干细胞研究深度文章汇总Word下载.docx

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中图分类号R817.4　文献标识码A

ProgressofPETimaginginthestudyofneuralstemcelltransplantationtreatingParkinson’sdisease

TanHai-boLiuXing-dang

（Departmentofnuclearmedicine，HashanHospital，Fudanuiversity，Shanghai200040，China）

AbstractPETimaginghasimportantvalueinthestudyofneuralstemcelltransplantationtreatingParkinson’sdisease,especialintheevaluationoftheeffect,thestudyoftreatingmechanismsandthecomparationofeffectindifferenttransplantationplaces.PETimagingasanon-invasivemethodpalysamoreandmoreimportantroleinthestudyofneuralstemcelltransplantationtreatingParkinson’sdisease.

KeyWordsPET；

Parkinson’sdisease；

stemcell；

transplantation

帕金森病（Parkinson’sdiseasePD）是一种人类常见的中枢神经系统退性行疾病，主要病理变化是黑质的多巴胺神经元损伤。

PD在老年人口中发病率大概为1％，目前的治疗手段，如服用左旋多巴胺，虽可改善PD患者的早期症状，但是它并不能阻止PD晚期纹状体内多巴胺神经元的进行性减少，而且随着时间的延长效果逐渐下降且不良作用越来越强。

为解决该问题，近年来开始尝试用神经干细胞治疗PD。

同时PD也是干细胞移植的最佳适应症之一[1]。

自从1988年开展第一例人胚胎中脑移植治疗原发性帕金森病手术以来[2]，至2000年，就已经有250多例原发性和神经毒素引起的帕金森病患者做了该项手术。

同时随着干细胞移植术由动物实验阶段向临床应用阶段的转移，PET做为一种无创伤的评价干细胞移植疗效的有效手段，它的作用日益突出。

1干细胞移植治疗帕金森病的进展

干细胞的基础和应用研究是目前医学界最热门的的课题之一，也是进展最为迅速的一个领域。

干细胞体外培养技术的建立[3]、成体干细胞横向分化能力的发现[4]。

都为干细胞移植治疗PD提供了有力的技术支持。

目前最常用的是胎儿中脑细胞移植，用于移植的细胞取自胚胎发育期中脑腹侧（含黑质），此时黑质多巴胺神经尚具有分化潜力。

将9～12周的人胎儿黑质多巴胺神经元移植到PD患者的纹状体后，移植的胎儿细胞将与患者失去神经支配的纹状体神经元（正常靶神经元）建立突触联系，从而可为黑质多巴胺神经元退化的PD病人提供一个比口服左旋多巴更持久、更接近生理条件的神经递质来源。

在猴和鼠的的研究中都证明了移植后的神经元可自然存活，并在它们新生出轴突所抵达部位合成多巴胺，恢复递质的运输、释放，并伴有行为学改善[5,6]。

同时有研究表明：

将A9多巴胺神经元植入患者豆状核比植入A10多巴胺神经元更有利于改善患者症状，并且副作用也较少[7]。

随着研究的深入，用于治疗PD的干细胞来源可以变的十分广泛，并不一定局限于胎儿中脑的神经干细胞，已有研究成功地使用脐血干细胞治疗了PD动物，并且脐血干细胞不易引起异体排斥反应。

2PET在神经干细胞移植治疗PD患者研究中的应用

2.1治疗效果评价

核素功能显像除了广泛用于PD的早期诊断、鉴别诊断以及病情进展的观察外[8]，目前已开始用于评估PD患者干细胞移植后的疗效以及了解干细胞的存活和功能状况。

目前有许多核素标记的显像剂可用于了解移植后干细胞的活性和功能监测，如18F-fluorodopa、76Br-FE-CBT、11C-DTBZ（dihydrotetrabenazine）、125I-β-CIT（2beta-carboxy-methoxy-3beta－4-iodophenyl-tropane）。

18F-fluorodopa是目前最常用的一种，有研究表明，PD患者行干细胞移植术后，豆状核的18F-fluorodopa摄取量（Ki）的变化与患者临床变化相一致[9]。

18F-fluorodopa-PET显像不仅能反应PD患者纹状体内的多巴胺能神经的解剖变化[10]，并且能反映多巴胺能神经末梢突触前膜的功能以及多巴胺在神经末梢处的运输和储存量的变化[11]。

在一般情况下，当移植成功时18F-levodopa的摄取会增加，并且当移植的疗效越好、移植的组织量越大，它的摄取值也就越高[12]。

有人报道，通过死检发现纹状体18F-dopa的摄取量（Ki）与黑质多巴胺能细胞密度相关[13]。

KordowerJH等[14]通过病理学资料证实，18F-fluorodopa摄取变化与胚胎多巴胺神经元的存活和生长有关。

通过毁损猴的黑质，然后用18F-dopaPET研究证实Ki值与纹状体的多巴胺水平、酪氨酸羟化酶及多巴胺脱羧酶的活性、黑质细胞数量呈显著相关[15]。

但是YeeRE和他的同事研究同样发现纹状体Ki值与纹状体和黑质的多巴胺水平及多巴胺脱羧酶的活性相关，但是与黑质细胞数量的相关性较差[16]。

PateBD等认为，这可能与在实验中对动物毁损较轻有关[15]。

为了判断胚胎干细胞移植治疗PD的疗效，FreedCR[17]随机抽取40名PD晚期患者，然后对他们实施神经干细胞移植术或虚拟手术，术后用双盲法观察一年。

在手术前后12月进行18F-fluorodopaPET显像，同时根据临床表现进行统一帕金森病评定表（UPDRS）评分。

PET显像结果显示：

手术后一年移植组18F-fluorodopa摄取量显著增加（从基线起，百分比变化为40±

42；

P<

0.001），而虚拟手术组无显著改变（-2％±

17%;

