Đánh giá kết quả nghiên cứu ứng dụng ghép tế bào gốc mô mỡ tự thân trong điều trị chấn thương cột sống liệt tủy hoàn toàn tại Bệnh viện Việt Đức 2012-2015

Đánh giá kết quả nghiên cứu ứng dụng ghép tế bào gốc mô mỡ tự thân trong điều trị chấn thương cột sống liệt tủy hoàn toàn tại Bệnh viện Việt Đức 2012-2015

Nguyễn Văn Thạch*, Nguyễn Lê Bảo Tiến**, Nguyễn Đình Hoà***

Khoa Phẫu thuật – Bệnh viện Việt Đức

ĐẶT VẤN ĐỀ

     CTCS (CTCS) gây nên những thương tổn của xương, dây chằng, đĩa đệm cột sống, tổn thương thần kinh tạm thời hoặc vĩnh viễn cho bệnh nhân. Các tổn thương thần kinh bao gồm liệt vận động, cảm giác, rối loạn cơ tròn (liệt tứ chi, liệt hai chân, đại tiểu tiện không tự chủ, liệt cơ hô hấp…) là những hậu quả rất phổ biến và nặng nề thường thấy trên lâm sàng. Hàng năm có khoảng 40 ca CTCS mới trong một triệu dân hoặc tổng số có khoảng 12000 ca CTCS tại Mỹ. Bệnh nhân nam giới chiếm đa số với tỷ lệ khoảng 77%, tuổi trung bình của bệnh nhân trong ba thập kỷ gần đây khoảng từ 28,7 đến 39,5 tuổi với nguyên nhân chính là tai nạn giao thông và ngã cao. Tổn thương đụng dập tủy chiếm 70%. [9], [10]. Tại Việt Nam, CTCS gặp chủ yếu do tai nạn lao động và tai nạn giao thông với độ tuổi trung bình khoảng 35-40 có thể chiếm đến 80%, đây là lực lượng lao động chính của xã hội. [3],[8]Trong vài năm trở lại đây, những nghiên cứu về ứng dụng tế bào gốc(TBG) trong điều trị bệnh đã thu hút được sự quan tâm rất lớn trong giới y học trong và ngoài nước. Nhiều bệnh lý thuộc nhiều chuyên nghành khác nhau đã được điều trị bằng TBG với kết quả rất khả quan, trong đó có bệnh CTCS. Với đặc tính có khả năng tự tái tạo và biệt hóa thành những tế bào chuyên biệt, đa dòng trong những điều kiện nhất định như tế bào cơ, xương, sụn, da, tế bào thần kinh…TBG được xem như là nguồn “nguyên liệu” dự trữ, giúp cơ thể sửa chữa, tái tạo, thay thế những mô, tổ chức bị tổn thương [4],[8],[10].

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

     48 bệnh nhân CTCS cổ, ngực, thắt lưng được lựa chọn theo các tiêu chuẩn nghiên cứu chia làm hai nhóm điều trị: đối chứng theo tỷ lệ 2:1, tất cả được làm các xét nghiệm kiểm tra cần thiết trước khi cấy ghép. Bệnh nhân được phẫu thuật theo phương pháp kinh điển cố định cột sống giải ép, ghép xương và được ứng dụng ghép tế bào gốc trực tiếp vào vùng tổn thương theo các quy trình chuẩn với số lượng tế bào 4×10⁶ MSCs tiêm ở 4 vị trí trên tổn thương, giữa tổn thương, dưới tổn thương và dưới màng cứng. Sau 1 tháng bệnh nhân sẽ được tiêm MSCs nhắc lại lần 2 số lượng 20-30×10⁶ vào vùng dưới màng cứng ngang mức L2. Sau 2 tuần từ mũi tiêm 2, bệnh nhân tiếp tục được tiêm mũi 3 vào vùng dưới màng cứng ngang mức L2 số lượng 20-30×10⁶ MSCs. Sau 1 tháng từ mũi tiêm 3, bệnh nhân sẽ được truyền tĩnh mạch mũi 4 số lượng 80-120×10⁶ MSCs. Đánh giá kết quả 3 tháng và 6 tháng bằng thang điểm AISA, SF36, Barthex, MRI. EMG (electromyography).

