近日，四川大學(xué)華西第二醫(yī)院新生兒科在《個(gè)性化醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)表了一篇關(guān)于干細(xì)胞治療新生兒難治性疾病的研究進(jìn)展，該綜述總結(jié)了干細(xì)胞在新生兒難治性疾病中的研究進(jìn)展。綜述表明，干細(xì)胞因其獨(dú)特的優(yōu)勢，特別是其抗炎、抗凋亡、減輕氧化應(yīng)激、促進(jìn)再生的能力，在治療難治性新生兒疾病和改善預(yù)后方面具有廣闊的前景。

介紹：1960年，美國新生兒學(xué)家Alexander Schaffer首先提出新生兒學(xué)的概念。經(jīng)過60多年的兒科醫(yī)學(xué)發(fā)展，早產(chǎn)兒、低出生體重兒的存活率有所提高。隨著超聲、CT、MRI、呼吸機(jī)、中心靜脈導(dǎo)管、廣譜抗生素和其他診斷技術(shù)的廣泛使用，越來越多的新生兒疾病被發(fā)現(xiàn)，如缺氧缺血性腦?。℉IE）、支氣管肺發(fā)育不良（ BPD)、腦室內(nèi)出血 (IVH)、壞死性小腸結(jié)腸炎 (NEC) 和早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變 (ROP)。此類疾病患者往往病情嚴(yán)重、病程長、費(fèi)用高、預(yù)后差。常規(guī)治療下，臨床醫(yī)生關(guān)注的焦點(diǎn)是是否開辟新的軌跡。

干細(xì)胞（SC）是一種特殊類型的細(xì)胞，具有自我更新和分化的潛力。它們以未分化或分化差的狀態(tài)存在，其旁分泌作用可以影響其生存的微環(huán)境，從而影響其他細(xì)胞的生物學(xué)特性。間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）的標(biāo)志物和分泌物、人多能干細(xì)胞（hPSC）的外泌體含量和分泌組如圖1所示。

近年來，間充質(zhì)干細(xì)胞因其來源廣泛，如心肌、血管、神經(jīng)、尿液、骨髓、脂肪、羊水、臍帶血等，成為SC治療的主要候選細(xì)胞。MSC獨(dú)特的生物學(xué)特性——多能性、自我更新和旁分泌活性，特別是營養(yǎng)調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)和遷移至損傷部位的能力——非常適合基于細(xì)胞的治療，例如替換死亡或有缺陷的細(xì)胞，并將基因或藥物作為遞送劑從受損組織遞送到受傷部位。因此，間充質(zhì)干細(xì)胞在退行性疾病、免疫疾病、血液疾病、器官移植和再生醫(yī)學(xué)方面具有巨大的應(yīng)用潛力。

許多國家已經(jīng)注冊了數(shù)十項(xiàng)干細(xì)胞治療新生兒疾病的臨床試驗(yàn)，為早期應(yīng)用提供了可能性。新生兒醫(yī)學(xué)致力于通過預(yù)防并發(fā)癥和改善弱勢群體的神經(jīng)發(fā)育來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的生存。本文旨在總結(jié)SCs和SCs衍生的外泌體在新生兒難治性疾病中的最新研究進(jìn)展。此外，這篇綜述還討論了干細(xì)胞治療當(dāng)前的挑戰(zhàn)和前景。

干細(xì)胞治療的機(jī)制

SC治療的機(jī)制包括抗炎和抗凋亡作用、減少氧化應(yīng)激和促進(jìn)再生。當(dāng)身體受損或發(fā)炎時(shí)，SCs在多個(gè)組織中高水平植入的機(jī)制尚不完全清楚 。有研究人員提出，這可能與損傷組織中受體或配體的特異性表達(dá)促進(jìn)SCs向損傷部位定向運(yùn)輸、粘附和浸潤有關(guān)；損傷的修復(fù)并不完全通過運(yùn)輸外源細(xì)胞來替代受損細(xì)胞，還可以通過釋放營養(yǎng)因子來改善內(nèi)源性修復(fù)。多向生物調(diào)節(jié)的旁分泌機(jī)制和MSC對BPD、IVH和HIE等難治性新生兒疾病的保護(hù)作用如圖2所示。

干細(xì)胞在新生兒難治性疾病中的應(yīng)用

缺氧缺血性腦?。℉IE)

