最近在新生兒重癥監護方面取得了進(jìn)展，但各種新生兒疾病，包括極早產(chǎn)兒的支氣管肺發(fā)育不良 (BPD) 和腦室內出血 (IVH) 以及晚期早產(chǎn)兒和足月新生兒的缺氧缺血性腦病 (HIE)，仍然是導致死亡和死亡的主要原因發(fā)病率。由于沒(méi)有針對這些疾病的有效治療方式，因此開(kāi)發(fā)新的、安全且有效的療法來(lái)改善這些頑固和破壞性新生兒疾病的結果是一個(gè)緊迫而重要的問(wèn)題。

間充質(zhì)干細胞 (MSC) 移植已成為一種新的有前途的治療策略，用于治療具有復雜多因素病因的頑固性和破壞性新生兒疾病，包括支氣管肺發(fā)育不良 (BPD)、腦室內出血 (IVH) 和缺氧缺血性腦病 (HIE) 。

為了應對炎癥和有害環(huán)境，MSCs分泌各種旁分泌因子，這些因子具有多種修復功能，包括發(fā)揮抗炎、抗氧化、抗凋亡和抗纖維化作用，以增強受損細胞和組織的再生。

在這篇綜述中，韓國首爾成均館大學(xué)醫學(xué)院三星醫療中心兒科總結了干細胞研究的最新進(jìn)展，重點(diǎn)關(guān)注MSCs在預防和治療新生兒BPD、IVH和HIE中的應用，特別強調臨床前和臨床數據。

間充質(zhì)干細胞移植治療作用的機制

間充質(zhì)干細胞的治療作用的機制需要進(jìn)一步闡明。最初的假設，即間充質(zhì)干細胞可能分化成修復性后代，已被普遍拒絕。相反，間充質(zhì)干細胞作用的主要治療機制被認為涉及執行修復功能的旁分泌因子，協(xié)調針對損傷的內源性修復，相當多的研究表明，間充質(zhì)干細胞分泌廣泛的生長(cháng)因子和細胞因子，具有直接的免疫調節作用。這些是具有復雜貨物的膜結合載體的異質(zhì)集合，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸，它們向其他細胞傳遞信號并改變其功能。

局部或全身移植的間充質(zhì)干細胞用于治療各種損傷，通過(guò)分泌可溶性旁分泌分子和EVs（或外泌體）或將線(xiàn)粒體從間充質(zhì)干細胞轉移到宿主細胞，發(fā)揮抗炎、抗凋亡、抗氧化、抗纖維化、抗菌和穩定通透性的作用。

考慮到上述發(fā)現，移植的間充質(zhì)干細胞被認為是作為一個(gè) “旁分泌因子工廠(chǎng)”，對當地微環(huán)境和損傷部位的線(xiàn)索進(jìn)行感應和反應，并分泌多種旁分泌因子，發(fā)揮多種修復功能，包括發(fā)揮抗炎、抗凋亡、抗氧化、抗纖維化和抗菌作用。這與藥物治療形成鮮明對比，后者是以特定劑量提供單一藥劑。

鑒于間充質(zhì)干細胞對旁分泌因子的這些有利影響，并得到臨床前研究的支持，幾個(gè)臨床試驗調查間充質(zhì)干細胞作為棘手的新生兒疾病的新治療選擇，已經(jīng)完成或正在進(jìn)行。

間充質(zhì)干細胞療法的優(yōu)化

最佳細胞來(lái)源

已在廣泛的成人和出生相關(guān)或圍產(chǎn)期組織中發(fā)現MSC，包括骨髓、脂肪、胎盤(pán)、羊水、沃頓凍和臍帶血（UCB）。與從成人脂肪或骨髓獲得的間充質(zhì)干細胞相比，來(lái)源于出生相關(guān)妊娠組織，如UCB，沃頓氏果凍和胎盤(pán)的間充質(zhì)干細胞顯示出增加的趨化因子、促炎癥蛋白和生長(cháng)因子的分泌，以及更高的細胞增殖率。

我們臨床研究發(fā)現UCB來(lái)源的間充質(zhì)干細胞在改善肺部損傷方面的療效優(yōu)于脂肪組織來(lái)源的間充質(zhì)干細胞或單核細胞。因此，出生相關(guān)組織可能被視為一個(gè)有前途的間充質(zhì)干細胞來(lái)源，可用于新生兒疾病的臨床治療。

