近日，四川大學(xué)華西第二醫院新生兒科在《個(gè)性化醫學(xué)雜志》發(fā)表了一篇關(guān)于干細胞治療新生兒難治性疾病的研究進(jìn)展，該綜述總結了干細胞在新生兒難治性疾病中的研究進(jìn)展。綜述表明，干細胞因其獨特的優(yōu)勢，特別是其抗炎、抗凋亡、減輕氧化應激、促進(jìn)再生的能力，在治療難治性新生兒疾病和改善預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(guò)60多年的兒科醫學(xué)發(fā)展，早產(chǎn)兒、低出生體重兒的存活率有所提高。隨著(zhù)超聲、CT、MRI、呼吸機、中心靜脈導管、廣譜抗生素和其他診斷技術(shù)的廣泛使用，越來(lái)越多的新生兒疾病被發(fā)現，如缺氧缺血性腦?。℉IE）、支氣管肺發(fā)育不良（ BPD)、腦室內出血 (IVH)、壞死性小腸結腸炎 (NEC) 和早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變 (ROP)。此類(lèi)疾病患者往往病情嚴重、病程長(cháng)、費用高、預后差。常規治療下，臨床醫生關(guān)注的焦點(diǎn)是是否開(kāi)辟新的軌跡。

干細胞（SC）是一種特殊類(lèi)型的細胞，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，從而影響其他細胞的生物學(xué)特性。間充質(zhì)干細胞（MSC）的標志物和分泌物、人多能干細胞（hPSC）的外泌體含量和分泌組如圖1所示。

近年來(lái)，間充質(zhì)干細胞因其來(lái)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治療的主要候選細胞。MSC獨特的生物學(xué)特性——多能性、自我更新和旁分泌活性，特別是營(yíng)養調節、免疫調節和遷移至損傷部位的能力——非常適合基于細胞的治療，例如替換死亡或有缺陷的細胞，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)干細胞在退行性疾病、免疫疾病、血液疾病、器官移植和再生醫學(xué)方面具有巨大的應用潛力。

許多國家已經(jīng)注冊了數十項干細胞治療新生兒疾病的臨床試驗，為早期應用提供了可能性。新生兒醫學(xué)致力于通過(guò)預防并發(fā)癥和改善弱勢群體的神經(jīng)發(fā)育來(lái)實(shí)現高質(zhì)量的生存。本文旨在總結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胞治療當前的挑戰和前景。

干細胞治療的機制

SC治療的機制包括抗炎和抗凋亡作用、減少氧化應激和促進(jìn)再生。當身體受損或發(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促進(jìn)SCs向損傷部位定向運輸、粘附和浸潤有關(guān)；損傷的修復并不完全通過(guò)運輸外源細胞來(lái)替代受損細胞，還可以通過(guò)釋放營(yíng)養因子來(lái)改善內源性修復。多向生物調節的旁分泌機制和MSC對BPD、IVH和HIE等難治性新生兒疾病的保護作用如圖2所示。

干細胞在新生兒難治性疾病中的應用

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，亞低溫僅在嚴重HIE發(fā)病后6小時(shí)內有效，超過(guò)一半的兒童在積極治療后死亡或出現嚴重的神經(jīng)問(wèn)題。因此，迫切需要尋找新的治療方法來(lái)延長(cháng)治療窗并改善HIE的不良預后。

腦損傷可分為五個(gè)過(guò)程：能量耗竭、炎癥、細胞興奮性毒性、氧化應激和細胞凋亡。低溫并不能主要通過(guò)減少能量消耗和增加細胞內鈣離子水平來(lái)顯著(zhù)減少腦損傷。

在一項針對足月新生兒和成人中風(fēng)的HIE研究中，間充質(zhì)干細胞在促進(jìn)神經(jīng)細胞的增殖和分化以及調節或抑制小膠質(zhì)細胞和T淋巴細胞的局部免疫反應方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。此外，間充質(zhì)干細胞和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(guò)與大腦中的實(shí)質(zhì)細胞相互作用，導致軸突抑制劑的表達減少和神經(jīng)保護因子的產(chǎn)生增加，從而影響軸突生長(cháng)并促進(jìn)正常神經(jīng)元的恢復神經(jīng)功能。

