背景：中風是全世界死亡和永久性殘疾的主要原因之一。然而，目前的中風治療效果有限。因此，迫切需要一種新的治療方法。干細胞療法是治療中風患者的尖端療法。

近日，南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學科在《Front Pharmacol》在線發(fā)表近些年干細胞在治療腦卒中的臨床研究成果，本研究獲取了2004年至2022年間全球關(guān)于中風干細胞的科學研究，以及有關(guān)出版物產(chǎn)出、國家/地區(qū)、機構(gòu)、作者/公司的定量信息。被引作者、期刊/共同被引期刊、共同被引和突發(fā)參考文獻、關(guān)鍵詞和突發(fā)關(guān)鍵詞。本研究旨在通過綜合這些調(diào)查的研究方向和新興主題來突出該領(lǐng)域的研究熱點。

方法：我們使用Web of Science核心合集檢索2004年至2022年間發(fā)表的有關(guān)中風干細胞的相關(guān)文章。使用CiteSpace、VOSviewer和R軟件包“bibliometrix”進行分析，以確定出版物產(chǎn)出、國家/地區(qū)、機構(gòu)、作者/共同被引作者、期刊/共同被引期刊、共同被引參考文獻和關(guān)鍵詞。最終，6,703條記錄被納入分析。具體文獻篩選流程見圖1。

結(jié)果：文獻計量分析中總共納入了6,703篇出版物。2004年至2022年間，引用總數(shù)顯著且迅速增加，其中2008年至2009年期間的增長最為明顯。就國家而言，美國是出版物最多的國家，其次是中國。從機構(gòu)和作者來看，產(chǎn)出最多的機構(gòu)是南佛羅里達大學，其次是奧克蘭大學和上海交通大學，作者中產(chǎn)出最多的是Chopp, M和Borlongan, Cesario V。期刊方面，《Cell Transplantation》發(fā)表量最高，其次是《Brain Research》。至于參考文獻，“間充質(zhì)干細胞作為營養(yǎng)介質(zhì)”被引用的次數(shù)最多（2,082條），而題為“神經(jīng)元替代來自成人腦中的內(nèi)源性前體中風后”的文章具有最強的突發(fā)性（強度=81.35）。過去十年出現(xiàn)的熱門詞匯包括“粘附分子”、“間充質(zhì)基質(zhì)細胞”、“細胞外囊泡”、“多能干細胞”、“信號通路”、“可塑性”和“外泌體”。

詳細結(jié)果

出版物產(chǎn)出的時間趨勢

可以看出圖2，直方圖和曲線展示了兩個趨勢：每年發(fā)表的論文總數(shù)和引用次數(shù)。這兩種趨勢隨著時間的推移而增長，說明了該領(lǐng)域研究的發(fā)展方向。2004年至2021年間，引用次數(shù)顯著且迅速增加，表明干細胞在中風中的研究引起了人們的興趣。2004年至2007年，文獻數(shù)量快速增長，2009年更是大幅增長。不過，2010年至2017年的文章數(shù)量保持相對穩(wěn)定。2020年是近年來發(fā)表數(shù)量最多的一年，峰值為515篇。雖然2022年的數(shù)據(jù)尚未完成，但預(yù)計將呈現(xiàn)出與上年相比，呈溫和趨勢。

圖2：中風干細胞研究的年度出版物趨勢。2022年的數(shù)據(jù)不完整。

國家/地區(qū)貢獻

從地域分布來看，共發(fā)表文獻6,703篇，來自94個不同的國家和地區(qū)；表格1顯示該類別中排名前10的國家/地區(qū)。可以看出圖3B和補充圖S1，我們還使用VOSviewer對國家或地區(qū)進行可視化分析。美國發(fā)表論文最多（1,555篇，占25.61%），其次是中國（738篇，占12.15%）和日本（714篇，占11.76%），表明這三個國家在該領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然后利用每個國家出版物的數(shù)量和之間的聯(lián)系來創(chuàng)建一個協(xié)作網(wǎng)絡(luò)（圖3A）。對這一領(lǐng)域出版物數(shù)量最多的30個國家進行了國家合作分析（圖3C）。從總鏈接強度來看，排名前五的國家/地區(qū)為美國、中國、日本、德國、韓國。

深藍色表示合作率越高，聯(lián)系線越寬，兩國之間的合作率越高。(B)腦卒中干細胞領(lǐng)域國家/地區(qū)分布。圓圈的大小代表國家或地區(qū)發(fā)表的文章數(shù)量，線條代表國家或地區(qū)之間的合作。線條的粗細反映了合作的頻率。線越粗，合作越強。

