干細(xì)胞治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤:20年展望

發(fā)布時間：2021-10-22 10:58:13 | 閱讀：次| 關(guān)鍵詞：

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是較致命的原發(fā)性腦腫瘤，至今仍是一種無法治愈的疾病。治療耐藥性在很大水平上歸因于治療藥物的輸送和分配的限制。在過去的20年里，大量的臨床前研究已經(jīng)證明了干細(xì)胞作為抗淋巴瘤藥物的可行性和合適性，

本文有5244個文字，大小約為23KB，預(yù)計閱讀時間14分鐘

　　膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是較致命的原發(fā)性腦腫瘤，至今仍是一種無法治愈的疾病。治療耐藥性在很大水平上歸因于治療藥物的輸送和分配的限制。在過去的20年里，大量的臨床前研究已經(jīng)證明了干細(xì)胞作為抗淋巴瘤藥物的可行性和合適性，這導(dǎo)致了臨床試驗的發(fā)展，以測試這些療法。在這篇綜述中，我們介紹和分析了這些研究，討論了其有益效果的潛在機制，并強調(diào)了實驗進(jìn)展、局限性和有希望的新治療途徑的出現(xiàn)。我們希望提高對干細(xì)胞治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的優(yōu)勢的認(rèn)識，并激發(fā)進(jìn)一步的研究，從而加速合適療法的實施。

圖1。用于治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的酶/前藥策略的作用機制。

　　治療性干細(xì)胞的開始

　　瑞士神經(jīng)學(xué)家Wilhelm His(1874)。從那時起，這些細(xì)胞的存在、特性和潛力就一直吸引著神經(jīng)科學(xué)界。20世紀(jì)中期的研究證實它們是大腦中神經(jīng)元和大膠質(zhì)細(xì)胞的來源。20世紀(jì)末，當(dāng)無數(shù)優(yōu)雅的譜系追蹤研究證明某些干細(xì)胞能夠成為并潛在地補充中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的任何細(xì)胞類型時，神經(jīng)科學(xué)家同意將這些細(xì)胞命名為“神經(jīng)干細(xì)胞”。對神經(jīng)干細(xì)胞治療各種神經(jīng)退行性疾病和中樞神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷的潛力的認(rèn)識幾乎是瞬間的。早期臨床前研究已經(jīng)證明了神經(jīng)干細(xì)胞在溶酶體貯積病中的潛在用途，亨廷頓氏病，帕金森病，多發(fā)性硬化癥，肌萎縮性側(cè)索硬化和脊髓損傷。

　　如今，超過40項臨床試驗正在測試使用神經(jīng)干細(xì)胞治療多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(clinicaltrials.gov).然而，將臨床前發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為批準(zhǔn)的療法受到了幾個障礙的阻礙。其中包括對使用胎兒來源細(xì)胞的倫理擔(dān)憂，以及在使用未經(jīng)批準(zhǔn)的干細(xì)胞干預(yù)時遇到的不良后果。干細(xì)胞療法的臨床試驗也因開發(fā)批準(zhǔn)的“現(xiàn)成”干細(xì)胞作為新的研究藥物所需的較大成本和努力而放緩，這需要科學(xué)家、臨床醫(yī)生、行業(yè)、監(jiān)管機構(gòu)和資助機構(gòu)之間建立合適的合作。

　　惡性膠質(zhì)瘤是較常見的原發(fā)性腦腫瘤，2010-2014年發(fā)病率為10萬分之六。大多數(shù)膠質(zhì)瘤(61.5%)是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)，這是較具侵襲性的形式，目前尚無治愈方法。自2005年以來，護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)(SOC)保持相對不變，包括較大順利腫瘤切除，然后是放療和化療。較近，已經(jīng)證明，在SOC中加入腫瘤治療場，通過放置在患者頭皮上的換能器陣列傳遞低強度交變電場，將原發(fā)性GBM的總生存期從16個月增加到20.9個月。雖然腫瘤治療領(lǐng)域已被美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)作為新診斷的GBM的輔助治療，但它們在臨床實踐中的應(yīng)用迄今仍然有限。診斷為GBM的患者的平均預(yù)期壽命仍然是15-17個月。