HIE是指圍產(chǎn)期缺氧、腦血流減少或暫停等多種因素引起的胎兒和新生兒腦損傷。目前，HIE的治療主要涉及治療性低溫。然而，亞低溫僅在嚴(yán)重HIE發(fā)病后6小時(shí)內(nèi)有效，超過一半的兒童在積極治療后死亡或出現(xiàn)嚴(yán)重的神經(jīng)問題。因此，迫切需要尋找新的治療方法來延長治療窗并改善HIE的不良預(yù)后。

腦損傷可分為五個(gè)過程：能量耗竭、炎癥、細(xì)胞興奮性毒性、氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡。低溫并不能主要通過減少能量消耗和增加細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平來顯著減少腦損傷。

在一項(xiàng)針對足月新生兒和成人中風(fēng)的HIE研究中，間充質(zhì)干細(xì)胞在促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的增殖和分化以及調(diào)節(jié)或抑制小膠質(zhì)細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的局部免疫反應(yīng)方面發(fā)揮著重要作用。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞和hPSC分泌的外泌體可能是治療神經(jīng)元損傷的一種有前途的治療方法，通過與大腦中的實(shí)質(zhì)細(xì)胞相互作用，導(dǎo)致軸突抑制劑的表達(dá)減少和神經(jīng)保護(hù)因子的產(chǎn)生增加，從而影響軸突生長并促進(jìn)正常神經(jīng)元的恢復(fù)神經(jīng)功能。

干細(xì)胞移植治療缺氧缺血性腦病的臨床研究

在日本進(jìn)行的一項(xiàng)單臂臨床研究中，患者在確診HIE后12-24、36-48 和60-72小時(shí)分別使用了不同劑量的自體hUCB-SC，并隨訪至出生后18個(gè)月。沒有患者死亡，四名患者無明顯后遺癥，兩名患者出現(xiàn)腦癱。

事實(shí)證明，如果有足夠的hUCB-SCs可用于臨床，它們是安全可行的，并可降低免疫原性風(fēng)險(xiǎn)和倫理問題。不過，由于這是一項(xiàng)小型單臂試驗(yàn)，數(shù)據(jù)的代表性不足，需要更多的研究來證明SC治療的可行性。

另一項(xiàng)臨床研究顯示，與單純接受低體溫治療的HIE患兒相比，接受人UCB-SCs并結(jié)合低體溫治療的患兒存活率略高，且BayleyIII評分（認(rèn)知、語言和運(yùn)動(dòng)發(fā)育）≥85（74%對41%）。間充質(zhì)干細(xì)胞具有相對容易獲取、免疫原性低和促進(jìn)神經(jīng)再生等優(yōu)點(diǎn)，有望成為治療HIE的最佳方法。

迄今為止，www.clinicaltrials.gov（訪問日期：2023年7月20日）上僅登記了9項(xiàng)試驗(yàn)：1項(xiàng)已完成（NCT02287077），1項(xiàng)已完成招募（NCT02881970），2項(xiàng)正在進(jìn)行但尚未完成招募（NCT04063215、NCT04261335），1項(xiàng)尚未完成招募（NCT05514340），3項(xiàng)未知（NCT01962233、NCT02854579），1項(xiàng)已撤銷（NCT02434965）。

如何找到適合您病情的干細(xì)胞臨床試驗(yàn)？

現(xiàn)有研究表明，干細(xì)胞療法是可行和安全的；然而，入組患者人數(shù)較少，需要進(jìn)行更多的三期臨床試驗(yàn)，以獲得更多數(shù)據(jù)，如長期預(yù)后和神經(jīng)系統(tǒng)評估。干細(xì)胞在可塑性方面存在很大爭議，例如，非神經(jīng)系統(tǒng)來源的干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率很低。干細(xì)胞遷移、增殖和分化的體外調(diào)控有待進(jìn)一步解決。此外，干細(xì)胞移植治療HIE的機(jī)制尚未完全明確，主要包括細(xì)胞替代效應(yīng)、免疫調(diào)節(jié)效應(yīng)和旁分泌因子效應(yīng)。
腦室內(nèi)出血(IVH)

