【脐带血聚焦】脐带血干细胞的历史与研究进展

　　脐带血是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液，其中含有丰富的造血干细胞。自1988年全球第一例脐带血造血干细胞移植治疗范可尼贫血成功以来，据2013年美国纽约血液中心统计，全世界已进行了40000例以上的脐带血移植。

　　美国纽约血液中心（NYBC）的统计数据表明，脐带血已用于80多种疾病的治疗。血液疾病：如再生障碍性贫血（重型）、β-地中海贫血；癌症：如白血病、神经母细胞瘤；免疫系统疾病：如慢性肉芽肿病、先天性中性粒细胞减少症、骨髓粒细胞缺乏症、重症联合免疫缺陷病、胸腺发育不良……

　　美国食品药品监督管理局（FDA）监管的再生医学临床研究中提出，脐带血可用于治疗以下疾病：自闭症、脑性瘫痪、小儿中风、创伤性脑损伤、后天性耳聋等。

　　脐带血临床应用简史

脐带血治疗血液病的研究进展

　　一、脐带血造血干细胞和脐带血移植（CBT）的特点

　　1.由于胎盘屏障的保护作用，脐带血不易被肝炎病毒、巨细胞病毒和其它病毒等感染。

　　2.脐带血造血干细胞能耐受冷冻储存而长期保存，可随时取用，非血缘脐带血的査询至获得只需2～3周时间，较非血缘外周血或骨髓造血干细胞移植供者的整个查询和采集过程提前2～5个月，且脐血库为实物冻存的干细胞库，脐带血可随时取用，避免了骨髓和外周血造血干细胞捐献者在采集捐献过程中终止捐献的风险等诸多不确定因素。

　　3.脐带血来源丰富、采集方便，采集过程对母婴均无危害，也不存在应用胚胎干细胞相关的伦理问题。

　　4.脐带血中T淋巴细胞数较少且较原始，使其活化增殖受限，炎症细胞因此产生减少且免疫抑制因子增多，因此，UCBT后GVHD尤其是慢性GVHD发生率低且程度轻，而移植物抗白血病（GVL）效应并不减弱，恶性血液病患者UCBT后的复发率较低。

　　5.脐带血的免疫原性较弱，HLA-Ⅱ类抗原表达率低，几乎不产生抗体，能耐受HLA（1～2）/6个位点不合的移植，几乎所有患者都能找到至少1份HLA（4～6）/6位点相合的脐带血。

　　二、脐带血移植（CBT）的临床应用

　　1.CBT在儿童患者中的应用

　　2000年，Rocha等对欧洲脐带血移植协作组（Eurocord）登记的接受HLA相合的同胞CBT 113例和接受HLA相合骨髓移植（BMT）2052例患儿对比研究发现，CBT组急性GVHD及慢性GVHD发生率均低于BMT组，但CBT组移植后1个月的中性粒细胞及血小板植入均较BMT组延迟，而两组的3年总生存（OS）率相当（为64%对66%）。

　　美国脐带血移植研究中心（COBLT）进行的首项儿童UCBT的前瞻性多中心研究中，UCBT后诱导出较强的GVL效应，在高危恶性血液病患者中更具有优势。新近中国学者采用强化清髓性预处理方案马利兰（Bu）-环磷酰胺（Cy）2-BCNU±Flu或Ara-C和Ara-C-Cy-BCNU-TBI治疗11例高危急性淋巴细胞白血病（ALL）伴中枢神经系统复发的患儿，取得了良好的疗效。也表明UCBT后产生的GVL效应使高危儿童ALL伴中枢神经系统复发的患儿获益。

