间充质干细胞疗法让绝经女性成功怀孕 | Stem Cell Rev and Rep

阅读本文，您将了解到干细胞疗法如何让一名45岁的围绝经期妇女成功生下了一名重2.7公斤的女婴。另一项针对30名卵巢功能不全女性（18-40 岁）的研究相似，实现怀孕并改善了临床症状。

卵巢功能不全或提前绝经，是一种令人费解且复杂的疾病。卵巢早衰每250 名35岁以下女性中就有一名，每100名40岁以下女性中就有一名。

卵巢早衰 (POF) 影响 1% 的 40 岁以下女性，导致不孕。POF的临床症状包括低雌激素、缺乏成熟卵泡、高促性腺激素和闭经。

POF 可由遗传缺陷、自身免疫性疾病和环境因素引起。POF常规治疗成功率仍然有限。因此，一种创新的治疗策略，如使用人脐带间充质干细胞 (hUC-MSCs) 再生早衰卵巢，可以成为一种选择。

图：间充质干细胞治疗卵巢早衰图形概要

本文重点介绍用于治疗 POF 的 hUC-MSC 的临床结果。到目前为止，数据显示有关使用 hUC-MSC 治疗 POF 的有希望的结果，相对较低的免疫原性、多能性、多来源、经济实惠、生产方便、高效和供体/受体友好性等多种特性使 hUC-MSC 成为治疗基础性 POF 的良好选择。

据报道，hUC-MSCs 通过同时刺激旁分泌方式的众多途径来影响和增强受伤组织再生的所有阶段，这些途径参与控制卵巢纤维化、血管生成、免疫系统调节和细胞凋亡。此外，一些研究表明，干细胞治疗可以导致激素水平恢复、卵泡激活和卵巢功能恢复。

卵巢、生殖与卵巢早衰

卵巢是女性体内复杂而重要的生殖器官。多种因素会影响卵巢功能，导致女性不孕。

卵巢的外层包含称为卵泡的独特结构。这些卵泡产生卵母细胞（未成熟卵），卵母细胞通过称为卵泡发生的过程成熟为可受精卵。

卵巢卵泡包括三类细胞：卵母细胞、卵泡膜和颗粒细胞。卵泡的生长和发育取决于卵泡刺激素 (FSH) 和黄体生成素 (LH) 受体，它们存在于颗粒细胞和卵泡膜细胞中。

卵泡发生是一个精心计划和规范的过程。该过程涉及原始卵泡发育成初级卵泡、腔前卵泡和最终的窦卵泡。排卵发生在这个阶段之后（图 1）。

在女性的生育期，原始卵泡的数量是有限的。随着年龄的增长女性进入了生殖衰老或更年期。

一个女性胎儿中大约有 6 到 700 万个生殖细胞。到女孩进入青春期时，大约有 400,000 至 500,000 个原始卵泡持续存在。月经初潮后每月大约有 1000 个卵泡丢失。

图1

卵泡发生：该过程涉及卵泡（原始）发育成初级卵泡、腔前卵泡和最终的窦卵泡。排卵发生在胃窦期之后

卵泡数量减少，到37岁后约25,000个后，50岁左右只剩下约1000个卵泡，卵泡丢失率增加。

因此，在女性的整个生育期中，只有大约 400 个卵泡会发育和排卵，而大部分卵泡永远不会发育。

由于影响卵巢的各种生殖异常导致不适、月经不调、泌尿系统问题、不孕症和妊娠失败，卵巢可能会停止功能。

其中，卵巢早衰 (POF)/原发性卵巢功能不全 (POI)、多囊卵巢综合征 (PCOS)、Asherman 综合征、子宫内膜异位症和先兆子痫是最常见的女性生殖障碍 。

卵巢早衰 (POF)，又名 (POI) 原发性卵巢功能不全或提前绝经，是一种令人费解且复杂的疾病。POF 每 250 名 35 岁以下女性中就有一名，每 100 名 40 岁以下女性中就有一名。