極低和極低出生體重兒IVH發(fā)生率較高，介導(dǎo)的腦白質(zhì)損傷可導(dǎo)致腦積水、腦癱、智力低下等并發(fā)癥。主要發(fā)病機(jī)制可能包括IVH引起的腦炎癥、白質(zhì)氧化應(yīng)激和髓磷脂缺乏。目前，可以進(jìn)行支持治療，但沒有其他預(yù)防或治療方法。因此，有必要開發(fā)一種能夠更快到達(dá)受損中樞神經(jīng)系統(tǒng)的治療方法，以減少炎癥和星形膠質(zhì)細(xì)胞增生。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療腦室內(nèi)出血的臨床價(jià)值令人鼓舞。

土耳其的一份病例報(bào)告描述了一名極度早產(chǎn)兒（妊娠27+5周，體重950克），在癲癇完全發(fā)作（出生后6天）后出現(xiàn)III級顱內(nèi)出血，接受了間充質(zhì)干細(xì)胞治療。用藥4周后，患者的頭部超聲波檢查結(jié)果正常。隨訪2年，患者總體狀況良好，神經(jīng)系統(tǒng)檢查和發(fā)育正常。母乳中含有大量神經(jīng)營養(yǎng)因子，如BDNF、胰島素樣生長因子（IGF-1）和HGF，對兒童的長期行為發(fā)育有益。

一項(xiàng)對患有3/4度IVH的極低出生體重兒（實(shí)驗(yàn)組，n=16；對照組，n=15）進(jìn)行的回顧性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，腦室內(nèi)穿孔缺損（21%對58%）、進(jìn)行性腦室擴(kuò)張（71%對91%）和IVH后需要手術(shù)治療的腦積水（50%對67%）的發(fā)生率均有所下降，這表明早期鼻內(nèi)母乳喂養(yǎng)可能對早產(chǎn)兒的神經(jīng)發(fā)育有益。

在韓國進(jìn)行的一項(xiàng)I期單臂單中心試驗(yàn)（n=9，平均胎齡26.1±0.7周，平均出生體重808.85克）發(fā)現(xiàn)，在增加UCB間充質(zhì)干細(xì)胞劑量后（前3例接受低劑量間充質(zhì)干細(xì)胞，5×106cells/kg，后6例接受高劑量間充質(zhì)干細(xì)胞，1.0×107cells/kg），重度IVH患兒沒有出現(xiàn)不耐受或細(xì)胞毒性。治療是安全可行的，但需要更多的II期臨床試驗(yàn)樣本來確定劑量、注射方法、評估標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)后。

目前的臨床治療無法促進(jìn)失去的神經(jīng)再生。SC療法是降低早產(chǎn)兒IVH死亡率和并發(fā)癥發(fā)生率的一種很有前途的治療方法。ESCs和iPSCs具有分化成所有器官細(xì)胞的潛力。然而，干細(xì)胞分化、遷移、與周圍組織融合以及移植后干細(xì)胞終止的調(diào)控機(jī)制仍不清楚，導(dǎo)致其潛在的致瘤性。更重要的是，目前的研究尚未正式建立移植干細(xì)胞或其后代細(xì)胞與宿主神經(jīng)元之間真正的突觸聯(lián)系。

臨床試驗(yàn)注冊網(wǎng)站上僅有三項(xiàng)注冊臨床試驗(yàn)，其中一項(xiàng)已完成上述I期臨床試驗(yàn)（NCT02274428）。一項(xiàng)用鼻內(nèi)母乳治療IVH的研究（NCT04225286）和一項(xiàng)用間充質(zhì)干細(xì)胞治療IVH的后續(xù)研究（NCT02673788）被排除在外。還需要進(jìn)一步的研究來評估最佳給藥方式、劑量、持續(xù)時(shí)間、療效和安全性。

支氣管肺發(fā)育不良（BPD)

BPD被定義為出生后28天需要氧氣支持，并根據(jù)妊娠36周時(shí)呼吸支持的嚴(yán)重程度進(jìn)行分類。兒童BPD發(fā)病時(shí)，肺血管生成受損，缺乏有效的肺泡氣體交換。因此，新生兒BPD的治療不僅需要修復(fù)損傷，還需要促進(jìn)肺部持續(xù)生長，以滿足生長需要。因此，SC療法可能是一種有前途的治療選擇。