　　繼SOC之后，腫瘤不可避免地復(fù)發(fā)并發(fā)展為越來越具侵襲性的形式。GBM的復(fù)發(fā)歸因于許多因素:腫瘤的異質(zhì)性組成，使得它們難以用單一藥物靶向；阻礙藥物分布的血腦屏障和腫瘤內(nèi)異常血管化；該疾病的高度侵襲性和浸潤性，神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞在距離腫瘤體很遠(yuǎn)的地方穿透腦實質(zhì)；神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞(GSCs)的存在，也稱為腦腫瘤起始細(xì)胞或復(fù)發(fā)起始干細(xì)胞。

　　長期以來，人們一直認(rèn)為國家順利委員會在性別歧視的源頭出了問題，但這一觀點從未得到完全證實。然而，有證據(jù)表明，至少在部分腫瘤中可能是這樣。例如，已證明與腦室下區(qū)(SVZ)接觸并到達(dá)皮層的GBM在較初診斷時更可能是多灶性的和/或在復(fù)發(fā)時進(jìn)展為多灶性疾病，表明SVZ的轉(zhuǎn)化細(xì)胞(要么是神經(jīng)干細(xì)胞，要么是它們的后代)向外遷移到皮質(zhì)的機制，類似于皮質(zhì)發(fā)育過程中由放射狀膠質(zhì)細(xì)胞引導(dǎo)的神經(jīng)祖細(xì)胞的由內(nèi)向外遷移。

　　維持端粒長度所需的端粒酶活性是干細(xì)胞區(qū)室和癌細(xì)胞的特征，具有促進(jìn)細(xì)胞存活和增殖的重要功能[30].的啟動子中的種系和體細(xì)胞突變端粒酶催化亞基基因?qū)е略黾佣肆Ｃ复呋瘉喕鶈幼踊钚裕⑶医?jīng)常在許多實體癌中觀察到，包括主要在成人中的原發(fā)性腦腫瘤[31,32].一項支持神經(jīng)干細(xì)胞可能代表GBM起源細(xì)胞的令人信服的研究分析了30例GBM和其他原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性腫瘤患者腫瘤和無瘤SVZ以及正常腦中存在的突變數(shù)量。作者報道，42.3%的患者在的編碼區(qū)或啟動子區(qū)至少有一個體細(xì)胞突變端粒酶催化亞基腫瘤和無腫瘤的SVZ共享。一些GBM患者(5/16)的無瘤SVZ也含有通常在GBM中發(fā)現(xiàn)的驅(qū)動突變(在TP53,抑癌基因,腎小球濾過率和RB1)，約為匹配腫瘤的1%。SVZ的突變局限于GFAP+星形膠質(zhì)細(xì)胞樣干細(xì)胞，表明SVZ神經(jīng)干細(xì)胞和大部分腫瘤細(xì)胞之間的譜系關(guān)系，支持神經(jīng)干細(xì)胞是GBM起源的假設(shè)，至少在一些患者中是這樣。端粒酶催化亞基啟動子突變是本研究中發(fā)現(xiàn)的較常見的突變，也在正常腦組織中發(fā)現(xiàn)，盡管頻率低于無腫瘤的SVZ。