機構(gòu)貢獻

在表2，生產(chǎn)力最高的前10名機構(gòu)按生產(chǎn)力排名。中國和美國是僅有的兩個生產(chǎn)率最高的國家。最多產(chǎn)的機構(gòu)是南佛羅里達大學（164篇出版物，占2.70%），其次是奧克蘭大學（151篇出版物，占2.49%），然后是上海交通大學（129篇出版物，2.12%）。機構(gòu)聚類分析見圖4A。還可以觀察到機構(gòu)之間緊密且持續(xù)的互動。其中，合作較多的機構(gòu)為奧克蘭大學、亨利·福特醫(yī)院、亨利·福特健康科學中心，其次是札幌醫(yī)科大學和耶魯大學。在圖4B，我們使用VOSviewer分析了過去5年發(fā)表的文章數(shù)據(jù)。例如，哈佛大學較早開始該領(lǐng)域的研究，并且過去發(fā)表的文章比最近多得多。相比之下，首都醫(yī)科大學進入該領(lǐng)域較晚，近期發(fā)表的文章數(shù)量較多。從聚類分析圖中可以看出，紅色和淺藍色圓圈表示主要是中國機構(gòu)。結(jié)合視覺時間線可以看出，中國機構(gòu)以黃色為主，表明進入該領(lǐng)域較晚或近期發(fā)表文章數(shù)量較多。

研究熱點的關(guān)鍵主題

使用聚類分析對所包含的關(guān)鍵詞進行聚類并總結(jié)研究主題可能有助于相關(guān)研究人員識別熱門話題并幫助學者更好地理解當前的科學問題。我們使用 VOSviewer 將關(guān)鍵字聚類為八個，如圖5A：干細胞的起源和行為（紅色）、中風的病理生理過程（綠色）、中風的治療和干細胞的應(yīng)用（紫色）、中風后干細胞治療的效果（淺藍色）、構(gòu)成中樞神經(jīng)的細胞系統(tǒng)和病理生理變化（橙色），與干細胞治療相關(guān)的其他疾病（棕色），外泌體和作用機制（黃色），其他（海藍色）。

圖5：(A)關(guān)鍵詞共現(xiàn)的聚類。圖中的圓圈和標簽構(gòu)成一個單元，不同顏色的單元構(gòu)成不同的簇(B)中風干細胞相關(guān)引用爆發(fā)最強的前25個關(guān)鍵詞的CiteSpace可視化圖。

同時，我們進行了一系列關(guān)鍵詞突發(fā)檢測。為了評估干細胞在中風研究中的發(fā)育，研究人員使用了一種名為“關(guān)鍵詞爆發(fā)檢測”的方法，即識別在特定時間段內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)的短語。表6表明本研究中出現(xiàn)頻率較高的術(shù)語，除了“中風”（1538）之外，還包括“缺血”（801）、“神經(jīng)發(fā)生”（660）、“腦缺血”（553）、“間充質(zhì)干細胞”（549） ）和“神經(jīng)干”（541）。進一步分析突出的關(guān)鍵詞。列出前25個關(guān)鍵詞圖8B按時間順序排列，突發(fā)強度最大。從圖中可以看出，近5年爆發(fā)的關(guān)鍵詞主要集中在“細胞外囊泡”、“炎癥調(diào)節(jié)”和“細胞外基質(zhì)的調(diào)節(jié)”。

該領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注的關(guān)鍵詞出現(xiàn)較早，如腦缺血、再生、NSC、內(nèi)皮祖細胞、細胞凋亡、細胞治療等。近十年來新興的熱詞包括粘附分子、間充質(zhì)基質(zhì)細胞、細胞外囊泡、多能干細胞、信號通路、可塑性、外泌體等。

全球干細胞治療腦卒中的研究趨勢

本研究旨在對過去18年中風干細胞的研究進行文獻計量分析。引用次數(shù)每年都在穩(wěn)步增長，其中2008-2009年期間呈現(xiàn)出最明顯的增長模式。2008年之前，該領(lǐng)域平均每年發(fā)表150篇論文。2009年至2022年，發(fā)表論文數(shù)量逐漸增加，平均每年發(fā)表論文350篇。2020年發(fā)表的文章數(shù)量達到峰值515篇。這些發(fā)現(xiàn)表明，干細胞治療中風的研究近年來越來越受到世界各地研究人員的關(guān)注，該研究領(lǐng)域目前正處于穩(wěn)步發(fā)展階段。