BPD的主要原因包括高氧、炎癥和氧化應(yīng)激。間充質(zhì)干細(xì)胞可以抑制肺部炎癥，減輕肺損傷、肺動(dòng)脈高壓和肺纖維化。在BPD大鼠模型中，UC-MSC在體外減少細(xì)胞凋亡、鈣蛋白酶I表達(dá)、活性氧產(chǎn)生以及異常彈性蛋白表達(dá)和沉積，并促進(jìn)增殖、缺氧誘導(dǎo)因子1a表達(dá)、VEGF分泌和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞管腔形成；在體內(nèi)，它們可以恢復(fù)肺泡結(jié)構(gòu)和肺功能，改善肺動(dòng)脈高壓，增加血管密度。

這些結(jié)果證明了MSC應(yīng)用的優(yōu)勢和巨大潛力；然而，給藥方法、劑量和治療窗需要進(jìn)一步明確。

目前臨床試驗(yàn)網(wǎng)站注冊的試驗(yàn)有22項(xiàng)，其中7項(xiàng)已完成（NCT02443961、NCT02381366、NCT01297205、NCT01828957、NCT01897987、NCT02023788、NCT02639676），其中5項(xiàng)正在進(jìn)行招募（NCT03645525） , NCT03631420、NCT04003857 、NCT03392467、NCT04255147），其中1個(gè)正在積極準(zhǔn)備中（NCT01632475），其中1個(gè)正在暫停（NCT03857841），其中8個(gè)進(jìn)展未知（NCT04062136、NCT03558334、NCT03601416、NCT03378063、NCT03873506、NCT03683953、NCT03774537和NCT01207869）。

素潤安團(tuán)隊(duì)對接受機(jī)械呼吸機(jī)支持且呼吸惡化的早產(chǎn)兒（胎齡23-28周）進(jìn)行了一項(xiàng)II期雙匿名、隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)組，n=33；對照組，n=33）出生后第5天至第14天；實(shí)驗(yàn)組接受SC（1×107細(xì)胞/kg）或安慰劑。間充質(zhì)干細(xì)胞顯著降低氣管抽吸物中的炎癥細(xì)胞因子水平；然而，死亡或中度/重度BPD的發(fā)生率相似（52%與 55%）。亞組分析顯示，與25-28周嬰兒相比，妊娠23-24周時(shí)MSC移植中嚴(yán)重BPD的發(fā)生率顯著改善（53%vs19%）。本研究表明干細(xì)胞治療安全可行；然而，樣本量較小，需要更大規(guī)模的多中心前瞻性隨機(jī)對照試驗(yàn)來進(jìn)一步探索SC療法治療BPD的效果。

壞死性小腸結(jié)腸炎

NEC是圍產(chǎn)期多種致病因素引起的一種急性壞死性腸道疾病，以腹脹、嘔吐、便血為特征。目前主要治療方法包括禁食、胃腸減壓、抗生素預(yù)防感染、腸外營養(yǎng)以及手術(shù)切除病變腸段等。然而，患有NEC的兒童經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)長期并發(fā)癥，例如短腸綜合征、發(fā)育遲緩和神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥。因此，必須制定新的控制措施。

該疾病的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，研究表明早產(chǎn)兒由于腸道易感性和高反應(yīng)性而容易受到免疫反應(yīng)、血管損傷和微生物失衡的影響。

腸上皮是防止外來抗原和毒素進(jìn)入體循環(huán)的最重要屏障。SC治療不僅減輕疾病本身造成的損害，還可以改善腸上皮吸收和腸道適應(yīng)，這對于NEC后短腸綜合征的恢復(fù)至關(guān)重要。

迄今為止，使用臨床試驗(yàn)注冊網(wǎng)站僅進(jìn)行了一項(xiàng)涉及臍帶血單核細(xì)胞治療早產(chǎn)兒消化系統(tǒng)疾?。ò∟EC）的臨床試驗(yàn)（NCT05138276）。因此，我們對NEC機(jī)制和臨床前研究的總結(jié)可能有助于SC治療NEC的進(jìn)一步研究。

早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變

ROP是一種眼部疾病，其特征是視網(wǎng)膜發(fā)育中的血管異常。目前主要的治療方法有冷凍療法、激光療法、玻璃體切除術(shù)、貝伐珠單抗等。然而，這些方法側(cè)重于晚期階段，并沒有解決潛在的病理缺陷。每一種都具有顯著的安全性影響，例如潰瘍性角膜炎、玻璃體內(nèi)血管增生、視網(wǎng)膜脫離和持續(xù)性視網(wǎng)膜血管化。因此，尋找更安全、更有效的治療方法非常重要。