　　多年來，我們對構(gòu)成神經(jīng)干細(xì)胞——即能夠自我更新并產(chǎn)生分化神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)的細(xì)胞——的理解不斷發(fā)展。在發(fā)育過程中，腦室區(qū)和SVZ的放射狀膠質(zhì)細(xì)胞是生長大腦中全部神經(jīng)元和大膠質(zhì)細(xì)胞的起源。在成人大腦中，神經(jīng)源性區(qū)域存在于SVZ和海馬的顆粒下區(qū)域，其中神經(jīng)干細(xì)胞由不同的星形膠質(zhì)細(xì)胞代表:SVZ的B細(xì)胞和海馬的放射狀星形膠質(zhì)細(xì)胞。神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生中間祖細(xì)胞，中間祖細(xì)胞進(jìn)一步分裂產(chǎn)生神經(jīng)干細(xì)胞和少突膠質(zhì)前體細(xì)胞。NPC也是多能祖細(xì)胞，可增殖，但自我更新能力更有限，可分化成至少兩種不同的細(xì)胞譜系。重要的是，當(dāng)被培養(yǎng)時在試管內(nèi)使用神經(jīng)球測定法，在補充有表皮生長因子和FGF的無血清培養(yǎng)基中，來自一個神經(jīng)干細(xì)胞的神經(jīng)球是神經(jīng)干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞的異質(zhì)群體，可產(chǎn)生神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。

　　有趣的是，較近一項使用單細(xì)胞RNA測序(scRNA-Seq)從11名患者收集的GBM樣本的研究確定了一個具有高侵襲潛力的放射狀膠質(zhì)細(xì)胞亞群，該亞群也含有GSC遺傳標(biāo)記，并顯示了發(fā)育放射狀膠質(zhì)細(xì)胞的有絲分裂體細(xì)胞易位表型特征。這是否反映了GBMs的潛在來源于癌變過程中重新激活的停滯胚胎組織很難說；盡管如此，這些發(fā)現(xiàn)支持了惡性腫瘤利用發(fā)育機制來促進(jìn)生長和侵襲的觀點。這項研究，以及其他較近使用強大的scRNA-Seq技術(shù)的研究，強調(diào)了GBMs的較大異質(zhì)性和GSC標(biāo)記的廣泛表達(dá)。比較富含GSC的原代GBM細(xì)胞和人胎腦NPCs的scRNA-Seq信號，Couturier以及其他人。描述了一個保守的神經(jīng)三線性GBM層級，該層級以膠質(zhì)祖細(xì)胞(較具化學(xué)抗性和致瘤性的細(xì)胞)為中心，反映了正常腦發(fā)育中祖細(xì)胞的層級。

　　核動力源的一個決定性特點是它們能夠遠(yuǎn)距離遷移。CXCL12趨化因子及其同源信號受體CXCR4，較初被鑒定為調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞運輸?shù)姆€(wěn)態(tài)趨化因子/受體復(fù)合物，激活驅(qū)動發(fā)育中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中NPC遷移的主要信號通路之一，并指導(dǎo)GSCs的遷移。CXCL12在SVZ高度表達(dá)和骨髓造血干細(xì)胞小生境中，在那里它促進(jìn)原始造血細(xì)胞的遷移。腫瘤內(nèi)CXCL12的產(chǎn)生因缺氧和輻射而增加。在假帕利沙司(世衛(wèi)組織四級GBM的一個標(biāo)志性組織學(xué)特征)中也發(fā)現(xiàn)了高水平的CXCL12，這些區(qū)域也含有GSCs。因此，GSCs和NSCs具有共同的遷移行為，這至少部分歸因于它們對CXCL12趨化性的反應(yīng)。

　　移植到大腦中的嚙齒類神經(jīng)干細(xì)胞表現(xiàn)出內(nèi)在的遷移行為，遵循發(fā)育途徑。人類神經(jīng)干細(xì)胞的行為類似。當(dāng)從15周大的人類胎兒的腦室周圍端腦區(qū)產(chǎn)生并通過用v-myc進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)而永生化的hNSCs被注射到新生小鼠的側(cè)腦室中時，它們在嘴側(cè)遷移流中加入遷移的內(nèi)源性小鼠神經(jīng)母細(xì)胞并分化成嗅覺神經(jīng)元。根據(jù)移植部位的不同，植入的神經(jīng)干細(xì)胞也可分化為少突膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞或小腦顆粒細(xì)胞，證明了它們的多能性。有趣的是，觀察到雖然永生化的神經(jīng)干細(xì)胞增殖良好在試管內(nèi)，一旦移植到小鼠大腦中，它們的v-myc表達(dá)下調(diào)，細(xì)胞停止分裂。這種行為的潛在原因尚不清楚，但被認(rèn)為是在分化過程中誘導(dǎo)有絲分裂停滯的正常發(fā)育機制的結(jié)果。對小鼠永生化神經(jīng)干細(xì)胞進(jìn)行了類似的觀察。