最佳給藥途徑

為了確定新生兒疾病干細胞治療的給藥途徑，已經(jīng)考慮了全身途徑，如靜脈內或腹膜內，以及局部途徑，如氣管內、鼻內和腦室內。當肺部被靶向時(shí)，干細胞治療的全身靜脈內途徑簡(jiǎn)單、方便且合適，因為靜脈內給藥的細胞最初保留在肺部。

然而，與局部移植途徑相比，全身靜脈途徑存在一些缺點(diǎn)，包括肺栓塞的可能性、非特異性損傷部位靶向以及無(wú)法穿過(guò)完整的血腦屏障。

在我們之前使用BPD動(dòng)物模型的研究中，盡管MSCs的劑量高出五倍，但全身注射后的治療效果低于局部氣管內注射。綜上所述，這些發(fā)現表明供體細胞與宿主損傷部位的接近程度可能會(huì )影響MSCs的治療效果。因此，局部注射可能是MSC移植治療新生兒疾病的首選途徑。（而不是全身注射）

間充質(zhì)干細胞注射的最佳時(shí)機

臨床轉化中的另一個(gè)重要問(wèn)題是確定MSC注射的最佳時(shí)間。在先前使用BPD和IVH大鼠模型的研究中，在炎癥反應高峰的早期急性期移植MSC顯示出優(yōu)于炎癥反應逐漸消退的晚期移植的治療效果。與晚期注射相比，早期注射MSCs誘導高氧肺損傷動(dòng)物模型中VEGF和HGF等生長(cháng)因子的表達上調并在新生IVH幼鼠模型中下調炎性細胞因子的表達，包括IL-1α/β、IL-6和TNF-α。為了應對炎癥環(huán)境，MSCs會(huì )產(chǎn)生調節免疫反應的可溶性有益因子。這種在損傷后急性炎癥高峰期早期移植的時(shí)機可能會(huì )誘導MSCs產(chǎn)生更好的治療效果，包括增強的旁分泌能力。因此，為了獲得更好的治療效果，可能需要在損傷后立即移植MSC。

最佳間充質(zhì)干細胞劑量

捐贈的間充質(zhì)干細胞在BSD、 IVH、或HIE的不同動(dòng)物模型中的治療效果有很大的差異，這些都是基于移植的時(shí)間和途徑。因此，在確定最佳治療效果的間充質(zhì)干細胞的最佳劑量時(shí)，應考慮到間充質(zhì)干細胞移植的具體時(shí)間和途徑。

細胞預處理

通過(guò)在體外暴露于各種刺激，包括缺氧、生長(cháng)因子、激素和特定的藥物制劑，對間充質(zhì)干細胞進(jìn)行預處理，可以增強其分泌的旁分泌因子；營(yíng)養、免疫調節、抗凋亡和促進(jìn)血管生成的作用；因此，它們對各種損傷的治療潛力。我們還表明，對沃頓果凍衍生的間充質(zhì)干細胞進(jìn)行凝血酶預處理，可以提高間充質(zhì)干細胞對嚴重HIE的治療效果。

間充質(zhì)干細胞治療BPD、IVH、HIE臨床試驗報道

干細胞治療支氣管肺發(fā)育不良 (BPD)

盡管目前正在進(jìn)行多項MSC治療BPD的臨床試驗，但迄今為止已經(jīng)完成并報告了兩項早產(chǎn)兒BPD的MSC移植臨床試驗。

2014年，我們開(kāi)展了新生兒干細胞移植的首次人體I期臨床試驗，其中單劑量的同種異體人類(lèi)UCB衍生的MSCs被氣管內移植到九名極早產(chǎn)兒中，平均胎齡為25.3±0.9周，出生體重為793±127g，出生后平均天數為10.4±2.6。這項使用1×107或2×107個(gè)細胞/kg的劑量遞增研究表明該程序安全可行，沒(méi)有出現嚴重的不良事件。在隨后的兩年隨訪(fǎng)研究中，沒(méi)有報告不良的呼吸、生長(cháng)或神經(jīng)發(fā)育結果。

2019年，在美國進(jìn)行了一項使用氣管內UCB-MSC移植的類(lèi)似1期劑量遞增研究，其中12名妊娠28周前出生的極低出生體重嬰兒對治療的耐受性良好。