POF 对女性的健康有重大影响。更年期综合症（一组由卵巢激素水平下降引起的症状）是与自发性绝经相媲美的短期后果的主要来源。

POF 显着降低了自然怀孕的可能性。泌尿生殖系统萎缩也是由于缺乏雌激素引起的（这些组织中的雌激素水平较低，阴道和尿道发生改变）。

阴道干燥、不适和瘙痒是最普遍的泌尿生殖系统症状。泌尿生殖系统萎缩和雌激素不足会进一步阻碍性功能。

骨矿物质密度 (BMD) 的下降对 POF 患者是一种危害。除了经历心理痛苦外，对 POF 女性的调查发现，她们患上神经退行性疾病的几率更高。

一般来说。高促性腺激素和闭经也是导致绝经前综合征和女性不孕症的主要 POF 特征。

卵巢早衰（POF）的常规治疗

由于 POF 的复杂性，已经提出了几种治疗方法。然而，它们都没有显示出足够成功地作为可靠的一线替代品。

POF 的治疗包括激素替代疗法、雄激素、咨询、合成的生物同质性激素、脱氢表雄酮、捐赠的卵母细胞、运动和饮食以及干细胞治疗（图 2  ）。

图2

POF的致病因素、主要原因（医源性因素、环境压力、遗传和自身免疫因素）；治疗方案（激素替代疗法、雄激素、咨询、合成生物同质性激素、脱氢表雄酮、捐卵、运动和饮食以及干细胞治疗）以及间充质干细胞治疗。

有两种不同形式的性类固醇替代品 (SSR)：生理性性类固醇替代品 (pSSR) 和标准性类固醇替代品 (sSSR)。虽然 pSSR 用于控制异常卵巢功能的激素水平，但 sSSR 改善了绝经后妇女的症状。

有人提出，脱氢表雄酮 (DHEA) 是一种不同的激素疗法，可增强卵巢功能。在最近的一项临床试验中，通过评估卵巢反应指标研究 DHEA 对 POF 患者的影响，经过 16 周的治疗后，窦卵泡的数量显着增加，而 AMH 或 FSH 水平未受到显着影响。

卵巢卵泡膜细胞和肾上腺皮质的网状带是 DHEA 的来源。几乎一半的雄激素是由组织中的 DHEA 制成的，由胆固醇和雌激素转化而成。因此，它在外周组织内睾酮 (T)、雌二醇 (E2) 和雌三醇 (E2) 的合成中起着至关重要的作用。

因此，DHEA 是卵巢卵泡类固醇生成中的重要激素原。开具 DHEA 处方的 POF 患者可能会增加怀孕几率并降低流产风险。

已经研究了使用雄激素补充剂，尤其是睾酮，来增强一般健康和性健康。由于复合生物同质性激素 (CBH) 是一种更安全、更有效的替代治疗选择，而且副作用比其他形式的治疗少，因此其使用范围已大大扩大。

Best 和 Triest，两种流行的 CBH 配方，分别包含 80% 雌三醇和 20% 雌二醇（按重量计）和 10% 雌二醇、80% 雌三醇和 10% 雌酮（按重量计）。

尽管为 POF 患者保留生育能力的方法仍在开发中，但应考虑冷冻保存的供体卵母细胞，使用新鲜供体卵子的 IVF 治疗历来在四轮后具有很高的累积妊娠率 (88%)。除了新鲜和新的卵子捐赠外，由于玻璃化冷冻技术的发明，冷冻保存的供体卵母细胞的利用现在成为可能，这是一种快速冷冻过程 。

与卵巢早衰常规治疗相关的风险

POF病因复杂，主要有常染色体遗传异常、X染色体异常、免疫紊乱、酶缺乏等。在年轻人中，由化疗药物引起的 POF 更为明显。

激素替代疗法 (HRT) 是最普遍的 POF 治疗方法。另一方面，HRT 在提高生育率方面的作用仍有争议。应使用替代疗法来减轻与 POF 相关的症状和风险，因为 HRT 被认为对有卵巢癌或乳腺癌病史的女性是危险的；它还会增加血栓、癌症、中风和其他并发症的风险。