　　考慮到迫切需要找到更好的腫瘤內(nèi)分布治療藥物的策略，科學(xué)家在GBM小鼠模型中測試了永生化的神經(jīng)干細(xì)胞。優(yōu)雅地證明了當(dāng)小鼠神經(jīng)干細(xì)胞(來自4日齡小鼠小腦的C17.2細(xì)胞v-myc)被注射到腫瘤中或距腫瘤距離處(在對側(cè)半球、腦室內(nèi)或靜脈內(nèi))，在全身給藥后，它們變得廣泛分布于整個腫瘤中，盡管功效較低。神經(jīng)干細(xì)胞也向腦實質(zhì)深處的侵襲性神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞流遷移。當(dāng)細(xì)胞被轉(zhuǎn)導(dǎo)表達(dá)一種治療酶時，這種向腫瘤遷移的行為沒有改變，這為神經(jīng)干細(xì)胞有可能在GBM中遞送治療劑的原理提供了證據(jù)。

　　用于治療腦腫瘤的干細(xì)胞的起源

　　除了神經(jīng)干細(xì)胞外，間充質(zhì)干細(xì)胞和誘導(dǎo)的神經(jīng)干細(xì)胞，來源于多能干細(xì)胞或體細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化，顯示出向腫瘤的行為，并廣泛分布于顱內(nèi)膠質(zhì)瘤。許多臨床前試驗已經(jīng)測試了這些細(xì)胞在整個腫瘤中分布和遞送多種治療劑的能力:生物活性蛋白質(zhì)、病毒、細(xì)胞因子、抗體、毒素或納米顆粒。這些研究中的大部分測試了人類干細(xì)胞的使用，盡管一些使用了嚙齒動物干細(xì)胞。較常用的是永生化的人神經(jīng)干細(xì)胞，其次是來源于骨髓、脂肪組織、臍帶或羊水的間充質(zhì)干細(xì)胞，一項研究使用了來自成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化的間充質(zhì)干細(xì)胞。嚙齒類動物干細(xì)胞的應(yīng)用也類似。有趣的是，除了一項關(guān)于人類神經(jīng)干細(xì)胞的研究之外，全部的研究都使用了從胎兒大腦中獲得的細(xì)胞v-myc癌基因。轉(zhuǎn)導(dǎo)v-myc允許輕松、長期在試管內(nèi)在血清存在下繁殖并阻止這些細(xì)胞的終末分化。

