ClinicalTrialsCommunication

专/家/笔/谈

December2020，Vol1，No.2

专家简介

梁晓燕

教授，主任医师，博士生导师，中山大学附属第六医院生殖医学中心主任。

现任中华妇产科内分泌学组副组长，广东省健康管理学会妇科生殖内分泌专业委员会主任委员，广东省健康管理学会第一届常务理事，中华医学会生殖医学分会第四届委员会临床学组委员，中国医师协会生殖医学专业委员会第一届临床循证学组副主任委员。近五年承担主持国际合作交流项目1项，国家自然科学基金面上项目1项，承担国家重点研发项目1项；第一/通讯作者发表高水平论文12篇，参与的高水平论文2篇（最高影响因子79分）。

本文作者

郭琪梁晓燕

（中山大学附属第六医院生殖医学中心）

女性生育力受到遗传、环境等多种因素的影响。由于生育能力的推迟、精神心理因素、亚健康的生活方式及肿瘤发病率上升造成的生育力下降使得对女性生育力保护的需求也逐年上升。目前，干细胞与组织工程技术在传统的生育力保护手段外为女性生育力的重建提供了新的思路，本文就干细胞疗法在女性生育力的维持与重建中的研究进展进行简要综述。

近年来，我国不孕不育的发病率呈明显上升趋势。由于环境污染、社会压力、生育年龄推迟以及肿瘤治疗导致卵泡数量减少、卵子质量降低和由于感染或医源性因素所致的难治性内膜薄、宫腔粘连是其中的重要原因。对此，临床上尚无明确有效的疗法，激素替代疗法仅能改善卵巢功能低下的低激素相关症状，无法实现对患者生育力的维持和重建。部分宫腔粘连或薄型子宫内膜患者对传统内膜治疗方法反应差，内膜组织再生障碍，也为IVF-ET过程带来了巨大挑战。而近年迅速发展的干细胞与组织工程技术女性生育力的维持和重建提供了新的希望。

干细胞是一类具有自我更新、无限增殖、多向分化潜能的细胞，是组织工程的种子细胞，具有修复损伤组织的强大功能。基于此，部分学者提出了干细胞疗法，包括胚胎干细胞、诱导多能干细胞、间充质干细胞等。其中，间充质干细胞因其来源广泛、免疫原性低、成瘤性低，免疫调节功能强大而被认为是最有前景的治疗用细胞。临床前研究在动物模型中证实了间充质干细胞可通过旁分泌、抗炎、抗凋亡、促血管生成、分化等机制改善卵巢功能和修复子宫内膜，相关的临床试验也已陆续开展。其应用于人体的安全性和有效性，细胞进入人体的数量、途径、作用的持续时间与机制，对个体或子代的长期影响将在不日获得答案。本文将分别从基础研究与临床试验角度简要概述干细胞疗法在女性生育力维持与重建中的研究进展。

干细胞在基础研究中的疗效及机制

1.1卵巢性不孕

干细胞在卵巢功能不全上的应用主要有两大研究方向：一是利用间充质干细胞修复损伤组织的潜能调节卵泡发育微环境，改善卵巢功能；二是通过体外诱导干细胞分化成配子，从根本上解决配子形成障碍的难题。

间充质干细胞来源广泛，包括骨髓、脂肪、羊水、羊膜、脐带、月经血等，这些细胞移植至卵巢早衰的动物模型后，均表现出一定的卵巢组织结构和内分泌功能的修复能力。通过示踪进入体内的干细胞发现，干细胞集中分布于卵巢门及髓质，卵泡及黄体中无干细胞分布，也未发现由间充质干细胞来源的新生卵泡，定位在卵巢上的间充质干细胞也不表达ZP3蛋白和卵泡刺激素受体，提示间充质干细胞更可能通过旁分泌作用而非直接分化成生殖细胞起作用的。

研究表明间充质干细胞可以通过抗炎、抗氧化应激、抗凋亡、抗纤维化、促进血管生成、调节免疫细胞亚群等方式改善卵泡发育的局部微环境，促进卵巢功能的恢复

[1]

。间充质干细胞可以旁分泌产生大量细胞因子，其中IGF-1、VEGF、bFGF可上调抗凋亡蛋白Bcl2有效减低氧化应激下颗粒细胞的凋亡比例，TGF-β和VEGF是促进血管生成的重要调节因子。间充质干细胞移植后，IL-8、IL-6、IL-1β、TNF-α等促炎因子的表达显著下降，表明间充质干细胞可以通过调节炎性因子水平来减轻卵巢中的炎症反应改善卵巢功能。