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Kết quả điều trị

Kết quả trên lâm sàng

Phục hồi thần kình qua thang điểm AIS

Bảng 1. Phục hồi thần kinh sau ghép 24 tháng

Kết quả lâm sàng cải thiện trên các thang điểm

Bảng 3. Thay đổi chất lượng cuộc sống theo thang điểm SF36

Đánh giá kết qủa dựa trên cận lâm sàng

Thay đổi trên cộng hưởng từ

Bảng 4. Đánh giá kết quả trên MRI trong nhóm điều trị theo thời gian

Bảng 7. Đánh giá kết quả đo chức năng bàng quang qua thời gian

Tính an toàn

Bảng 8. Đánh giá tính an toàn của các phương thức cấy ghép TBG

BÀN LUẬN

Qua nghiên cứu 32 bệnh nhân chấn thương cột sống cấp tính liệt tủy hoàn toàn điều trị ứng dụng ghép tế bào gốc mô mỡ tự thân có nhóm chứng, theo dõi dài hạn chúng tôi thu được kết quả và có một số bàn luận như sau:

Chấn thương cột sống đang trở thành một nguyên nhân rất phổ biến trong xã hội hiện đại, để lại các di chứng về tổn thương thần kinh nặng nề. Trong y văn, Hyppocrates đã  chẩn đoán và  điều trị chấn thương cột sống với quan điểm “an ailment not to treated” một bệnh không điều trị  được, kết quả điều trị chấn thương cột sống còn rất nhiều hạn chế. Khám lâm sàng và theo dõi  đánh giá bệnh nhân trong vòng 72  giờ  đầu sau chấn thương là rất quan trọng  để đánh giá chính xác mức độ tổn thương để có những can thiệp điều trị hợp lý. Gần đây có một số nghiên cứu  đánh giá hồi phục tự nhiên của bệnh nhân chấn thương cột sống mà không có can thiệp điều trị. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, yếu tố quan trọng  để tiên lượng sự hồi phục là mức tổn thương, mức độ liệt theo phân loại của AIS. Ngoài ra, chúng ta có thể đánh giá mức độ hồi phục dựa vào các chỉ số SSEP và MEP và hình ảnh trên cộng hưởng từ. Các hồi phục thường  được ghi nhận ở các giai đoạn 3, 9, 12 tháng thậm chí 18 tháng sau chấn thương. Kirshblum và cộng sự nghiên cứu trên 987 bệnh nhân ở 16 trung tâm thu được kết quả: 94,4% AIS_A không hồi phục, chỉ có khoảng 3,5% AIS_A sang AIS_B và 1,05% AIS_A sang AIS_C hoặc AIS_D. Theo một nghiên cứu phân tích gộp đánh giá trên 350 bài báo từ năm 1996 đến 2012 thì tỷ lệ hồi phục tự nhiên sau chấn thương cột sống liệt tủy hoàn toàn là 6-10% [11].

Ở hai nhóm nghiên cứu tương đồng nhau (p > 0,05), khám lâm sàng thần kinh, đặc biệt khám thần kinh hệ tiết niệu rất quan trọng, bao gồm: khám cảm giác tầng sinh môn theo khoanh tủy, các phản xạ hậu môn, phản xạ hành – hang ở nam giới và âm vật ở nữ giới, phản xạ đùi – bìu ở nam, co thắt chủ động cơ thắt hậu môn. Đây là những thăm khám bắt buộc để đánh giá loại trừ tình trạng sốc tủy. Thời gian để đánh giá loại trừ trường hợp sốc tủy là rất quan trọng, điều đó có thể tiên lượng mức độ hồi phục của bệnh nhân.

Trong 31 bệnh nhân chấn thương cột sống cổ và ngực-thắt lưng liệt tủy hoàn toàn có 10 bệnh nhân (34.38%)  có cải thiện chức năng thần kinh theo thang điểm AIS (A – B) và 2bệnh nhân (6.25%) có cải thiện về thang  điểm AIS từ (B – C), 2 bệnh nhân (6.25%) bệnh  nhân  có  cải thiện AIS (C –D) sau 24 tháng. Trong khi đó nhóm chứng chỉ có1 (6.25%) có cải thiện thang điểm AIS (A – B) và theo dõi sau 1 năm thì không nghi nhận thêm trường hợp bệnh nhân nào có thay đổi thang điểm AIS (Bảng 3.3, 3.4).