一項(xiàng)臨床研究（包括29例33周時(shí)出現(xiàn)ROP的早產(chǎn)兒、29例33周時(shí)非ROP的早產(chǎn)兒和30例健康足月兒）發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量 (p=0.03) 和 VEGF濃度( p=0.048)、HGF ( p=0.001) 和SDF-1 (p=0.001），ROP 早產(chǎn)兒顯著高于非ROP早產(chǎn)兒。VEGF和HGF血漿濃度升高與內(nèi)皮祖細(xì)胞動(dòng)員有關(guān)；然而，因果關(guān)系尚不清楚。基于這些發(fā)現(xiàn)，SC療法對于治療ROP可能是可行的。

基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)MSC對視網(wǎng)膜損傷有抗炎、抗纖維化作用，可分泌腫瘤壞死因子α-刺激基因-6蛋白抑制巨噬細(xì)胞趨化，減輕炎癥相關(guān)血管的生成。

干細(xì)胞移植在ROP的研究中取得了良好的進(jìn)展，并顯示出良好的臨床應(yīng)用前景，特別是在抗VEGF藥物的弊端不斷顯現(xiàn)的情況下。然而，干細(xì)胞如何重建促新生血管生長因子和抑制性新生血管形成因子之間的平衡的機(jī)制尚未得到研究。目前臨床試驗(yàn)注冊網(wǎng)站上尚無SC治療ROP的試驗(yàn)。

挑戰(zhàn)和前景

隨著新生兒存活率的提高，新生兒疾病的發(fā)病率也在不斷上升，現(xiàn)有治療方法的局限性逐漸顯現(xiàn)。為了獲得更好的預(yù)后，迫切需要新的控制方法。SC療法因其多變性和多功能性而成為新的研究焦點(diǎn)。然而，在臨床前治療中使用SCs還面臨許多挑戰(zhàn)。

許多國家已批準(zhǔn)數(shù)十種間充質(zhì)干細(xì)胞用于治療成人疾病。針對成人的間充質(zhì)干細(xì)胞治療方案已經(jīng)成熟，但針對新生兒的研究卻相對滯后，需要大量數(shù)據(jù)來推進(jìn)研究設(shè)計(jì)。有關(guān)體外受體療法長期預(yù)后的基礎(chǔ)研究很少，大多數(shù)研究都集中在組織和功能的短暫變化上。同時(shí)，SC治療的適應(yīng)癥、治療時(shí)間窗、注射方法（途徑和劑量）以及長期療效監(jiān)測也尚未統(tǒng)一，需要進(jìn)一步研究。

結(jié)論

總之，由于干細(xì)胞的獨(dú)特優(yōu)勢，尤其是其抗炎、抗凋亡、減少氧化應(yīng)激和促進(jìn)再生的能力，它在治療難治性新生兒疾病和改善預(yù)后方面具有廣闊的前景。

本文回顧了干細(xì)胞在難治性新生兒疾病中的臨床前和臨床應(yīng)用，包括傳統(tǒng)策略和新興策略。多項(xiàng)基礎(chǔ)和臨床研究證實(shí)了其安全性、可行性和有效性。本文重點(diǎn)介紹干細(xì)胞療法目前的研究進(jìn)展，如治療BPD、IVH、HIE、NEC和ROP的干細(xì)胞療法。

各種干細(xì)胞已被發(fā)現(xiàn)對這些疾病有益。盡管在這一領(lǐng)域取得了進(jìn)展，但尋找合適的干細(xì)胞、制備、確定適應(yīng)癥、劑量和倫理仍是主要挑戰(zhàn)。隨著新技術(shù)和研究的進(jìn)步，干細(xì)胞療法有望在治療新生兒難治性疾病方面取得重大成果。

參考資料：黃芳君、何陽、張猛、羅克仁、李嘉文、李嘉麗、張新宇、董曉燕和唐軍。2023.《干細(xì)胞在新生兒難治性疾病中的研究進(jìn)展》個(gè)性化醫(yī)學(xué)雜志13期，第1期。8：1281。https://doi.org/10.3390/jpm13081281

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