異體臍帶間質基質細胞改善脊髓脊膜膨出產前手術修補後的動作功能：羊模型研究摘要

主要要點與發現：

這項臨床前研究是在胎羊身上進行的，沒有治療任何孩子。巴黎一個正準備在脊髓脊膜膨出產前手術修補中加入臍帶間質基質細胞（UC-MSC）的法國團隊，在修補胎羊時，把一片帶有捐贈羊UC-MSC的纖維蛋白貼片放在外露的脊髓上。以細胞貼片修補的小羊，和以同樣但不含細胞的貼片修補的小羊比較。

出生後一天，接受細胞的小羊動作較好，沒有一隻漏尿，在顯微鏡下脊髓中大型神經細胞較多，瘢痕組織也少得多。這些差異都達到統計顯著。其他指標，包括神經傳導檢查、肌肉大小和括約肌厚度，則沒有差異。只有九隻小羊活產，而且只追蹤了24小時，因此這項研究無法說明較長期的效果或安全性。

目的：

在脊髓脊膜膨出的羊模型中，探討胎兒手術期間施放異體（捐贈）UC-MSC貼片，對出生後24小時動作和括約肌功能的影響。

方法：

這項研究經法國國家動物研究委員會核准，並遵循動物研究的ARRIVE指引。

UC-MSC以組織塊培養法，從三隻接近足月時剖腹產出的小羊臍帶培養而來。這些細胞呈紡錘形、貼附於塑膠，並帶有羊間質幹細胞標記CD29、CD90、CD73、CD44和CD166，但沒有CD31或CD45。每片細胞貼片把1,700萬個第5代細胞混入商業纖維蛋白封閉劑套組（Evicel）的纖維蛋白原中，再以凝血酶凝固。對照貼片以同樣方式製作，但不含細胞。兩種貼片都有彈性，厚度約2 mm。

在妊娠第75天以手術在胎羊身上製造脊柱缺損（L1至L5椎板切除並移除硬脊膜），並在第89天修補。貼片放在脊髓上，再把胎兒皮膚縫合覆蓋。外科醫師知道使用的是哪種貼片。小羊在第140至142天以剖腹產出，並存活24小時。

在出生後2小時和24小時，一位小兒復健科醫師和一位獸醫外科醫師在不知分組的情況下，以羊運動評分量表（Sheep Locomotor Rating，SLR，0代表完全癱瘓，15代表正常）評估動作，並評估站立、反射、感覺和肌肉萎縮。如果小羊採取正常排尿姿勢，且按壓膀胱時不漏尿，就算有控制排尿能力。在24小時時，一位不知分組的獸醫神經科醫師在麻醉下記錄肌肉電活動、神經傳導和脊髓誘發電位，並以脊柱掃描測量缺損大小。之後小羊被安樂死。一位不知分組的神經病理學家測量脊髓面積、灰質面積、大型神經元密度和瘢痕組織（纖維化）厚度，並檢查所有主要器官是否有腫瘤。

研究規劃每組四隻小羊，假設治療組有90%、對照組有10%的小羊SLR會高於12分。組間以Mann-Whitney U檢定和卡方檢定比較。

結果：

13隻胎羊放置了貼片。其中四隻失去：兩隻流產（每組各一隻）和兩隻胎死，一隻在修補時發現，另一隻是治療組胎羊在剖腹產時發現。整體胎兒損失率為31%。九隻小羊活產，5隻用細胞貼片，4隻用對照貼片。

安全性： 九例修補全部完全癒合。沒有小羊出現後腦疝脫，任何器官都沒有發現腫瘤。由於無法進行解剖，四例胎兒損失的原因無法確定。

動作：

• 2小時時的SLR：有細胞組中位數2（範圍1至7），無細胞組2（1至6），p = 0.83。
• 24小時時的SLR：有細胞組中位數14（範圍13至15），無細胞組5（4至14），p = 0.04。
• 能不靠協助站立：有細胞組5隻中5隻，無細胞組4隻中2隻，p = 0.07（不顯著）。
• 後腿肌肉萎縮：有細胞組5隻中0隻，無細胞組4隻中3隻，p = 0.02。