Sau 24 tháng quan sát, tất cả 31 bệnh nhân ghi nhận trên chỉ số cải thiện chất lượng cuộc sống SF36 có những thay đổi đáng kể theo thời gian. Các chỉ tiêu sức khỏe thể chất, sức khỏe tinh thần, sức khỏe chung tại thời điểm 24 tháng đều cải thiện hơn thời điểm 1, 3 tháng. (Bảng 3.5). Kết quả này hoàn toàn phù hợp với những tỉ lệ cải thiện về AIS. Chúng tôi thấy có mối tương quan thuận giữa các chỉ số AIS, SF36. Tất cả đều ghi nhận được có sự tiến triển của bệnh nhân ở các thời điểm 1 tháng, 3 tháng, 6 tháng và 24 tháng.

Sự hiện diện của TBG ảnh hưởng đến tình trạng phục hồi của bệnh nhân là không thể phủ nhận, dù ở bất cứ cơ chế hoạt động nào. Ngay cả khi cơ chế của nó chỉ là chống viêm, trong các trường hợp CTCS cấp tính, tác động này là một trong những điều tốt nhất có thể xảy ra cho bệnh nhân tổn thương tủy sống cấp tính, bởi vì viêm nhiễm có thể gây ra va chạm, hoại tử và tổn thương thần kinh trung ương, dẫn đến tê liệt. Hơn nữa, ngay cả khi chúng tôi chỉ cố gắng để đạt hiệu quả duy nhất là chống viêm chỉ để làm giảm bớt viêm, tổn thương thần kinh trung ương, thì TBG của chính bệnh nhân cũng không gây rất bất cứ phản ứng phụ nào trong điều trị bệnh. Tuy nhiên, kết quả trong nghiên cứu của chúng tôi cho thấy hiệu quả đạt được không chỉ chống viêm. Kết quả còn là tái tạo và phục hồi phần tủy sống bị tổn thương với sự cải thiện về mặt chiều dài tổn thương theo thời gian, tiết điện của nang mô sẹo giảm dần như báo cáo ở trên (Bảng 3.6, 3.7). Kết quả này tương tự như kết quả trong báo cáo của Reier và cộng sự năm 2004 [12].

Hai cơ chế hướng đến trong điều trị rối loạn chức năng bàng quang thần kinh sử dụng TBG. Cơ chế thứ nhất liên quan đến việc MSC di chuyển và biệt hóa thành cơ trơn để phục hồi bàng quang bị hư hỏng. Cơ chế thứ hai liên quan đến sự điều khiển co thắt cơ vòng niệu đạo bởi vỏ não. SCI làm gián đoạn sự dẫn truyền các tín hiệu thần kinh điều khiển co thắt niệu đạo. Việc phục hồi tủy sống tổn thương bởi MSC giúp khôi phục đáp ứng dẫn truyển từ vỏ não đến tủy sống dẫn đến việc khôi phục quản lý sự co thắt của cơ vòng bởi vỏ não. Phương pháp tiêm MSC có thể duy trì kết quả hồi phục bàng quang lâu dài (Bảng 3.8, 3.9).

Các nguồn ghép TBG đã được chứng minh để thay thế tế bào thần kinh chủ, tăng cường sợi trục tăng trưởng và cải thiện phục hồi chức năng thành công ở trên nhiều mô hình chuột CTCS. Trong đó TBG trung mô thời gian gần đây được xem như là một nguồn tiềm năng để sửa chữa tế bào sau khi hệ thống thần kinh trung ương (CNS) bị tổn thương. Tuy nhiên, việc áp dụng liệu pháp TBG trung mô trong điều trị chấn thương cột sống phải đối mặt với rất nhiều thách thức như việc lựa chọn mô hình CTCS, thời gian và phương thức cấy ghép, vị trí tiêm tế bào, sự tồn tại của tế bào và quá trình chuyển biệt hóa, sự thải loại miễn dịch và sự theo dõi tế bào cấy ghép [13].