此外，研究表明，收集间充质干细胞的培养液或产生的外泌体注射给卵巢早衰小鼠体内，结果表明，小鼠的血清FSH下降、雌激素上升，卵泡数量增加，但修复效果较干细胞移植组较弱，提示间充质干细胞的治疗效果可能部分是由旁分泌介导的。

细胞命运重编程在辅助生殖领域的研究进展体现在通过诱导干细胞体外分化获得“人造配子”。这一研究在动物模型中已取得了突破性的进展，但迄今为止，尚未由人诱导多能干细胞（iPSC）获得正常发育、具备完全受精能力的卵母细胞，并带来了无数伦理上的争议。

在2012年，Hayashi

[2]

首次诱导小鼠iPS细胞分化未卵子并成功获得子代小鼠。他首先将iPS细胞诱导为类原始生殖细胞（primordialgermcelllikecells,PGCLCs），再与除去生殖细胞的E12.5胎鼠性腺构建重组卵巢，移植回体内环境。重组卵巢中的部分PGCLCs开始表达减数分裂的标志基因Ddx4和Sycp3，进而继续发育成GV期卵母细胞。这些GV期卵母细胞在体外成熟后，通过ICSI使之受精，产生正常子代。

在此基础上，完全体外培养获得小鼠卵子在2016年实现

[3]

，重组卵巢经在α-MEM和StemPro34基础培养基序贯培养后可获得生发泡（GV）期卵母细胞。除转录因子实现的细胞命运重编程外，小分子药物如巴豆酸钠也被发现可以诱导颗粒细胞转变为iPS细胞，并进而分化成卵子。

而在人类中，2018年，Yamashiro

[4]

将胎鼠性腺细胞与人PGCLCs构建重组卵巢，成功获得了卵母细胞的前体细胞。体细胞与生殖细胞复杂的相互作用参与调控卵子发生的机制不明确可能是目前人类“体外卵子发生”的主要障碍。

虽在人类中尚存在着技术难题和伦理挑战，但体外配子发生有望彻底解决配子生成障碍的难题，同样具有可观的应用前景。

1.2子宫性不孕

子宫内膜是高度再生的组织，经历周期性的增殖、分化与剥脱。而由于感染、宫腔内操作等造成的子宫内膜基底层受损是导致内膜再生修复障碍的主要原因，表现为内膜薄、功能层缺如，纤维结缔组织形成造成宫腔粘连，失去正常的宫腔形态与功能，最终导致不孕。部分研究通过多种方式证实了内膜中存在子宫内膜干/祖细胞，分布于内膜基底层，并且推测，这些细胞功能的缺陷可能是内膜再生障碍的原因。

干细胞治疗薄型子宫内膜或Asherman综合征的安全性和有效性在动物模型中得到广泛的证实。

将干细胞移植至大鼠受损子宫后发现内膜厚度增加，上皮结构较前完整，腺体和毛细血管数量增加，纤维化程度及炎性因子TNF-α、IL-1水平下降，子宫内膜容受性相关指标LIF和Integrinβ3的表达上调。与对照组相比，移植组大鼠的受孕率显著提高。此外，Taylor

[5]

等还在子宫内膜中发现了由供体骨髓间充质干细胞分化的内膜细胞。提示骨髓间充质干细胞可以通过细胞替代、旁分泌等多种途径促进内膜的修复。

目前，已有多种来源的干细胞被用于内膜修复的相关研究

[6]

。其中，分化程度较低的骨髓间充质干细胞在治疗效果上优于内膜干细胞。而在移植途径上，部分研究比较了通过尾静脉注射和宫腔内局部注射的方式在疗效上的差异，循环中的干细胞受CXCL12等趋化因子诱导定位至损伤内膜上。相比宫腔内注射，经脉管系统的移植的干细胞被更多地募集分布在内膜上。其中可能的原因是，经外周血移植的干细胞更易受到趋化因子的影响，且更容易分布至内膜基底层的小血管周围适合干细胞生存的niche中，而这种微环境有利于移植干细胞的存活、维持其强大的旁分泌功能。这提示了提高内膜局部间充质干细胞的活性与数量可能是增强干细胞疗效的有效方式。另有研究通过将间充质干细胞与水凝胶等生物支架结合，可有效提高干细胞在宫腔内停留时间，但生物支架是否影响干细胞活性尚不明确。

此外，间充质干细胞产生的外泌体也表现出促进内膜再生能力，因其更高的安全性是干细胞领域的“无细胞移植”的新研究热点。

干细胞的临床试验进展

在宫腔粘连或是卵巢早衰的动物模型中，干细胞表现出显著的疗效，并从多方面阐述了干细胞的作用机制。但人与动物存在不同的生殖生理特性及对干细胞治疗的反应性，干细胞临床应用的有效性及安全性都需要更深入的研究。