　　HB1。F3細(xì)胞系來源于妊娠15周的人類女性胎兒的端腦。細(xì)胞較初在添加了5%馬血清的杜爾貝科改良Eagle培養(yǎng)基中的多聚賴氨酸包被的組織培養(yǎng)板上繁殖，并用編碼復(fù)制不全的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體轉(zhuǎn)導(dǎo)v-myc。將成功轉(zhuǎn)導(dǎo)的細(xì)胞以克隆密度鋪板，并選擇幾個克隆，包括HB1。F3。HB1。F3細(xì)胞被轉(zhuǎn)導(dǎo)表達(dá)胞嘧啶脫氨酶(CD)，生成HB1。F3.隨后被廣泛鑒定并被美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)用于臨床試驗的鎘細(xì)胞系。HB1。F3.CD細(xì)胞在含有10%胎牛血清的培養(yǎng)基中容易繁殖。早期實驗表明HB1。F3細(xì)胞表達(dá)NES和ABCG2轉(zhuǎn)運蛋白，暴露于5%牛血清后分化為表達(dá)神經(jīng)絲(NF-L、NF-M和NF-H)的神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞(表達(dá)GFAP)和少突膠質(zhì)細(xì)胞(表達(dá)MBP)。使用的其他hNSC系是來源于妊娠10周胎兒中腦(ReNCell VM)或14周胎兒皮質(zhì)(ReNCell CX)的ReNCell系，在補充有EGF和FGF的無血清確定的NSC培養(yǎng)基中在層粘連蛋白包被的平板上擴增[63].細(xì)胞也用逆轉(zhuǎn)錄病毒編碼永生化v-myc(遠(yuǎn)程虛擬機)或原癌基因(CX)并且目前已經(jīng)上市。神經(jīng)細(xì)胞在生長因子撤退時分化為表達(dá)TUBB3的早期神經(jīng)元，表達(dá)th的多巴胺能神經(jīng)元，GFAP+表達(dá)GALC的星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。盡管表達(dá)了真菌學(xué)癌基因，這些細(xì)胞在實驗動物的大腦中或在臨床試驗中沒有顯示出產(chǎn)生腫瘤，并且它們中的大多數(shù)不會在大腦中持續(xù)存在。HB1的分化潛能。F3.較近沒有測試CD線；盡管如此，它在GBM試驗中被證明是順利合適的。

　　用于治療GBM的神經(jīng)干細(xì)胞的主要功能是向腫瘤深處遷移并遞送治療劑。已經(jīng)證明，來自小鼠和人中樞神經(jīng)系統(tǒng)不同部分的神經(jīng)干細(xì)胞具有不同的增殖和分化潛能，并表達(dá)對其來源區(qū)域特異的轉(zhuǎn)錄因子。然而，也有報道稱，在培養(yǎng)時，表明神經(jīng)干細(xì)胞位置同一性的許多轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)下調(diào)或丟失，這些變化改變了這些細(xì)胞的分化潛能。這種變化很可能也會影響用于GBM的神經(jīng)干細(xì)胞的功能方面；在這個方向上嚴(yán)格的機制研究可能會導(dǎo)致提高治療性神經(jīng)干細(xì)胞效率的發(fā)現(xiàn)。

　　間充質(zhì)干細(xì)胞是能夠分化為來源于胚胎中胚層的組織的細(xì)胞，如脂肪組織、軟骨、骨和肌肉。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以在各種各樣的組織中找到。治療性MSCs來源于骨髓、脂肪組織、臍帶血甚至胎盤，具有豐富、易分離和繁殖的優(yōu)點；它們還具有很高的向腫瘤遷移的潛力，可以供體匹配。一些研究報告稱，未經(jīng)修飾的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以促進(jìn)其他癌癥的腫瘤生長。然而，迄今為止，使用骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療GBM的臨床前研究尚未報告腫瘤形成。

　　與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞相比，神經(jīng)干細(xì)胞似乎更適合在整個腦腫瘤中分布和遞送溶瘤病毒[70].HB1。在這個過程中，鎘細(xì)胞比人細(xì)胞更合適。這種治療優(yōu)勢的潛在機制至今尚未被探索。令人遺憾的是，作者沒有具體說明所用的神經(jīng)細(xì)胞是中腦源性的還是皮質(zhì)源性的(神經(jīng)細(xì)胞-VM或神經(jīng)細(xì)胞-CX)。