在中風干細胞研究方面排名前三的國家是美國、中國和日本。排名前十的國家有四個歐洲國家、四個亞太國家和兩個美洲國家。此外，前10名的研究機構(gòu)中，有5家是美國的，其余5家是中國的。我們觀察到德國、日本、中國和美國這四個國家之間的密切配合。中國還積極與日本、加拿大和英國合作。上海交通大學、首都醫(yī)科大學、哈佛大學等學術(shù)機構(gòu)之間合作良好。盡管奧克蘭大學在論文發(fā)表方面排名第二，但人們發(fā)現(xiàn)它與其他大學的合作有限。這種合作對于這些大學的長期學術(shù)進步是有害的。因此，確實有必要多國研究機構(gòu)密切合作、交流，共同推動中風干細胞治療。

干細胞治療腦卒中的作用機制

干細胞與再生機制：可以看出表6“神經(jīng)發(fā)生”、“血管發(fā)生”、“神經(jīng)干細胞”是目前干細胞再生研究的熱點。神經(jīng)和腦血管再生對于中風恢復(fù)至關(guān)重要。

神經(jīng)干細胞的發(fā)現(xiàn)為中風神經(jīng)和血管再生提供了一種新的有前景的療法。神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞起源于常見的未成熟NSC，被定義為自我更新和多能細胞，可以分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)干細胞不僅存在于發(fā)育中的大腦中，而且還存在于成熟的哺乳動物大腦中。許多研究表明，NSC可以替代丟失的神經(jīng)元并恢復(fù)神經(jīng)元回路的連接，有助于改善大鼠中風和腦損傷的恢復(fù)。移植的NSC可以防止神經(jīng)元凋亡，在大腦內(nèi)外發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，并增加內(nèi)源性神經(jīng)元再生和血管生成。許多研究評估了移植外源性神經(jīng)干細胞對患有腦缺血性中風的臨床前動物的治療效果和安全性。

抗氧化、抗炎機制：近年來，關(guān)于“氧化應(yīng)激”和“炎癥”的研究逐漸流行，表明學者們對干細胞的研究進入了更深層次。“氧化應(yīng)激”和“炎癥”是2020年至2022年引用次數(shù)最多的前25個關(guān)鍵詞之一。

近年來，已證明干細胞療法是抑制中風后炎癥和氧化應(yīng)激的潛在成功治療方法。研究人員發(fā)現(xiàn)，在腦缺血應(yīng)激下，間充質(zhì)干細胞可降低細胞氧化應(yīng)激水平，并提高神經(jīng)元細胞的細胞內(nèi)鈣和活性氧。此外，新出現(xiàn)的證據(jù)表明，干細胞可以提高線粒體轉(zhuǎn)移的有效性，以改善氧化磷酸化，減輕細胞氧化應(yīng)激水平，進而減輕缺血性損傷引起的腦損傷級聯(lián)反應(yīng)。基于上述討論，通過降低氧化應(yīng)激程度并將健康線粒體轉(zhuǎn)移至受損細胞，干細胞在缺血性中風中發(fā)揮其抗氧化能力。在抑制炎癥方面，最近的研究表明，干細胞可以調(diào)節(jié)缺血腦中的免疫細胞浸潤和極化，從而減輕神經(jīng)炎癥。

干細胞和細胞外囊泡：間充質(zhì)干細胞”是當前干細胞類型選擇的研究熱點之一。MSC治療已被證明可以減輕炎癥、促進神經(jīng)發(fā)生、抑制血管生成和細胞凋亡，從而改善神經(jīng)元缺陷、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重建和神經(jīng)功能。崔杰等人發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細胞可以減少中風大鼠的神經(jīng)損傷并增強軸突再生。此外，間充質(zhì)干細胞通過顯著增強活力、運動性和網(wǎng)絡(luò)形成，基于分泌的血管生成因子發(fā)揮血管生成作用。研究表明，干細胞可以通過增強抗炎細胞因子的保護作用或執(zhí)行免疫調(diào)節(jié)功能（例如中性粒細胞和小膠質(zhì)細胞調(diào)節(jié)）來促進神經(jīng)修復(fù)。

近年來，研究人員還發(fā)現(xiàn)，使用干細胞產(chǎn)生的外泌體可能是干細胞的替代策略。外泌體的納米級特性使其能夠有效地分散到全身并穿過血腦屏障。此外，它可以模仿干細胞和其他支持細胞的再生能力。當干細胞檢測到微環(huán)境的變化（例如“炎癥”或“氧化應(yīng)激”）時，它們會釋放外泌體與其他細胞進行交流。外泌體已被證明可用于調(diào)節(jié)中風后炎癥、神經(jīng)血管重塑、血管生成、神經(jīng)發(fā)生、突觸可塑性以及細胞凋亡和自噬控制。一些作者認為，外泌體可以作為天然生物標志物來衡量神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床表現(xiàn)的嚴重性。