在一项CD133+干细胞治疗难治性Asherman综合征的临床研究中（NCT02144987），研究者将外周血分离获得的CD133+干细胞经插管送入子宫螺旋动脉，治疗后患者子宫内膜从平均4.3mm增至6.7mm，微血管密度及月经情况在治疗后6月内均发生改善

[7]

2018年，Chen

[8]

等首次报道了一位38岁的卵巢早衰患者，在经历6次外周血自体间充质干细胞治疗后，左、右侧卵巢大小分别从3月份的1.9cm×1.3cm和2.2cm×1.0cm增加至7月份治疗结束后的3.3cm×2.0cm和2.7cm×1.2cm，内膜厚度从0.3cm增加至0.75cm，子宫内部血流信号丰富。，表现出干细胞对生育力的重建能力。Herraiz

[9]

将自体CD133+干细胞通过单侧卵巢动脉回输给患者，另一侧卵巢作为对照，发现经干细胞治疗后，患者窦卵泡数量增加、AMH水平上升，获卵数、胚胎数和优质囊胚率均增加。干细胞同时改善了患者卵子的数量和质量。

虽然干细胞修复、改善内膜及卵巢的临床研究尚在起步阶段，但从现有的一些小样本初步研究中可以看出干细胞在女性生育力的维持与重建中的巨大潜力。目前，国内、外在ClinicalTrials上注册开展的干细胞治疗卵巢早衰的临床试验已有十余项（如NCT03816852等），干细胞治疗子宫内膜相关的临床试验不胜枚举。

随着基础研究的深入，干细胞的作用机制将进一步被阐明；以及大样本的随机-对照临床试验的展开，干细胞在卵巢或内膜相关疾病治疗中的安全性、有效性和临床效益得以明确，并同时推动干细胞技术相关的伦理、法规的完善，干细胞疗法将极大地丰富目前女性生育力维持与重建的治疗选择。

【参考文献】

[1]AhmadianS,MahdipourM,PazhangM,etal.EffectivenessofStemCellTherapyinTreatmentofOvarianDisordersandFemaleInfertility:ASystematicReview[J].CurrStemCellResTher,2020;15(2):173-186.doi:10.2174/1574888X14666191119122159

[2]HayashiK,OgushiS,KurimotoK,etal.OffspringfromOocytesDerivedfrominVitroPrimordialGermCell-likeCellsinMice[J].Science,2012,338(6109):971-975.DOI:10.1126/science.1226889.

[3]HikabeO,HamazakiN,NagamatsuG,etal.Reconstitutioninvitrooftheentirecycleofthemousefemalegermline[J].Nature,2016,539(7628):299-303.DOI:10.1038/nature20104.

[4]YamashiroC,SasakiK,YabutaY,etal.Generationofhumanoogoniafrominducedpluripotentstemcellsinvitro[J].Science,2018,362(6412):356-360.DOI:10.1126/science.aat1674.

[5]TaylorCW.Endometrialcellsderivedfromdonorstemcellsinbonemarrowtransplantrecipients[J].JAMA,2004,292(1):81-85.DOI:10.1001/jama.292.1.81.

[6]SantamariaX,MasA,CervellóI,etal.Uterinestemcells:frombasicresearchtoadvancedcelltherapies[J].HumanReproductionUpdate,2018,24(6):673-693.DOI:10.1093/humupd/dmy028.

[7]SantamariaX,CabanillasS,CervellóI,etal.AutologouscelltherapywithCD133+bonemarrow-derivedstemcellsforrefractoryAsherman'ssyndromeandendometrialatrophy:apilotcohortstudy[J].HumanReproduction,2016,31(5):1087-1096.DOI:10.1093/humrep/dew042.

[8]ChenL,GuoS,WeiC,etal.Effectofstemcelltransplantationofprematureovarianfailureinanimalmodelsandpatients:Ameta-analysisandcasereport[J].Experimentalandtherapeuticmedicine,2018,15(5):4105-4118.DOI:10.3892/etm.2018.5970.

[9]HerraizS,BuiguesA,Díaz-GarcíaC,etal.Fertilityrescueandovarianfolliclegrowthpromotionbybonemarrowstemcellinfusion[J].FertilityandSterility,2018,109(5):908-918.DOI:10.1016/j.fertnstert.2018.01.004.

（原文发表于2020.《中华生殖与避孕》）

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编辑初审：李饶尧

审核：胡俊

审定发布：邓艳红

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