排尿控制： 5隻治療組小羊都沒有失禁，4隻對照組小羊全部失禁（p = 0.002）。作者指出，這是簡單的臨床判斷，沒有經膀胱檢查或組織學確認。

神經檢查和脊柱掃描： 自發性肌肉電活動、神經傳導振幅和速度，以及脊髓誘發電位，在兩組間沒有顯著差異。脊柱掃描顯示兩組的缺損大小和脊柱角度相似。

顯微鏡下的脊髓：

• 大型神經元密度：有細胞組每mm²灰質14.5個，無細胞組5.6個（p = 0.001）。
• 脊髓和皮膚之間的瘢痕組織：厚度453對3,921微米（p = 0.03）。
• 脊髓周圍的瘢痕組織：厚度47對158微米（p = 0.0001）。
• 灰質面積（8.2對7.1 mm²，p = 0.74）和脊髓面積（21.8對16.7 mm²，p = 0.44）沒有顯著差異。

肌肉和括約肌： 兩條後腿肌肉的重量和纖維大小，以及尿道和肛門括約肌的厚度，在兩組間相似。

論文有一些報告上的不一致。內文把幾項結果稱為「平均值」，但表格和方法給的是中位數。脊髓外發現表格中有幾個範圍不可能正確（例如對照組中位數13.7，範圍卻是45.3至49.4），而脊柱掃描表格重複了肌肉重量那幾列的數字。這些不影響上述主要發現。

結論：

作者的結論是，在羊身上搭配脊髓脊膜膨出產前修補使用的UC-MSC貼片「改善了動作和括約肌功能」，同時脊髓保存較好、纖維化較少，並需要更多研究探討長期安全性，以及這種做法能否轉用到人類。

作者陳述的限制：

• 樣本小，部分原因是胎兒損失，這在這種動物模型中很常見。
• 追蹤只有24小時，因為照顧可能有障礙的小羊成本高且複雜，這限制了對有效性、耐受性和安全性的結論。
• 排尿控制的測量是主觀的，沒有經組織學確認。
• 神經傳導和誘發電位檢查沒有顯示差異，可能是因為研究規模太小，或是羊和人類的神經迴路不同。

還有其他幾點也需要謹慎。外科醫師沒有被盲化。站立能力沒有顯著差異。24小時的動作結果建立在5隻對4隻動物上，而且一隻對照組小羊得到14分，和治療組的中位數相同。

這項研究和該團隊人類細胞研究的差異： 同一團隊後來以人類臍帶的UC-MSC重複了這項實驗（研究摘要）。在這項較早的研究中，細胞來自羊，24小時時的動作和排尿控制有顯著差異，瘢痕組織也顯著減少，而脊髓和灰質面積沒有差異。在人類細胞研究中，模式幾乎相反。脊髓面積、灰質面積和神經元密度顯著較好，但動作結果和瘢痕組織的減少沒有達到顯著。後一項研究的作者推測，三條人類捐贈臍帶產生保護因子的能力可能較弱。兩項研究的規模都很小，而且都只追蹤小羊24小時。

背景資訊：

作者指出，即使接受胎兒手術，71%的脊髓脊膜膨出孩子在八歲時無法獨立行走，75%在十歲時需要每天導尿。該團隊先前的羊實驗只發現UC-MSC對出生後2小時的動作有小而不顯著的影響，他們認為那個時間點離出生太近，無法判斷。

一個加州團隊在同一模型中，把妊娠早期胎盤間質幹細胞放在豬源基質上使用，報告有細胞組SLR中位數15，無細胞組6，保存的神經元也較多。該團隊沒有發現膀胱功能的差異，因此這裡的排尿控制發現是新的，尚未被證實。

作者認為UC-MSC主要是透過釋放生長因子和保護因子發揮作用，而不是變成神經細胞，但也表示確切機制尚不清楚。他們推測瘢痕組織的減少可能和脊髓栓繫有關，這是脊髓脊膜膨出修補後常見的問題。在該團隊先前的一項追蹤研究中，移植的細胞沒有在遠端器官中被發現。

這項研究由兩個法國醫學研究慈善機構資助：Fondation de l’Avenir和Fondation pour la Recherche Médicale。作者聲明沒有利益衝突。期刊同時刊登了Anna L. David的一篇評論。