干細胞治療腦卒中的臨床應(yīng)用前景

基礎(chǔ)科學和動物模型為臨床中推進中風干細胞療法奠定了基礎(chǔ)。NSC移植主要用于治療中風后慢性期。在一項臨床試驗中，對中風后6個月至5年內(nèi)的患者進行NSC移植表明NSC系CTX0E03的嵌入式輸送是安全的，并表明神經(jīng)功能得到改善。然而，這項研究僅針對11名男性進行；因此，需要進一步研究，包括女性患者和更大的患者群體。

另一項PISCES兩項研究納入了40歲以上在缺血性中風后2-13個月出現(xiàn)明顯上肢運動缺陷的成年人，其中23名患者接受了CTX細胞移植，他們的上肢功能在3、6和12個月時得到改善。隨后，PISCES-3研究招募了約130名中風后6至24個月內(nèi)出現(xiàn)中度至重度功能障礙的患者。主要結(jié)果是術(shù)后6個月改良Rankin量表 (mRS) 評分的改善。然而，由于與采集胎兒神經(jīng)干細胞相關(guān)的倫理問題，以及捐贈者數(shù)量有限，限制了其應(yīng)用。

大量臨床前數(shù)據(jù)已經(jīng)證明間充質(zhì)干細胞治療中風的可行性，干細胞治療的臨床應(yīng)用令人期待。大多數(shù)臨床試驗都評估了間充質(zhì)干細胞治療中風的有效性和安全性。間充質(zhì)干細胞，尤其是骨髓來源的間充質(zhì)干細胞，在臨床試驗中應(yīng)用最為廣泛。

此外，大多數(shù)相關(guān)臨床試驗僅納入少數(shù)患者（n<100），缺乏大型多中心隨機對照試驗；因此，需要進一步研究以確定間充質(zhì)干細胞治療中風的有效性和安全性，并確定最佳細胞濃度、時間、患者選擇標準（年齡、中風亞型和損傷面積）以及常規(guī)臨床用途的聯(lián)合治療。

大多數(shù)關(guān)于外泌體的研究都集中在動物和體外實驗上。

根據(jù)現(xiàn)有信息，一些臨床研究已使用外泌體來治療中風。截至2022年8月，公共臨床試驗數(shù)據(jù)庫中僅提供三項涉及中風患者的臨床試驗（https://clinicaltrials.gov/）。一項研究評估了接受同種異體MSC 衍生的外泌體治療的急性缺血性中風患者的改善情況。在另一項研究中，研究了血液細胞外囊泡對接受康復(fù)治療的中風患者的診斷價值。最終研究旨在確定針灸誘導(dǎo)的外泌體如何幫助治療中風后癡呆癥。

此外，一項隨機臨床試驗表明，在惡性大腦中動脈梗塞后，局部注射同種異體胎盤MSC產(chǎn)生的外泌體是安全的。這些數(shù)據(jù)表明，外泌體療法是臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用中一種新的有前景的中風策略。總之，盡管外泌體的治療效果、生物安全性、動力學和生物分布仍需深入研究，但其再生和修復(fù)能力為中風的治療提供了新的可能性。

結(jié)論

這項分析有助于研究人員確定2004-2022年中風干細胞研究的新趨勢和研究熱點。發(fā)表論文數(shù)量的穩(wěn)步增長表明，全球?qū)W術(shù)界對中風干細胞的研究越來越重視。發(fā)表論文數(shù)量最多的前三個國家是中國、美國和日本。影響最大的期刊、機構(gòu)和作者分別是《細胞移植》、佛羅里達州立大學和Chopp, M.。

干細胞在腦卒中研究中的熱點關(guān)鍵詞包括 “神經(jīng)發(fā)生”、”血管生成”、”間充質(zhì)干細胞”、”氧化應(yīng)激”、”炎癥”、”外泌體 “和 “細胞外囊泡”，這些關(guān)鍵詞在未來很可能成為研究熱點。值得注意的是，干細胞有許多積極作用，如神經(jīng)保護、增強血管生成和神經(jīng)再生、減輕炎癥和免疫反應(yīng)等；然而，減輕中風造成的損害的主要機制仍不清楚。臨床挑戰(zhàn)可能包括復(fù)雜因素，如年齡、中風亞型和中風嚴重程度的影響，所有這些因素都會影響干細胞療法的療效。未來，要成功制定治療方案，必須仔細考慮所有復(fù)雜因素。

參考資料：Zhang Q, Zeng Y, Zheng S, et al. Research hotspots and frotiers of stem cells in stroke: A bibliometric analysis from 2004 to 2022. Frontiers in Pharmacology. 2023 ;14:1111815. DOI: 10.3389/fphar.2023.1111815. PMID: 36937837; PMCID: PMC10020355.

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