对于大多数 POF 女性来说，捐卵是最后也是最有希望的选择。然而，捐赠的卵子供应有限，接受这些卵子的患者将无法生育自己的亲生孩子。因此，专家们正在寻找更有效和创新的 POF 治疗方法。

由于与用于治疗 POF 和不同类型的不孕症的 HRT 疗法相关的副作用，科学家们正在转向替代疗法，例如干细胞疗法，以治疗 POF 和其他类型的不孕症。间充质干细胞移植似乎是一种潜在的治疗选择。

卵巢早衰治疗的干细胞疗法

最近，干细胞疗法被提议作为治疗多种疾病的潜在替代品，并被归类为再生医学。干细胞可以分化和自我更新来修复和恢复受损的组织或细胞。

干细胞是在胚胎、胎儿和成年生命阶段发现的未特化、未分化的细胞。干细胞可能存在于人体的许多部位，并根据它们的来源进行分类，如皮肤和脂肪、脐带、羊水、胎盘和骨髓。

一些主要的干细胞类型，如胚胎干细胞：胚胎干细胞；MSCs：间充质干细胞；SSCs：精原干细胞；iPSCs：诱导多能干细胞已全部用于基于干细胞的不孕症治疗。可以对 POF 患者进行针对女性可能产生胚珠的干细胞治疗。

最近的研究记录了几种干细胞用于治疗POF 。长期替代受损卵母细胞的前景促使许多人探索干细胞 (SC) 治疗不育症。这些移植的干细胞可能会在卵巢组织内建立并恢复卵巢功能，如在化疗诱导的 POF 小鼠模型中所见。

为了有效的卵巢再生（在早期阶段刺激卵泡），许多干细胞输注技术，包括将干细胞注入卵巢、腹腔镜卵巢注射、通过卵巢动脉输注（动脉内导管术）、TVUS 引导的卵巢注射，或直接卵巢输注/注射被使用。通过刺激休眠卵泡，这些手术可以部分逆转卵巢的衰老过程。即使使用标准药物，这些卵泡也会留在卵巢中而不发育。

对于想要怀孕的 POF 女性来说，干细胞疗法是最后的治疗选择。迄今为止，干细胞治疗已显示出令人鼓舞的结果，在接受骨髓干细胞治疗的卵巢储备较差的女性中发生了自发妊娠 。已经在小鼠和人类中对能够产生卵母细胞的干细胞进行了广泛的研究。

这些发现为开发新型 POF/POI 疗法提供了乐观的理由。通过增加原始卵泡数量、降低颗粒细胞 (GC) 死亡率和恢复卵巢性激素活性，来自不同来源的 SC 可能有助于和支持卵巢功能的恢复。

间充质干细胞 (MSC)

间充质干细胞是从基质组织中提取的多能间充质基质细胞，具有可塑性粘附、自我更新和多向分化能力。

许多专家认为，移植间充质干细胞（MSCs）是最有效、最成功的细胞治疗方式。这些细胞通过同时刺激多种途径（营养、旁分泌、免疫调节和分化）来影响和增强受伤组织再生的所有阶段。

MSCs起源于人体的多个部位，包括骨髓、羊膜、羊水、牙组织、子宫内膜、月经血、肢芽、外周血、胎膜和胎盘、皮肤和包皮、唾液腺、沃顿氏胶、亚羊膜脐带内膜和滑液。

MSCs 通过直接分化和旁分泌作用提供治疗优势，后者现在被认为是最关键的治疗机制。根据研究，MSCs 似乎对细胞信号传导的影响比它们的自然再生能力更大。细胞信号也与再生和修复功能失调的细胞有关。

多项人体试验已证明间充质干细胞 ( MSC ) 可恢复卵巢功能并为女性不孕症提供健康治疗。从各种组织和器官（包括胎盘、骨髓、脂肪组织和子宫内膜）中提取的 MSCs 可促进卵泡发育并改善卵母细胞的发育和质量、排卵和生育能力，作为 POF 的治疗方法。