Hầu hết các nghiên cứu trên thế giới áp dụng đưa TBG vào đối tượng nghiên cứu với 2 con đường rời rạc tùy theo cơ chế hoạt động của TBG:

+ Tiêm trực tiếp TBG (có thể là tiền thân tế bào thần kinh, hoặc nguyên bào sợi thần kinh biệt hoá từ TBG) hoặc các trường hợp chất tăng trưởng từ TBG vào vùng tổn thương. Lúc này TBG hoạt động theo hướng tái tạo/thay thế, biệt hoá thành tế bào thần kinh mới hoặc tế bào đệm thần kinh.

+ Đưa TBG bằng đường gián tiếp: Truyền tĩnh mạch hoặc tiêm vào vùng L2 (khoang dưới nhện).

Với phương pháp ghép TBG bằng con đường tiêm trực tiếp vào vị trí tổn thương trong chấn thương cấp tính, chỉ có một lượng nhỏ TBG có thể tồn tại, một số thậm chí phân hóa thành những tế bào astrocyte do vi môi trường không thuận lợi được tạo ra ngay sau chấn thương cột sống [17]. Tuy nhiên, việc tiêm trực tiếp vào tủy sống ngay lập tức sau tổn thương đã được chứng minh là có cải thiện đáng kể về mặt chức năng với việc giảm tế bào chết theo chu trình, giảm astrogliosis và myelin hóa. 6.5% đau lưng, 3.2% đau đầu, 3.2% bồn chồn, 6.5% sốt được ghi nhận trong thời gian 6 tiếng sau tiêm trực tiếp tế bào vào vùng tổn thương trong nghiên cứu này (Bảng 3.10). Không có tác dụng không mong muốn nghiêm trọng như co thắt khí quản, buồn nôn, sốc, tăng nhịp tim được báo cáo. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong nhiều báo cáo lâm sàng khác trên thế giới. Điều này có thể khẳng định việc cấy ghép TBG bằng con đường tiêm trực tiếp khá an toàn [14],[15],[16].

KẾT LUẬN

Có sự hồi phục thần kinh sau ghép trên lâm sang và cận lâm sàng. Thay đổi có ý nghĩa thống kê về chiều rộng tủy và ống sống trên cộng hưởng từ. Số cơn có bóp không tự chủ đã có sự thay đổi đáng kể. Đặc biệt là nâng cao chất lượng cuộc sống có ý nghĩa thông kê so với nhóm chứng.

Cấy ghép TBG là phương pháp mới và bước đầu ghi nhận được những kết quả nhất định trong điều trị CTCS liệt tủy hoàn toàn. Tuy nhiên, cần nghiên cứu với số lượng mẫu lớn hơn. Việc kết hợp phục hồi chức năng và chăm sóc niệu sau ghép là cần thiết để duy trì kết quả điều trị.

   ASTRACT

The results of spinal cord injury therapy using mesenchymal stem cells derived from adipose tissue at Viet duc hospital 2012-2015 years

 Spinal cord injury (SCI) is a severe neurological disease. An effective strategy for the treatment of SCI is urgently required. Stem cell transplantation has emerged as a viable therapeutic option with great potential for restoring neurological function lost following SCI. From 2012 to 2014, a total of 48 SCI patients were enrolled in a clinical trial by Vietnamese-German Hospital and Tri Phuoc Biotechnology JSC. All patients completed and signed informed consent prior to autologous adipose-derived mesenchymal stem cell transplantation and were divided equally in treatment group and control group. Research continues to be long-term monitoring (24 months). Analysis of subsequent treatment results indicated significant improvements in sensory, motor and autonomic nerve function as assessed by the AIS, somatosensory evoked potential, enhanced MRI, Barthel activities of daily index… In treatment group, 6 months after transplantation, eight patients 34.38% improved from AIS A to AIS B, 6.25% improved from AIS A to AIS C, 12 months after transplantation, and two patients (6.25%) improved from AIS C to AIS D. While only one patient (6.25%) improved from AIS A to AIS B in control group. The most common adverse event, 6.25% reported back pain, 3.2% recorded headache and disappeared within 24–48 h without treatment, 6.5% reported fever (not recorded meningitis) and 3.2% reported uneasiness.