　　2.CBT在成人患者中的应用

　　1995年9月，世界第一例成人非亲属脐带血移植（UCBT）治疗白血病患者在法国圣安东尼奥医院获得成功。2004年，来自Eurocord和北美国际骨髓移植登记组（IBMTR）分别报道了2组多中心、大样本成人非亲属脐带血移植与非血缘骨髓移植多因素对比分析的结果，结果显示接受UCBT的患者HLA不合程度高，高危或进展期患者比例较高；移植后中性粒细胞和血小板恢复延迟；但UCBT组急性GVHD发生率低，特别是慢性广泛型GVHD发生率明显低于HLA全相合的BMT组，两组复发率比较，差异无统计学意义。在IBMTR的研究中，UCBT组同HLA不全相合BMT组的TRM及无白血病存活（LFS）相当，但稍低于HLA全合的BMT组。而Eurocord的研究中，UCBT组同HLA全合的BMT组的TRM、OS率及LFS率相当。这两项研究进一步确立了UCBT在成人非血缘造血干细胞移植的地位。对于成人患者，若无HLA基因匹配的骨髓供者，UCBT也是一种不错的治疗选择。

　　其他临床研究进展

　　1.用于软骨修复

　　由于机体自身软骨细胞少，且软骨局部无血管淋巴分布等结构特点，使得软骨再生和修复的能力十分受限。AZZA等人亦认为脐带间充质干细胞（umbilical cord mesenchymal stem cells，UC-MSCs）与BMSCs相比，具有更强的软骨分化能力，在治疗软骨缺损方面具有更大的前景。根据已有研究的发现，有学者认为TSP-2可作为一种标记物，根据其表达的水平高低选出具有更高分化潜能的间充质干细胞，用于软骨缺损的修复治疗中。

　　2.用于神经系统疾病治疗

　　有学者报道，脐带血干细胞移植对脊髄损伤的恢复起明显促进作用。ZHU等人建立双侧阴茎海绵体神经损伤的小鼠模型，通过海绵体内注射UC-MSCs治疗勃起功能障碍（erectile dysfunction，ED），结果发现注射UC-MSCs可以通过抑制阴茎海绵体纤维化和促进神经细胞再生的途径促进了损伤小鼠海绵体勃起功能的恢复，FENG等人收集100例脑梗死临床患者，各自利用UC-MSCs治疗的治疗组和按照传统治疗方法治疗的对照组，3个月后发现UC-MSCs能够明显减轻脑梗死患者临床症状，且无明显不良反应，这可能与间充质干细胞分化为成熟神经元细胞需要一定的时间以及神经元细胞之间还耑通过轴突发育等过程构建完善的神经网络有关，此实验表明了此种方法对于治疗脑梗死是一种切实有效的治疗手段。

　　3.用于肝脏疾病的治疗

　　近年来，干细胞移植已逐渐成为肝脏疾病治疗研究的热点之一。国外学者ISMAIL通过皮下注射CC14设计出肝纤维化小鼠模型，然后注射脐带血CD34+、CD34-干细胞来治疗肝纤维，结果发现脐带血干细胞具有肝细胞分化潜能，且具有改善肝脏功能及纤维化等作用，却不引起机体明显免疫反应。国内有学者选取20例肝硬化患者为研究对象，釆用干细胞移植对患者进行治疗，3个月后，患者肝功能指标明显好转，且患者无明显不适反应，证明了肝硬化患者使用干细胞移植法治疗效果良好，患者的临床症状及肝功能明显改善，患者生存质量明显提髙。目前对于干细胞治疗肝脏疾病的研究中，骨髄间充质干细胞移植的研究相对较多，但是相对于BMSCs，脐带血干细胞具有更多的优点，其还可低温保存，用于以后机体其他疾病的治疗等。

　　4.用于心肌疾病治疗

　　近年来，通过大量研究表明，脐带血干细胞移植法与传统治疗方法相比，在治疗心血管疾病方面表现出了越来越强的优势。近年来，使用干细胞移植治疗心肌疾病在基础和临床领域均进行了一系列探索，这些研究表明通过利用脐带血干细胞进行心肌移植，可以起到促进心肌再生、促进心肌梗死血管再通等功能，对改善左心射血分数等心功能、机体运动耐量等具有促进作用。