MSC 具有归巢能力，使它们能够在受损部位自发聚集。因此，MSCs 迁移并附着在受伤的卵巢上，并在多种激素和生长因子的作用下繁殖。根据这些研究，MSCs 可增强卵巢功能并帮助卵巢功能恢复。

人脐带作为人脐带间充质干细胞 (hUC-MSCs) 的来源

人脐带是 MSCs 的良好来源。与骨髓干细胞不同，从人脐带中提取的 MSCs 采集起来更快、更无痛。在脐带的维管组织和沃顿氏胶质中也发现了 MSCs。

这些细胞在组织修复、免疫反应调节和抗癌能力方面表现出与骨髓细胞相同的三重活性。其他多能或胚胎干细胞可以使用 hUC-MSC 作为营养来源 。

UC-MSCs 可以道德上可接受的和非侵入性的方式获得，并且可以在扩展后产生大量的 UC-MSCs。脐带 (UC) 包含一条脐静脉 (UCV) 和两条脐动脉 (UCA)，均嵌入沃顿氏胶质 (WJ) 内，沃顿氏胶质 (WJ) 是一种被羊膜上皮覆盖的特定粘液结缔组织（图 3  ）。

图3

脐带组织的不同隔室。一根脐静脉（UCV）和两根脐动脉（UCA）被植入脐带（UC）中的沃顿氏胶（WJ）中，形成脐带（UC）的结构。羊膜上皮包围粘液结缔组织。

hUC-MSC 可来源于脐带的白色肉质，称为沃顿氏胶质 (WJ- MSC )、脐带血 (UC-MSC)或人脐带血管周围干细胞 (HUCPVC )。尽管 UC 血 (UCB) 和脐带 (UC) 通常在分娩后作为医疗废物丢弃，但它们提供了丰富的干细胞来源。从 UCB 中鉴定出至少三种类型的干细胞，包括内皮祖细胞、间充质干细胞 (MSC) 和造血干细胞 (HSC)。已从许多脐带隔室中分离出 MSC。MSCs 已从脐带血中分离出来，在沃顿氏胶和脐静脉内皮下：血管周围区、羊膜下和血管间位点。UC-MSC 相对于其他 MSC 来源的优势是非侵入性检索、现成使用和高丰度。

hUC-MSCs的优势

脐带在出生后通常作为医疗废物丢弃；因此，由于该程序是非侵入性的，因此排除了对其访问的道德担忧。

UC-MSC 与其他来源的 MSC 一样，具有独特的自我更新能力，同时保持其多能性（发育成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、肝细胞和神经元的能力）。

干细胞通过旁分泌作用而不是发育成特定细胞来增加卵巢功能。

不同的生长因子、细胞因子、信号脂质、调节性 miRNA 和信使 RNA (mRNA) 都存在于间充质干细胞 (MSC) 释放的囊泡中。

细胞信号传导、细胞间通讯以及组织或细胞代谢的变化都受到这些变量的影响。UC-MSCs 的免疫调节特性也引起了人们的兴趣。

UC-MSCs 现在被强调为一种潜在的适应性再生医学和免疫治疗策略。UCMSCs 几乎没有什么特殊的特性可以维持，即快速自我更新、低肿瘤风险、低免疫排斥几率、较少伦理问题、无创无痛采集以及易于批量生产。

hUC-MSCs 的旁分泌作用

hUC-MSCs 具有高细胞因子分泌特征，使其增殖更快、分化更有效且免疫原性低。其中包括白细胞介素 (IL)、集落刺激因子 (CSF)、肿瘤坏死因子 (TNF)、干扰素 (IFN)、趋化因子和 TGF。

这些细胞因子参与 UCMSC 的归巢、抗炎、迁移、抗促血管生成和凋亡途径。几项研究表明，这些 UCMSCs 可以通过产生细胞因子和其他参与增殖和组织形成的因子来修复受损的卵巢功能。

以下是对干细胞被认为具有的基本作用机制的拟议解释（图 4 ），据报道，用 hUC-MSCs 治疗的卵巢显示，在循环愈合过程中，卵巢生态位中的血管形成增加，并且可能有助于血管生成背景下的卵巢恢复。