P=0.40），移植组中年轻组（≤60岁）与年老组18F-fluorodopa摄取增加量相似。

经数据分析得出移植组的18F-fluorodopa摄取量与虚拟手术组相比存在显著性差异（P<

0.001）。

这一点与两组UPDRS评分基本一致。

由上可见，尽管18F-dopaPET在评估黑质多巴胺细胞数量上精确性不是很强，但是仍然是在活体中测量多巴胺水平、多巴胺脱羧酶的活性、评判治疗效果的有效手段。

2.218F-dopa摄取量与PD患者干细胞移植后疗效相关性的研究

18F-fluorodopa虽然已经被广泛用于判断移植干细胞的活性，但是18F-fluorodopa摄取量与PD患者干细胞移植后疗效相关性的研究目前还很少，RemyP等[9]在这方面做了有益的探索，他对行干细胞移植的PD患者分别于移植前1～6个月及术后第3、6、12个月做PET显像，显像前所有的患者停多巴胺类药物至少12h。

使用MRI的解剖图像来决定PET的感兴趣区，这种方法使他能在同一解剖位置使用同一感兴趣区来分析受试者的PET图像资料。

研究结果表明：

（1）PD患者手术后豆状核的平均Ki值较术前显著增加（0.0034±

0.0010vs0.0023±

0.0003min-1,P<

0.05,df=4），其中两名患者在移植后18个月及24个月做PET检查时发现Ki值在继续升高。

（2）Ki值与患者每天处于“开”的状态的时间呈正相关（df=15,r=0.673）。

回归曲线表明，当患者处于100％的“开”的状态时，相应的Ki值接近与0.0060min-1.，RemyP等通过对患者的临床评分和Ki值联合分析发现，当患者的Ki值的变化达到两个标准差时，干细胞移植会达到良好的治疗效果。

2.3干细胞移植治疗PD机理的研究

CochenV等[18]认为，虽然18F-fluorodopa已经广泛应用，但是它不能将多巴胺神经末梢密度的变化和多巴胺脱羧酶活性的变化区分开来[19],因此需要用一种高度特异的多巴胺转运蛋白结合剂来评估移植后多巴胺神经密度的变化。

以此来明确干细胞移植治疗机理。

他对六位行胚胎中脑细胞移植的PD患者，分别于移植前3～6个月和移植后6～24个月进行了18F-fluorodopa及76Br-FE-CBT（fluorethyl-methyl-2beta-carboxymethoxy-3beta－4-bromophenyl-tropane，一种特异性DAT结合剂）PET显像，结果显示：

移植后，一名患者移植侧的豆状核18F-fluorodopa标准化摄取常数值从32.3％±

9.7%显著增加到42.0％±

10.1%（P<

0.05）,该值在每个移植后的豆状核的增加量与注入的胚胎细胞量相关（r=0.47,P<

0.05）。

其中两名患者，其未进行移植术的一侧豆状核的18F-fluorodopa标准化摄取常数值分别从0.30降至0.18以及从0.51降至0.30。

但是76Br-FE-CBTPET显像表明，移植术后的豆状核的结合量并没有显著增加（基线结合量为0.25±

0.05;

移植后结合量为0.27±

0.07）.未行移植术的豆状核结合量同样未见显著增加（一号和五号患者显像结果显示，它们的结合量手术前为0.21和0.33；

手术后为0.23和0.30）。

CochenV认为，尽管患者18F-fluorodopa摄取显著增加，然而患者的豆状核多巴胺转运蛋白的配体结合并没有变化，这表明胚胎移植的价值更多的是在于能增加多巴胺能神经的活动，而不是促进了患者纹状体内的神经分布。

同时他认为PD患者移植后临床变化和18F-fluorodopa摄取量的变化与输入的中脑腹侧的细胞（含黑质）量相关。

2.4不同移植部位疗效的比较

18F-fluorodopaPET显像除可用于干细胞移植后的疗效观察外，还可作为评定不同部位移植疗效的手段。

WenningGK等[20]通过PET显像发现，与豆状核移植相比，移植在尾状核的胚胎干细胞未见明确的存活和生长迹象。

与未植入胚胎干细胞的尾状核的18F-fluorodopaKi值下降18％相比，在移植后的8至12个月期间，植入胚胎干细胞的尾状核18F-fluorodopa的Ki值未见明显增加（6％）。

并且两者的18F-fluorodopaKi比值未见变化（5％）。

WenningGK认为，可能与豆状核植入的胚胎干细胞的量相关，由于植入尾状核的植入量相对较少，进而存活的多巴胺神经元数量不足；

另外他认为与尾状核相比，豆状核可能更适合多巴胺神经元生长（由于血供的差异）。

另外研究表明，黑质多巴胺神经元移植到基底神经节外或非多巴胺神经元移植到纹状体均无疗效[21]。

3目前存在的问题

在一般情况下，移植成功时，18F-fluorodopa摄取量会增加。

但是有时两者并不一致。

SchumacherJM等[22]对12例移植了猪腹侧中脑的晚期帕金森病患者，进行了为期12个月的跟踪调查，并以临床体检、MRI、18F-levodopaPET显像做为评估疗效的手段。

结果显示：

在“关”的状态下，12名患者总的UPDRS