干細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(fǎng)至出生后18個(gè)月。沒(méi)有患者死亡，四名患者無(wú)明顯后遺癥，兩名患者出現腦癱。

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)險和倫理問(wèn)題。不過(guò)，由于這是一項小型單臂試驗，數據的代表性不足，需要更多的研究來(lái)證明SC治療的可行性。

另一項臨床研究顯示，與單純接受低體溫治療的HIE患兒相比，接受人UCB-SCs并結合低體溫治療的患兒存活率略高，且BayleyIII評分（認知、語(yǔ)言和運動(dòng)發(fā)育）≥85（74%對41%）。間充質(zhì)干細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(fǎng)問(wèn)日期：2023年7月20日）上僅登記了9項試驗：1項已完成（NCT02287077），1項已完成招募（NCT02881970），2項正在進(jìn)行但尚未完成招募（NCT04063215、NCT04261335），1項尚未完成招募（NCT05514340），3項未知（NCT01962233、NCT02854579），1項已撤銷(xiāo)（NCT02434965）。

如何找到適合您病情的干細胞臨床試驗？

現有研究表明，干細胞療法是可行和安全的；然而，入組患者人數較少，需要進(jìn)行更多的三期臨床試驗，以獲得更多數據，如長(cháng)期預后和神經(jīng)系統評估。干細胞在可塑性方面存在很大爭議，例如，非神經(jīng)系統來(lái)源的干細胞轉化為神經(jīng)細胞的轉化率很低。干細胞遷移、增殖和分化的體外調控有待進(jìn)一步解決。此外，干細胞移植治療HIE的機制尚未完全明確，主要包括細胞替代效應、免疫調節效應和旁分泌因子效應。
腦室內出血(IVH)

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

間充質(zhì)干細胞治療腦室內出血的臨床價(jià)值令人鼓舞。

土耳其的一份病例報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III級顱內出血，接受了間充質(zhì)干細胞治療。用藥4周后，患者的頭部超聲波檢查結果正常。隨訪(fǎng)2年，患者總體狀況良好，神經(jīng)系統檢查和發(fā)育正常。母乳中含有大量神經(jīng)營(yíng)養因子，如BDNF、胰島素樣生長(cháng)因子（IGF-1）和HGF，對兒童的長(cháng)期行為發(fā)育有益。

一項對患有3/4度IVH的極低出生體重兒（實(shí)驗組，n=16；對照組，n=15）進(jìn)行的回顧性隊列研究發(fā)現，腦室內穿孔缺損（21%對58%）、進(jìn)行性腦室擴張（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，這表明早期鼻內母乳喂養可能對早產(chǎn)兒的神經(jīng)發(fā)育有益。

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

目前的臨床治療無(wú)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胞的潛力。然而，干細胞分化、遷移、與周?chē)M織融合以及移植后干細胞終止的調控機制仍不清楚，導致其潛在的致瘤性。更重要的是，目前的研究尚未正式建立移植干細胞或其后代細胞與宿主神經(jīng)元之間真正的突觸聯(lián)系。

臨床試驗注冊網(wǎng)站上僅有三項注冊臨床試驗，其中一項已完成上述I期臨床試驗（NCT02274428）。一項用鼻內母乳治療IVH的研究（NCT04225286）和一項用間充質(zhì)干細胞治療IVH的后續研究（NCT02673788）被排除在外。還需要進(jìn)一步的研究來(lái)評估最佳給藥方式、劑量、持續時(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，并根據妊娠36周時(shí)呼吸支持的嚴重程度進(jìn)行分類(lèi)。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損傷，還需要促進(jìn)肺部持續生長(cháng)，以滿(mǎn)足生長(cháng)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、炎癥和氧化應激。間充質(zhì)干細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在體外減少細胞凋亡、鈣蛋白酶I表達、活性氧產(chǎn)生以及異常彈性蛋白表達和沉積，并促進(jìn)增殖、缺氧誘導因子1a表達、VEGF分泌和人臍靜脈內皮細胞管腔形成；在體內，它們可以恢復肺泡結構和肺功能，改善肺動(dòng)脈高壓，增加血管密度。