　　iNSCs由體細(xì)胞通過特異性轉(zhuǎn)錄因子的瞬時表達(dá)而轉(zhuǎn)分化產(chǎn)生，可來源于患者自身細(xì)胞，從而避免潛在的免疫反應(yīng)，如使用同種異體NSCs時可能會遇到的情況。小鼠和人胰島素樣生長因子受體細(xì)胞都已被證明在GBM的臨床前研究中是合適的。治療性神經(jīng)干細(xì)胞的主要順利性問題是其誘導(dǎo)腫瘤形成的潛力，特別是當(dāng)植入已建立腫瘤的患者的大腦中時，這些腫瘤產(chǎn)生允許腫瘤生長的微環(huán)境。在同基因小鼠模型中證明，iNSCs在這方面是順利的，并且不誘導(dǎo)腫瘤形成，不像誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞那樣產(chǎn)生侵襲性的致命腫瘤。iNSCs還沒有在臨床上進(jìn)行過GBM測試?？紤]到GBM的快速發(fā)展，人們擔(dān)心這種方法是否允許及時和深入的質(zhì)量和順利性分析，以驗證和擴大自體胰島素樣生長因子至治療所需的必要數(shù)量，盡管這種努力有相關(guān)的成本。盡管如此，體細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化可能是藥物遞送的有力工具。如果在iNSCs中發(fā)現(xiàn)并設(shè)計促進(jìn)較佳NSC遷移和腫瘤內(nèi)分布的因素，并對其進(jìn)行多方位的表征和測試，則可大大擴展NSC治療工具箱。較近發(fā)表的一篇綜述中描述了生成胰島素樣生長因子的詳細(xì)策略。

　　為了臨床應(yīng)用和獲得美國食品和藥物管理局的批準(zhǔn)，每個新建立的干細(xì)胞系都需按照良好的生產(chǎn)規(guī)范進(jìn)行制備，并且需要根據(jù)良好臨床規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廣泛的順利性和治療性測試。當(dāng)不遵循嚴(yán)格的程序?qū)嵺`時——就像一些針對各種情況進(jìn)行未經(jīng)證實的干細(xì)胞干預(yù)的營利性診所的情況一樣——并且在缺乏監(jiān)管的情況下(就像在一些國家遇到的情況一樣),施用干細(xì)胞會導(dǎo)致并發(fā)癥，包括腫瘤形成、栓塞、視力喪失、感染事件、自身免疫反應(yīng)、中風(fēng)、腦出血甚至死亡。

　　為了確保干細(xì)胞治療的順利性，確定干細(xì)胞一旦被輸送后會發(fā)生什么至關(guān)重要。如上所述，早期的研究已經(jīng)追蹤了神經(jīng)干細(xì)胞進(jìn)入大腦后的命運，證明了它們分化為神經(jīng)、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞譜系的能力。用...永垂不朽的神經(jīng)干細(xì)胞v-myc來源于人類或小鼠的，增殖良好在試管內(nèi)但是一旦被移植到大腦中就停止了分裂，這可能是由于誘導(dǎo)分化的發(fā)育線索。HB1治療患者的腦組織分析。F3.CD細(xì)胞還表明，在大腦中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)干細(xì)胞沒有增殖。不幸的是，較近的研究沒有系統(tǒng)地分析分布在腫瘤動物大腦中的干細(xì)胞的表型。對于大多數(shù)采用的策略，治療性干細(xì)胞參與了自殺任務(wù)，并在運送貨物后死亡。

　　當(dāng)使用被設(shè)計成分泌不影響其生存能力的細(xì)胞因子、抗體或毒素的細(xì)胞時，注射干細(xì)胞的命運更加相關(guān)。描述骨髓iNSCs命運的為數(shù)不多的研究之一表明，當(dāng)這些BM-NSCs-IL-23細(xì)胞被注射到荷瘤小鼠的大腦中時，可以表達(dá)神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞或少突膠質(zhì)細(xì)胞特異性標(biāo)記物(分別為TUBB3、GFAP和MYELIN),表明它們分化為各自的譜系。至關(guān)重要的是，未來的研究應(yīng)更加嚴(yán)格和一致地解決治療性干細(xì)胞的表型和命運，特別是在使用間充質(zhì)干細(xì)胞時，間充質(zhì)干細(xì)胞是一種定義相當(dāng)松散的細(xì)胞群，以各種方式來源于不同的組織。缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的方案和方法來表征治療性干細(xì)胞可能會導(dǎo)致治療失敗，并降低對這一有前途的策略的信心。事實上，由于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能夠促進(jìn)和控制腫瘤生長，因此被稱為“雙刃劍”。越來越多的科學(xué)家指出，有必要完全描述這一異質(zhì)細(xì)胞群體的特征，并為骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的衍生和使用建立黃金標(biāo)準(zhǔn)——研究人員、臨床醫(yī)生和工業(yè)界共享的標(biāo)準(zhǔn)——以允許不同研究之間的適當(dāng)比較和科學(xué)進(jìn)步。

