，可增殖并替代受損細胞，有助于受損組織恢復，為癲癇治療提供了新途徑。
• 改善多種癥狀：有潛力恢復患者認知功能，穩定局灶性電活動，還可避免某些刺激控制技術需實時檢測癲癇發作來傳遞治療抑制信號的問題。

干細胞治療癲癇的實驗研究

• 動物模型實驗
  • 胚胎紋狀體前體細胞移植：將從外側神經節隆起收集的胚胎紋狀體前體細胞移植到誘發癲癇持續狀態的成年大鼠體內，可在12個月內將自發性復發性重度運動性癲癇發作的頻率降低高達89%，原因可能是移植物中存在抑制性GABA能神經元能控制癲癇發作的頻率和強度。
  • GABA 祖細胞移植：移植GABA祖細胞不僅能降低腦電圖癲癇發作的頻率，還能恢復攻擊性和多動癥等行為缺陷。
  • MGE 細胞移植：將內側神經節隆起細胞移植到Stargazer小鼠的初級視覺皮層，可產生顯著的突觸后抑制電流，緩解小鼠的失神性癲癇，降低其初級視覺皮層的興奮性。
• 人類細胞實驗
  • 人類胎兒成纖維細胞：人類胎兒成纖維細胞在體外轉化為誘導神經元細胞并成熟后，移植到成年大鼠體內能保持較強的存活率，在大鼠海馬中可逐漸成熟并整合到移植部位，顯示出作為細胞替代療法潛在干細胞來源的可行性。
  • 人類脂肪干細胞提取物：在毛果蕓香堿誘發的癲癇持續狀態前給小鼠施用人類脂肪干細胞提取物，可減少誘發的異常行為，原因是細胞中含有的細胞因子和生長因子可防止神經炎癥并挽救受損神經元。
  • 人臍帶間充質干細胞：人臍帶間充質干細胞可從胎兒臍帶的華通氏膠中獲取，移植了人臍帶間充質干細胞的接受毛果蕓香堿治療的大鼠，復發性運動性癲癇發作頻率低，組織損傷少，還能糾正慢性癲癇大鼠模型中腺苷受體表達失調。

干細胞治療癲癇的臨床研究案例

2017-2024年期間共進行了干細胞治療癲癇的臨床案例

2017年，《先進醫學科學》發表了一篇“使用自體間充質干細胞治療難治性癲癇患者可降低癲癇發作頻率：一項開放標簽研究”的臨床研究。

結果表明間充質干細胞治療癲癇耐受性良好，未引起任何嚴重不良反應。癲癇發作頻率被指定為主要結果，并在1年時間點進行評估。MSC治療組10名患者中有3名達到緩解（一年以上無癲癇發作），另有5名患者對 AED 有反應，而對照組12名患者中只有2名有反應（差異顯著，P=0.0135）。

結論：?MSC具有獨特的免疫調節特性，是AED耐藥性癲癇患者細胞治療的安全且有希望的候選藥物。

2018年，《組織工程再生醫學雜志》發表了一篇“區域超選擇性動脈內注射自體骨髓單個核細胞治療內側顳葉癲癇患者的安全性和癲癇發作控制”的臨床研究。

研究表明骨髓抽吸和隨后的細胞制備后，通過選擇性大腦后動脈導管插入術將BMMC注入。對患者進行6個月的隨訪。手術安全性、癲癇發作頻率、神經心理學評估、EEG變量、常規腦磁共振成像和海馬體積測定被視為結果測量指標。報告了與手術相關的任何嚴重并發臨床事件或不良反應。未觀察到其他病變，也未觀察到顯著的海馬體積變化。

EEG記錄顯示θ活動和尖峰密度降低。6個月后，8名患者 (40%) 不再癲癇發作。隨時間推移，記憶評分顯著增加。BMMC自體移植用于治療顳葉癲癇是可行且安全的。這項新研究中實現的癲癇控制支持干細胞移植對MTLE-HS患者的治療潛力。

2021年，《臨床神經外科》雜志發表了一篇“癲癇患者單次與重復間充質干細胞治療的臨床益處”的臨床研究。

該臨床研究表明MSC注射被證明是安全的，不會引起任何嚴重的副作用。在MSC組 (n = 34) 中，61.7%的患者在6個月時對治療有反應 (p < 0.01 vs對照組，n=33)，到12個月時該數字上升到76.5%。

根據HADS和EEG，MSC組的焦慮和抑郁評分以及陣發性癲癇樣活動分別有所下降，MMSE 評分也有所改善。另一項觀察結果是，同時服用左乙拉西坦，而非其他AED，與MSC治療的成功有顯著相關性。第二療程的 MSC 治療促進了癲癇發作次數和癲癇樣EEG活動的進一步減少 (p<0.05vs單療程)。