在体内和体外，这些细胞产生的因子如 (HGF) 肝细胞生长因子、(VEGF) 血管内皮生长因子、胰岛素样生长因子-1(IGF-1) 和 (FGF-2) 成纤维细胞生长因子-2据报道可诱导动脉生成。

当 VEGF 和 HGF 结合时，血管直径会增加。HGF 有助于血管面积扩张，而 VEGF 可增加诱导血管的面积、长度和多个分支点。

图4

使用干细胞治疗卵巢损伤的拟议机制。流程图表示如何通过各种方法注射 MSCs 来治疗卵巢早衰，因此 MSCs 通过旁分泌信号发挥作用，并参与控制卵巢纤维化、血管生成、免疫系统调节和细胞凋亡。卵巢早衰 (POF)、间充质干细胞 (MSC)、血管内皮生长因子 (VEGF)、成纤维细胞生长因子 2 (FGF2)、成纤维细胞生长因子 (FGF)、肝细胞生长因子 (HGF)、胰岛素样生长因子1 (IGF-1)、抗苗勒管激素 (AMH)、促卵泡激素 (FSH)。

hUC-MSCs 的免疫抑制作用

hUC-MSC 是 MSC 的丰富来源，可显示干细胞特异性标记物，可分化为各种类型的中胚层细胞，用于免疫反应调节和组织修复。

较差的免疫原性与适应性免疫所需的 MHC I 类和 II 类蛋白的产生减少有关。MSCs 与各种免疫细胞相互作用。MSCs 已被证明通过控制巨噬细胞、细胞因子和调节性 T 淋巴细胞的数量在卵巢生态位中表现出免疫调节能力。

MSC 与先天性和适应性免疫系统的免疫细胞相互作用，以显示免疫调节特性。MSC 控制 T 细胞的生长和功能。MSCs仅在受限的靶组织中发挥免疫调节功能；它们没有系统性影响。因此，它们不会全身性地抑制免疫系统。

使用 hUC-MSCs 治疗 POF 的临床试验

由于 POF 对女性的健康有重大影响，因此已经进行了大量临床研究来解决主要与怀孕有关的问题。更多研究还分析了该疾病的主要结果，例如卵巢的大小；血清激素水平，例如抗苗勒管激素 (AMH)、黄体生成素 (LH)、促卵泡激素 (FSH) 和雌二醇 (E2)。

在大量临床研究中进行了研究，例如每月的窦状卵泡计数 (AFC) 和优势卵泡 (DFC) 数量；婴儿出生和怀孕的数量；ICSI / IVF 周期中收获的卵母细胞、成熟卵母细胞、优质胚胎的数量，临床妊娠、流产或活产的百分比；以及不良事件的频率，例如体温升高、皮疹、阴道流血、头痛。第一项临床研究是在使用骨髓 (BM) 的 MSCs 的人身上进行的，通过髂嵴抽吸进行细胞收集、干细胞分离和体外培养方法。

例如，一名45岁的围绝经期妇女生下了一名女婴

2018年印度科学家Gupta 等人报道了一项干细胞疗法，一名 45 岁的围绝经期妇女生下了一名重 2.7 公斤的女婴。

这可能是全球首例应用MSCs成功为45岁女性顺利产下健康婴儿的案例。

案例报告显示：这位45岁的围绝经期女性，近3年来月经稀少，她的 AMH 水平低至 0.4 ng/mL。在超声检查中，卵巢无异常，窦状卵泡计数为 1。作为单身母亲，她不想选择通过捐卵计划进行辅助生殖。

考虑到卵巢体积小，不能通过阴道途径接近并且难以固定以进行滴注，研究人员首选在卵巢中腹腔镜滴注MSCs。

患者接受了全身麻醉；腹腔镜检查准备就绪。进行了带有 5 毫米内窥镜的四孔腹腔镜检查。卵巢被固定在颅骨和尾骨位置，用镊子和卵巢内滴注约 1-2 毫升的MSCs在 3-4 个部位，如图所示。