　　干細(xì)胞給藥途徑

　　基于干細(xì)胞的GBM治療中的一個重要參數(shù)是給藥途徑，其需被設(shè)計成確保足夠的細(xì)胞能夠到達(dá)腫瘤并提供治療益處。局部給藥是所采用的優(yōu)選方法，較常見的是在臨床前(補充表1)和臨床研究。腦室內(nèi)給藥也已被證明可導(dǎo)致干細(xì)胞良好的瘤內(nèi)分布。對小鼠腦室給藥后神經(jīng)干細(xì)胞分布的定量分析和三維重建表明，即使是位于不同半球的多灶性腫瘤，這些細(xì)胞也能合適地向腫瘤遷移[83].神經(jīng)干細(xì)胞傾向于位于腫瘤邊緣，但也存在于腫瘤重要。一些細(xì)胞聚集在心室中，這被認(rèn)為是由于注射的速度或細(xì)胞懸液過于濃縮[83].干細(xì)胞的腦室給藥給這種治療方式帶來了幾個優(yōu)點，通過克服密集細(xì)胞環(huán)境的空間限制，允許劑量增加，通過放置微創(chuàng)腦室導(dǎo)管(一種常見的神經(jīng)外科手術(shù))重復(fù)給藥，以及在腦脊液中給藥的神經(jīng)干細(xì)胞的生存能力可能增加。

　　在GBM小鼠模型中，已經(jīng)系統(tǒng)地量化了靜脈內(nèi)或顱內(nèi)給予越來越多的細(xì)胞后神經(jīng)干細(xì)胞在腫瘤中的分布[84].如前所述，該分析顯示，較高劑量的神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生較好的腫瘤覆蓋率，但僅達(dá)到一個點，之后腫瘤中實際存在的神經(jīng)干細(xì)胞百分比隨著顱內(nèi)和靜脈給藥途徑而下降。作者認(rèn)為限速因素可能是腫瘤依賴性的或與給藥技術(shù)有關(guān)；高密度的細(xì)胞可能導(dǎo)致聚集或存活率降低，從而限制腫瘤內(nèi)的遷移和分布。還發(fā)現(xiàn)，較大的腫瘤吸引了更多的細(xì)胞，這可能是由于趨化腫瘤衍生的細(xì)胞因子。全身靜脈給藥需要比顱內(nèi)注射多約10倍的神經(jīng)干細(xì)胞才能達(dá)到相同的腫瘤覆蓋程度，當(dāng)治療細(xì)胞數(shù)量有限或生產(chǎn)成本高時，需要仔細(xì)考慮這一要求。

　　干細(xì)胞局部給藥進(jìn)入大腦是侵入性的，重復(fù)給藥可能導(dǎo)致并發(fā)癥。治療性干細(xì)胞非侵入性給藥的一種有吸引力的替代途徑是鼻內(nèi)給藥，這種方法利用了鼻粘膜的解剖和生理特性，允許沿著嗅覺或三叉神經(jīng)并通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的血管周圍途徑進(jìn)行運輸，避免了BBB施加的運輸限制和全身給藥后治療性細(xì)胞的清除。多年來，這種方法已在多項研究中建立并得到優(yōu)化，在臨床前腦腫瘤模型中顯示出有希望的結(jié)果，盡管其療效不如其他給藥途徑。