自體間充質干細胞療法在藥物耐藥性癲癇患者中的應用顯示出顯著的抗驚厥潛力。這種效果至少持續1年，重復使用 MSCs 可帶來額外的臨床益處。

2024年，Neurona Therapeutics在2024年美國癲癇協會年會上公布積極的臨床更新：NRTX-1001細胞療法治療耐藥性癲癇試驗的新數據。

• 安全性：迄今為止，NRTX-1001在高劑量和低劑量下均具有良好的耐受性。細胞療法未引起任何不良事件
• 低劑量組：致殘性癲癇發作較基線減少中位數為92%，其中80%的受試者報告在給藥后7-12個月的主要療效評估期內癲癇發作減少>75%（n=5） 
• 高劑量組：致殘性癲癇發作較基線減少78%，其中60%的受試者報告在給藥后4-6個月內癲癇發作減少>75%（n=5）
• 持久性：接受低劑量細胞療法的前2名受試者在單次使用NRTX-1001兩年后繼續報告癲癇發作減少97%以上。
• 認知和生活質量：兩劑量組均未發現顯著的臨床損傷，部分受試者的測試分數顯著提高。
• 下一步：FDA將于2024年授予RMAT資格；計劃于2025年下半年進行關鍵試驗。

干細胞治療癲癇的機制

激活內源性神經干細胞

癲癇發作會引發大腦興奮性毒性、神經炎癥、氧化損傷及神經退行性等病理變化，這些變化會使成人海馬神經發生最初增加，進而激活通常在齒狀回中處于靜止狀態的內源性神經干細胞（NSC）。但持續升高的成人海馬神經發生最終會耗盡 NSC 池，導致神經再生能力下降，因此僅靠內源性干細胞的神經保護是不足的。

重塑異常神經回路

• 恢復抑制性 GABA 能神經元：癲癇的特點是神經元過度興奮，而干細胞可以恢復抑制性 GABA 能神經元來對抗這種過度興奮。如間充質干細胞（MSC）能遷移到大鼠海馬，通過下調 N – 甲基 D – 天冬氨酸（NMDA）受體表達和谷氨酸誘導的鈣活性來減輕癲癇發作后的谷氨酸興奮毒性，保護神經元，防止因興奮毒性導致的神經元死亡和不利于神經再生的炎癥環境。
• 補充 GABA 能中間神經元：NSC、人類胚胎干細胞（hESC）和內側神經節隆起（MGE）衍生的中間神經元前體等可補充癲癇大鼠海馬 GABA 能中間神經元。這些細胞能整合到已有的神經元網絡中，并向附近的興奮性細胞提供抑制性突觸后信號，從而減少致癇過程。

通過星形膠質細胞發揮作用

• 調節神經元穩態等：NSC 可以分化為星形膠質細胞，星形膠質細胞在調節神經元穩態、神經炎癥和突觸活動方面發揮關鍵作用，還可分泌抗驚厥保護蛋白，如膠質細胞衍生的神經營養因子（GDNF），直接減少癲癇發作。
• 抑制星形膠質增生：MSC 能抑制星形膠質增生，而星形膠質增生是對與神經炎癥相關的病理狀況的一種反應，抑制其增生有助于減輕神經炎癥等不良影響。

減輕神經炎癥和氧化損傷

癲癇發作會使活性氧（ROS）增加，導致神經元凋亡、細胞丟失和線粒體損傷，尤其是海馬CA1錐體神經元易受氧化應激。移植的MSCs可以減輕癲癇持續狀態（SE）小鼠的氧化應激和神經炎癥，其衍生的外泌體（MSC – Exo）通過核因子紅細胞2相關因子 2（Nrf2）信號傳導防止神經炎癥和氧化應激。Nrf-2作為一種抗氧化轉錄因子，可通過誘導抗氧化蛋白的表達來調節氧化還原穩態，從而減少神經炎癥并促進抗氧化活性，創造有利于組織修復的環境。

結論

干細胞治療是一個前景光明的新興領域。長期以來，癲癇一直采用藥物、手術或介入技術治療，但在新興療法中，干細胞有可能提供一種強效有效的新方法來治療這種疾病。動物模型實驗表明，干細胞移植物具有驚人的抑制主要運動、電圖和失神發作的能力，同時還表現出神經保護和再生特性。可以在 SE 發作之前和之后注射細胞，以獲得不同的神經保護效果。最近，焦點已從動物來源的細胞系轉移到使用人類來源的細胞，例如間充質細胞和成纖維細胞。已經進行了有限的人體試驗，但隨著證據的成熟，將積累的知識應用于臨床試驗中的人類將變得至關重要，以評估這種療法對人類的安全性以及這些結果在現實世界中的應用效果如何。

主要參考資料：Alayli A, Lockard G, Gordon J, et al. Stem Cells: Recent Developments Redefining Epilepsy Therapy.?Cell Transplantation. 2023;32. doi:10.1177/09636897231158967

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