图5，干细胞的腹腔镜滴注

该名女性，在接收干细胞治疗8 周后，超声显示每个卵巢有两个卵泡。此外，AMH 提高到 0.9 ng/mL。考虑到患者的年龄，立即计划了第一个卵子收集周期。相关研究发表在2018年Journal of human reproductive sciences。

MSC 制剂通过腹腔镜注射到卵巢中

2016年埃及开罗爱资哈尔大学医学院妇产科的临床研究人员为了评估间充质干细胞 (MSC) 移植对 POF 女性的治疗潜力。

112例POF高危患者（40岁前闭经）中，确诊10例。十名 POF 患者被安排进行 MSC 移植。

相关研究发表在Acta Med Int（Autologous stem cells therapy, The first baby of idiopathic premature ovarian failure）。

MSC 制剂通过腹腔镜注射到卵巢中。子宫内膜部分活检组织病理学 (HP) 和免疫组织化学 (IH) 染色，并根据 Edessy 干细胞评分 (ESS) 进行评估。

根据Edessy卵巢储备评分（EORS）评估卵巢储备。结果显示移植后两例（20%）（ESS = 5 和 6）在 3 个月后恢复月经，其中 1 例（10%）（病例 5）（ESS = 6）在 11 个月后怀孕并分娩健康完整足月婴儿 (Zeinab)。

移植后 10 个月，怀孕患者（病例 6）的 EORS 在治疗前为 0 后被发现为 7。另一例经期病例（病例10）的EORS为0后为5。2例经期病例表现为局灶性分泌改变，病例5为萎缩性子宫内膜，病例10为增殖性子宫内膜扭曲。被视为真实且希望获得健康怀孕和婴儿的 POF 病例。它显示出良好的临床、HP 和 IH 结果（图6）。

图6：MSC并通过腹腔镜检查将其注入卵巢

(a)腹腔镜卵巢自体Mscs注射第一步，(d)腹腔镜卵巢自体Mscs注射第二步

根据 ClinicalTrials.gov 的数据，目前全球有 11 项临床研究使用 MSCs 治疗 POI/POF 患者。

在这 11 项研究中，有 5 项涉及移植人脐带间充质干细胞。将UCMSCs移植到POI/POF患者体内的临床试验仍在进行中，还需要更多的研究来确定UCMSCs是否有效治疗POI/POF。

中国南京大学科研团队于 2022 年 4 月 (NCT05308342，clinicaltrials.gov/)开展了相关研究，这是一项介入性、单中心、随机、对照的前瞻性研究。

该项目主要确定 hUC-MSC 治疗患者的有效性和安全性（已婚女性，年龄 20 岁 ≤ 年龄 10 毫米；卵巢早衰被纳入并接受激素治疗替代结合 hUC-MSC 移植到卵巢。

UC-MSCs 在经阴道超声 (TVUS) 的指导下被注射到患者的卵巢中，这项正在进行的研究为未来的类似研究提供了有希望的模板。

总之，许多夫妇因卵巢早衰导致不孕而感到悲伤和绝望。由于这种疾病的复杂性，没有建议采用单一疗法；相反，已经使用了并发症较少的联合治疗。虽然不是特别有效，但 POF 患者通常使用激素疗法来控制症状。

在过去的十年中，许多具有治疗前景的干细胞类型已被用于治疗 POF。大多数研究证明了干细胞治疗 POF 的有效性，有证据表明这些细胞可能发育成卵巢卵泡并恢复卵巢功能。

研究表明，间充质干细胞有望治疗多种疾病。关于 MSCs 对 POF 的影响正在进行临床和临床前研究。根据初步研究结果，在临床环境中全身施用 MSCs 具有显着的治疗潜力，将为 POF 患者带来希望。由于已经完成的几项成功的临床试验，MSCs 在 POF 中的临床应用将很快实现。

参考文献：Umer, A., Khan, N., Greene, D.L. et al. The Therapeutic Potential of Human Umbilical Cord Derived Mesenchymal Stem Cells for the Treatment of Premature Ovarian Failure. Stem Cell Rev and Rep (2022). https://doi.org/10.1007/s12015-022-10493-y