　　另一種新興的輸送干細(xì)胞治療腦腫瘤的策略是動脈內(nèi)途徑。靜脈注射干細(xì)胞的一個限制是大部分細(xì)胞滯留在肺部，降低了治療效果。動脈內(nèi)給藥可以克服這一限制，特別是當(dāng)使用血管內(nèi)選擇性動脈內(nèi)技術(shù)，緊密靶向腫瘤部位時[91].載有卵巢顆粒并經(jīng)頸動脈給藥的間充質(zhì)干細(xì)胞成功地用于GBM的臨床前模型[92]并且目前正在使用條件復(fù)制溶瘤腺病毒Delta24-RGD(NCT03896568,補充表2).這種策略利用了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的腫瘤傾向性，這限制了病毒向其他器官的傳播，也利用了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞穿越血腦屏障并在腫瘤中廣泛分布的能力。

　　治療策略及其作用機制

　　一個使用干細(xì)胞治療惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤的臨床前研究出現(xiàn)在20年前，測試了四種不同的治療策略:酶/前藥OV，細(xì)胞因子療法和促凋亡分子的遞送。如今，這些機制仍在測試、優(yōu)化、微調(diào)，并與其他治療方式相結(jié)合，以克服局限性并提高療效。使用裝載OVs的神經(jīng)干細(xì)胞或遞送酶進(jìn)行腫瘤內(nèi)前藥轉(zhuǎn)化的試點/可行性和一階段臨床試驗正在進(jìn)行中。生物工程技術(shù)的較大進(jìn)步開辟了令人興奮的新治療途徑，產(chǎn)生了可與嗜神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞結(jié)合用于藥物輸送的納米粒子和納米棒，以及靶向光熱消融療法。我們在以下章節(jié)中描述了這些研究，強調(diào)了實驗進(jìn)展、局限性和將這些策略轉(zhuǎn)化為臨床的努力。

　　酶/前藥策略中的干細(xì)胞

　　用于癌癥治療的酶/前體藥物策略長期以來一直致力于人為地對腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生選擇性和局部細(xì)胞毒性，而不傷害正常細(xì)胞[96].較廣泛使用的組合是單純皰疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)與更昔洛韋(GCV)和細(xì)菌CD與5-氟胞嘧啶(5-FC)。HSV-TK酶將GCV轉(zhuǎn)化為GCV單磷酸，再被磷酸化為GCV三磷酸，這是一種有毒的抗代謝物，會錯誤地?fù)饺氲紻NA中，導(dǎo)致分裂細(xì)胞死亡。缺乏單純皰疹病毒-TK的細(xì)胞仍然可以通過一種被稱為“旁觀者效應(yīng)”的現(xiàn)象作為凋亡的目標(biāo)，這種現(xiàn)象需要活性藥物通過間隙連接從鄰近細(xì)胞中轉(zhuǎn)運，從而增強細(xì)胞毒性反應(yīng)。類似地，細(xì)菌酶CD能夠?qū)o毒的前藥5-FC轉(zhuǎn)化為強大的細(xì)胞毒性化合物5-氟尿嘧啶(5-FU)，其主要控制DNA復(fù)制所需的胸苷的產(chǎn)生，從而殺死暴露于其的分裂細(xì)胞。使用病毒載體的酶/前藥基因治療策略已經(jīng)被廣泛探索用于治療GBM超過40年，但是仍然面臨許多挑戰(zhàn)，主要涉及病毒在腫瘤中的分布。神經(jīng)干細(xì)胞的高度遷移能力及其在整個腫瘤和腫瘤衛(wèi)星中分布的能力可能有助于好轉(zhuǎn)這種治療策略。

　　一個新興的治療GBM的令人興奮的領(lǐng)域是基于干細(xì)胞通過外泌體遞送蛋白質(zhì)和核酸的能力。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞是已知的外泌體較多產(chǎn)的細(xì)胞類型。來自基因工程骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的外泌體已被用于向神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞遞送前藥、微小核糖核酸或腫瘤控制劑在活生物體內(nèi)和在試管內(nèi)，證明治療效果。用產(chǎn)生外泌體的改良干細(xì)胞治療就地可以通過逃避肝和腎清除并允許外泌體在整個腫瘤中的好轉(zhuǎn)歸巢和分布來提供增強的功效。