2018年，一項與該試驗相關(guān)的案例研究報告稱(chēng)，在兩名患有嚴重和確診BPD的嬰兒中重復靜脈注射骨髓來(lái)源的MSC可導致促炎生物標志物水平降低，而不會(huì )發(fā)生不良事件。

2018年，在另一項1期臨床試驗是在6名已確診BPD的極低出生體重嬰兒中進(jìn)行的，使用的劑量為1×106人羊膜上皮細胞/kg。這些具有干細胞樣特征的細胞的靜脈內移植具有良好的耐受性，除了在其中一名嬰兒中觀(guān)察到的肺栓塞事件，這導致使用替代給藥方法。一項為期兩年的隨訪(fǎng)研究報告沒(méi)有發(fā)生長(cháng)期不良事件。

干細胞治療腦室內出血 (IVH)

2018年，對于IVH，僅進(jìn)行了一項干細胞移植的1期臨床試驗。在這項研究中，9名平均胎齡為26.1±0.7周、出生體重為808±85g、被診斷患有嚴重IVH（4級）的早產(chǎn)新生兒被納入，并注射了單劑量的同種異體UCB衍生的MSCs進(jìn)入腦室內。移植在診斷后7天內進(jìn)行，平均出生后第11.6±0.9天，使用5×106和1×107細胞/kg兩種遞增劑量的MSC。在這項研究中，沒(méi)有嬰兒死亡或出現與干細胞移植相關(guān)的嚴重不良反應。嚴重腦室內出血的早產(chǎn)兒腦室內移植間充質(zhì)干細胞可能是安全可行的，值得進(jìn)一步的II期研究。

干細胞治療缺氧缺血性腦病

迄今為止，已經(jīng)進(jìn)行了一項使用MSCs進(jìn)行HIE的臨床試驗，并將其報告為摘要。在這項研究中，共有6名妊娠35周后出生并接受低溫治療的 HIE新生兒被納入。MSCs在出生后48小時(shí)內在體溫過(guò)低的情況下被輸注，除了一名嬰兒在出生后71小時(shí)接受了細胞，還有兩名嬰兒在2個(gè)月時(shí)接受了第二劑MSCs。每次靜脈輸注2×106個(gè)細胞/kg的同種異體臍帶組織來(lái)源的MSCs 。然而，接受這些MSCs的嬰兒在重新加熱后仍然沒(méi)有癥狀，沒(méi)有嬰兒表現出與MSC相關(guān)的輸注反應；除上述研究外，還報道了一項使用臍帶血治療的臨床試驗。

在臍帶血治療HIE中，2020年日本科學(xué)家發(fā)表在Scientific Reports期刊中的《自體臍帶血治療HIE的可行性和安全性初步研究》（Autologous cord blood cell therapy for neonatal hypoxic-ischaemic encephalopathy: a pilot study for feasibility and safety）一文，該研究方案，自體臍帶血均在72小時(shí)內進(jìn)行了回輸。

結果顯示，入組的6名HIE患兒，自體臍帶血回輸30天后，全部擺脫了循環(huán)和呼吸支持；18個(gè)月后，4名嬰兒神經(jīng)功能發(fā)育正常且沒(méi)有任何損傷，另2名嬰兒也延遲了腦癱的發(fā)生。

截至目前，相當多的文獻資料和臨床研究報道了使用臍帶血回輸療法治療HIE。自體臍帶血回輸治療HIE安全且有效，又因其感染和免疫排斥風(fēng)險低等優(yōu)勢，一直備受?chē)鴥韧鈱?zhuān)家認可。

結論

改善患有頑固性新生兒疾病的新生兒和早產(chǎn)兒的結局具有挑戰性，因為這些疾病發(fā)生在未成熟和發(fā)育中的器官中，并且具有復雜的潛在病理生理?yè)p傷機制。因此，與改變或控制單一通路的單一藥物治療的效果不同，MSC治療通過(guò)各種旁分泌和免疫調節作用調節多個(gè)通路，可能是這些新生兒疾病的一種有前途的新治療方式。

隨著(zhù)越來(lái)越多的臨床前證據證明間充質(zhì)干細胞治療新生兒疾病的作用，針對每種疾病的幾項早期臨床試驗最近已經(jīng)完成，顯示出這種療法的安全性和可行性令人鼓舞的積極結果。所以，MSC治療有望在這些難治性新生兒疾病的治療中引發(fā)新的范式轉變。

參考資料：主要參考文獻省略（可后臺留言獲?。?/p>

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