這些結果證明了MSC應用的優(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。

目前臨床試驗網(wǎng)站注冊的試驗有22項，其中7項已完成（NCT02443961、NCT02381366、NCT01297205、NCT01828957、NCT01897987、NCT02023788、NCT02639676），其中5項正在進(jìn)行招募（NCT03645525） , NCT03631420、NCT04003857 、NCT03392467、NCT04255147），其中1個(gè)正在積極準備中（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）。

素潤安團隊對接受機械呼吸機支持且呼吸惡化的早產(chǎn)兒（胎齡23-28周）進(jìn)行了一項II期雙匿名、隨機對照臨床試驗（實(shí)驗組，n=33；對照組，n=33）出生后第5天至第14天；實(shí)驗組接受SC（1×107細胞/kg）或安慰劑。間充質(zhì)干細胞顯著(zhù)降低氣管抽吸物中的炎癥細胞因子水平；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移植中嚴重BPD的發(fā)生率顯著(zhù)改善（53%vs19%）。本研究表明干細胞治療安全可行；然而，樣本量較小，需要更大規模的多中心前瞻性隨機對照試驗來(lái)進(jìn)一步探索SC療法治療BPD的效果。

壞死性小腸結腸炎

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、抗生素預防感染、腸外營(yíng)養以及手術(shù)切除病變腸段等。然而，患有NEC的兒童經(jīng)常會(huì )出現長(cháng)期并發(fā)癥，例如短腸綜合征、發(fā)育遲緩和神經(jīng)系統后遺癥。因此，必須制定新的控制措施。

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

腸上皮是防止外來(lái)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，這對于NEC后短腸綜合征的恢復至關(guān)重要。

迄今為止，使用臨床試驗注冊網(wǎng)站僅進(jìn)行了一項涉及臍帶血單核細胞治療早產(chǎn)兒消化系統疾?。ò∟EC）的臨床試驗（NCT05138276）。因此，我們對NEC機制和臨床前研究的總結可能有助于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，這些方法側重于晚期階段，并沒(méi)有解決潛在的病理缺陷。每一種都具有顯著(zhù)的安全性影響，例如潰瘍性角膜炎、玻璃體內血管增生、視網(wǎng)膜脫離和持續性視網(wǎng)膜血管化。因此，尋找更安全、更有效的治療方法非常重要。

一項臨床研究（包括29例33周時(shí)出現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，內皮祖細胞數量 (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(zhù)高于非ROP早產(chǎn)兒。VEGF和HGF血漿濃度升高與內皮祖細胞動(dòng)員有關(guān)；然而，因果關(guān)系尚不清楚?；谶@些發(fā)現，SC療法對于治療ROP可能是可行的。

基礎研究發(fā)現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蛋白抑制巨噬細胞趨化，減輕炎癥相關(guān)血管的生成。

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

挑戰和前景

隨著(zhù)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，現有治療方法的局限性逐漸顯現。為了獲得更好的預后，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。

許多國家已批準數十種間充質(zhì)干細胞用于治療成人疾病。針對成人的間充質(zhì)干細胞治療方案已經(jīng)成熟，但針對新生兒的研究卻相對滯后，需要大量數據來(lái)推進(jìn)研究設計。有關(guān)體外受體療法長(cháng)期預后的基礎研究很少，大多數研究都集中在組織和功能的短暫變化上。同時(shí)，SC治療的適應癥、治療時(shí)間窗、注射方法（途徑和劑量）以及長(cháng)期療效監測也尚未統一，需要進(jìn)一步研究。

結論

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

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

各種干細胞已被發(fā)現對這些疾病有益。盡管在這一領(lǐng)域取得了進(jìn)展，但尋找合適的干細胞、制備、確定適應癥、劑量和倫理仍是主要挑戰。隨著(zhù)新技術(shù)和研究的進(jìn)步，干細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(yáng)、張猛、羅克仁、李嘉文、李嘉麗、張新宇、董曉燕和唐軍。2023.《干細胞在新生兒難治性疾病中的研究進(jìn)展》個(gè)性化醫學(xué)雜志13期，第1期。8：1281。https://doi.org/10.3390/jpm13081281

免責說(shuō)明：本文僅用于傳播科普知識，分享行業(yè)觀(guān)點(diǎn)，不構成任何臨床診斷建議！杭吉干細胞所發(fā)布的信息不能替代醫生或藥劑師的專(zhuān)業(yè)建議。如有版權等疑問(wèn)，請隨時(shí)聯(lián)系我。