　　5.其他疾病的治疗

　　由于脐带血干细胞具有多向分化潜能，其在疾病治疗上有广阔的应用前景，国内学者等人将脐带血间充质干细胞注射进入Ⅱ型糖尿病患者股四头肌肌肉内，结果表明患者体内Thl、Thl7细胞、血管内皮生长因子水平明显提高，而C反应蛋白（C-reactivepmtein，C-RP）和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosisfactor-α，TNF-α）明显减低，表明移植脐带血间充质干细胞能够明显控制临床上2型糖尿病患者血糖水平以及胰岛素用量，这对于糖尿病患者未来的治疗具有极大的意义。2013年，KIM等人发现脐带血间充质干细胞可通过激活NOD2信号通道可以促进小鼠结肠炎的治疗。此外，脐带血干细胞还可用于抗衰老、代谢性疾病、下肢血管病变、新生儿缺氧性脑病等疾病的治疗。

　　脐带血与深低温储存技术

　　相对于骨髓移植，脐带血很大一个优势就是获取便利，可以储存建库以备随时取用。这离不开深低温储存技术的发展。

　　深低温储存是低温生物学的主要组成部分，其原理是在深低温下组织细胞代谢活动几近停止或暂时停止（-196℃），在正确的保存操作下组织细胞极少被破坏。深低温储存技术在生殖医学中的应用非常广泛，而且已经有很多成功使用的案例：

　　●2003年，西安的李女士冷冻了自己的7枚卵子，时隔12年后使用其中两枚移植助孕成功，产下了一名3.44公斤的健康男婴。

　　●2014年，澳大利亚一位男子亚历克斯使用冻存了22年329天的精子尝试同妻子人工授精，成功生下了一位健康宝宝泽维尔。

　　脐带血与深低温储存技术的完美结合，就是脐带血库。无论是公共库还是自体库，国内外都取得了长足的发展。

　　美国最大的自体脐带血库CBR应用病种统计：

部分国内外脐带血移植案例

　　目前，脐带血移植已成为治疗再生障碍性贫血、白血病等血液疾病的有效治疗方法。脐带血作为造血干细胞的主要来源之一，以其独有的优势，越来越受到血液科专家以及临床医生的青睐。

　　●2009年4月，首都医科大学附属北京儿童医院血液病中心对一例左肾上腺神经母细胞瘤的患儿进行了自体脐带血干细胞移植。随访至4年8个月,患儿无病生存。得出结论，自体脐带血干细胞移植治疗晚期神经母细胞瘤安全有效。

　　●2012年3月，北京市脐血库为北京道培医院提供了一份冻存14年的脐带血，这份脐带血是1998年冻存的，解冻时活性达96％以上。它用来救治了一位49岁，体重达87公斤的白血病患者。

　　●2014年底，来自山东省脐血库的一份脐带血（4个位点相合，有核细胞数为17.22×10^8）成功植入了一位75公斤的白血病患者体内。

　　●2016年2月，山东省脐血库一份自体脐带血出库，用于挽救一名罹患重型再生障碍性贫血的3岁患儿。2016年3月，患儿各项指标均已达到出院要求，患儿顺利出院。

　　●2016年，在美国旧金山举行的第十四届国际脐带血研讨会（ICBS）上，美国杜克大学宣布了一项自体脐带血治疗脑瘫的双盲对比研究结果：接受自体脐带血输注后的一位脑瘫患儿在运动机能方面得到了明显改善。

　　展望

　　脐带血干细胞具有来源丰富、采集方便、对供者无伤害，不受伦理法律的限制、分化能力更强、免疫原性更低等诸多优点，使得其在上述疾病的治疗方面表现出了可观的临床前景。随着脐带血干细胞采集、分离、体外扩增等技术的进一步提高和完善，能够为脐带血干细胞移植的临床的应用创造更加广阔的前景。脐带血作为干细胞的一种来源，是一种重要的生物资源。