Keywords: acute spinal cord injury, Autologous Adipose Tissue derived Mesenchymal Stem Cells, thoracic and lumbar spinal cord injury, transplantation

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Văn Thạch (2007): “Nghiên cứu điều trị phẫu thuật gãy cột sống ngực – thắt lưng không vững, không liệt và liệt tủy không hoàn toàn bằng dụng cụ Moss Miami”. Luận án tiến sỹ Y học.
2. Nguyễn Lê Bảo Tiến (2004): “Nghiên cứu kết quả phẫu thuật CTCS lưng – thắt lưng bằng vít qua cuống với dụng cụ Moss Miami tại bệnh viện Việt đức”. Luận văn tốt nghiệp bác sỹ nội trú các bênh viện.
3. Nguyễn Quang Tùng (2011): “Nghiên cứu ứng dụng và hoàn thiện quy trình thu gom, xử lý, bảo quản tế bào gốc tạo máu dùng cho ghép đồng loại”. Luận án tiến sỹ Y học.
4. Trần Văn Bé (1995): “Chuyên đề nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc ở Việt Nam: Ca ghép tủy đầu tiên ở Việt Nam”. Tạp chí y dược học.
5. Nguyễn Thị Thu Hà (2004), “Tế bào gốc và ứng dụng trong y sinh học”, TCNCYH phụ bản 32(6): tr. 13-26.
6. Park HS, Park HC, Shim YS et al (2005): “Treatment of complete spinal cord injury patients by autologous bone marrow cell transplantation and administration of granulocyte-macrophage colony stimulating factor”. TISSUE ENG; 11:913–922
7. Saito F, Nakatani T, Iwase M et al (2008): “Spinal cord injury treatment with intrathecal autologous bone marrow stromal cell transplantation: The first clinical trial case report”. J TRAUMA; 64:53–59.
8. Yoon SH, Shim YS, Park YH et al (2007): “Complete spinal cord injury treat- ment using autologous bone marrow cell transplantation and bone marrow stimulation with granulocyte macrophage-colony stimulating factor: phase I/II clinical train”. STEM CELLS ;25:2066–2073.
9. Lammertse DP, Jones LAT et la (2012) “Autologous incubated macrophage therapy in acute, complete spine cord injury: results of the phase 2 randomized controlled multicenter trial.”. SPINAL CORD: 50, 661-671.
10. Sang Han Kim et la (2013). “Autologous Adipose Dirived MSCs Trasplantation in Patient With Spinal Cord Injury” Clinical trial study.

1. O.C.K. Kirshblum SC (1998). Predicting neurologic recovery in traumatic cervical spinal cord injury, Arch Phys Med Rehabil, 79 – 11.
2. P.J. Reier (2004). Cellular Transplantation Strategies for Spinal Cord Injury and Translational Neurobiology, American Society for Experimental NeuroTherapeutics, 1 (2004) 424 – 451.

1. K.K.V. Venkata Ramesh Dasari, Dzung H Dinh (2014). Mesenchymal stem cells in the treatment of spinal cord  injuries: A review, World J Stem Cells, (6) 120-133.
2. S.Y. Y Ha, SR Park,et al (2004). Treatment of Complete Spinal Cord Injury Patients Receiving Autologous Bone Marrow Cell Transplantation and Bone Marrow Stimulation with Granulocyte Macrophage-Colony Stimulating Factor: Report of Three Cases, J Korean Neurosurg Soc, 35 (2004).
3. G.A. N Knoller, V Fulga, et al (2005), Clinical experience using incubated autologous macrophages as a treatment for complete spinal cord injury: phase I study results, J Neurosurg Spine, 3.
4. F.F. L Mazzini, R Boccaletti, et al. (2003). Stem cell therapy in amyotrophic lateral sclerosis: a methodological approach in humans, Amyotroph Lateral Scler Other Motor Neuron Disord, 4.
5. M.S. Johansson CB, Clarke DL, Risling M, Lendahl U, Frise´n J (1999). Identification of a neural stem cell in the adult mammalian central nervous system., Cell, 96 (1999) 25–34.