初步探討臍血干細胞治療小兒孤獨癥

張銳波　顧教偉★

初步探討臍血干細胞治療小兒孤獨癥

張銳波顧教偉★

孤獨癥又稱自閉癥，是起病于嬰幼兒期的、特有的、嚴重的精神障礙疾病［1］。國內外對于孤獨癥的病因及發(fā)病機制進行了廣泛研究，但大多都缺乏有力的證據，因此在孤獨癥的治療上，頗有爭議。臍血干細胞是近年來發(fā)現的一類具有與骨髓細胞相同的多向分化潛能的原始祖細胞，同時臍血造血干細胞移植已廣泛應用于臨床，治療多種疾病。此綜述試圖探討臍血干細胞治療孤獨癥的可能機制，為其廣泛應用于臨床提供一定的依據。

1　孤獨癥

孤獨癥由Leo Kanner于1943年首先報道［1］。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，我國約有60～180萬的孤獨癥患兒［2］。孤獨癥已成為兒童慢性疾病之首，超過兒童腫瘤、白血病、艾滋病、糖尿病發(fā)生率的總和。其中約75%的孤獨癥兒童智力低下，成年后依然有50%～70%的患者社會適應不良，生活不能自理，終生需要照顧，從而給社會家庭帶來巨大的經濟和精神負擔［3］。

孤獨癥的病因及發(fā)病機制目前尚不清楚，國外對孤獨癥的研究進展較快，已從分子水平探討了孤獨癥的病因及發(fā)病機制，主要包括以下幾個方面：（1）遺傳因素。有研究［4～8］顯示，孤獨癥在同卵雙生子中的發(fā)病率明顯高于異卵雙生子。其中，通過研究染色體發(fā)現，在常染色體中，除4號和20號染色體外，其余染色體異常均與孤獨癥有關［9］。（2）環(huán)境因素。有研究者對孤獨癥患兒進行流行病學研究發(fā)現，母孕期長期用藥史、感染史、先兆流產、胎兒窘迫、分娩過程、抽搐史及新生兒缺血缺氧性腦病、新生兒黃疸等均為該病的高危因素，其中，母孕期感染被認為是導致其發(fā)生的重要危險因素之一［4，8］。尤其是某些免疫功能較差的患兒在孕期易遭受感染，造成中樞神經系統(tǒng)不可逆損害，增加孤獨癥的發(fā)病率［10］。（3）代謝因素。孤獨癥與某些元素代謝障礙有關，如鐵、鈣等必需元素缺乏或吸收障礙，導致神經細胞在增殖分化過程中出現異常；鉛、汞含量過高干擾神經遞質的正常代謝，出現大腦皮層異常放電，導致腦損傷［11］。（4）腦部組織灌流不足。孤獨癥患者的腦部組織灌注不足可導致功能異常，如在孤獨癥患兒中有顳葉特殊區(qū)域灌流不足的表現，這部分腦組織與認知［12］、社會交往以及語言能力［13，14］相關。也有證據［14］表明腦灌流不足及其導致的組織缺氧的程度是與孤獨癥癥狀的嚴重性相關。（5）免疫功能異常。一些免疫調節(jié)因子如IL-12和IFN-γ可在體內和體外選擇性地刺激Th-1，來觸發(fā)器官特異性自身免疫性疾?。?5］。也有研究者發(fā)現相當部分的孤獨癥患兒體內存在抗鏈激酶、抗CD26和CD69等自身抗體，這些自身抗體與腦組織抗原結合形成免疫復合物損害屏障，導致毒性物質透過血腦屏障進入循環(huán)，進一步損傷神經組織，引起孤獨癥兒童語言、認知和社交等方面的障礙［16］。同時，補體介導的炎癥反應，也能引起神經元損害，導致孤獨癥的發(fā)生［17］。（6）家庭因素。研究表明，孤獨癥患兒父母大多文化水平高、有專業(yè)技能，父母性格內向、對孩子淡漠的固執(zhí)，家庭缺乏溫暖?？赡苁且蚋改笇⒆咏逃椒ú划敾蛞蚋改競€性中一種特殊形式的遺傳，或二者兼有之［18］。

孤獨癥有典型三大臨床特點：社會交往損害、語言交流缺陷和刻板、重復性的興趣、行為和活動［19］。然而孤獨癥癥狀表現復雜，涉及領域繁多，其在不同年齡階段具有一定的發(fā)展性，有些兒童只是表現出部分孤獨樣的癥狀，給孤獨癥患兒的診斷帶來一定的困難，因此在孤獨癥的治療方面，頗有爭議［20～26］。盡管有較多的治療方法，但其只能改善孤獨癥患兒的各種表現，而不能根本治愈。

2　臍血干細胞

臍血又稱胎盤血或臍帶血，是胎兒出生時臍帶內和胎盤近胎兒一側血管內的血液。臍血中含有豐富的造血干細胞和間充質干細胞。臍血干細胞是近幾年來發(fā)現的一類具有與骨髓細胞相同的多向分化潛能的原始祖細胞［27］。臍血干細胞具備自我更新和增殖的能力，并能在特定因素的影響或誘導下，向各種細胞或組織分化。自1989年Gluckman等成功地進行世界上第1例臍血造血干細胞移植治療范科尼貧血獲得成功以來，包括中國在內的世界各地相繼開展了此項工作。同時，各地臍血庫網絡的建立及分離、保存、配型技術的不斷完善，臍血造血干細胞移植的例數迅速增長［28］并廣泛應用于臨床，治療多種疾病［29～32］。

臍血造血干細胞移植具有諸多優(yōu)點：來源豐富、取材簡單；對供、受的要求相對較低；不易受病毒及殘留腫瘤細胞的污染；CD3、CD4細胞相對不成熟，急性移植物抗宿主病發(fā)生率低；NK細胞、LAK細胞較多，移植物抗白血病效應發(fā)生率低；增殖、自我增殖能力強；骨髓基質細胞多，給造血干細胞提供生長的微環(huán)境等［33］。

孤獨癥目前沒有明確有效的治療辦法，作者試圖探討臍血干細胞治療孤獨癥的可能機制：（1）孤獨癥患兒有大腦結構和功能的異常改變，如神經元細胞的凋亡和壞死等［13］，而臍血干細胞中含有許多未成熟干細胞，如CD34+細胞，其具有很強的增殖、自我更新能力及多向分化潛能［34～37］，因此，將臍血干細胞移植入體內，遷移至病損部位，并向神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞分化，以達到激活和修復腦內受損的神經細胞，改善神經功能的目的。（2）孤獨癥患兒腦內存在組織灌注不足以及可能由灌注不足引起的神經細胞的損傷，以致患兒出現一系列特殊怪異的臨床癥狀，干細胞植入體內后，可分泌腦源性神經營養(yǎng)因子（BDNF）、胰島素樣生長因子 1（IGF-1）、肝細胞生長因子（HGF）等多種細胞因子，調節(jié)腦內因子及遞質代謝，達到調節(jié)腦內血流及改善循環(huán)的作用［38］。（3）孤獨癥患兒腦內存在代謝產物的堆積和神經遞質的異常蓄積［11］，干細胞植入體內后分泌的上述因子可調節(jié)腦內因子及遞質代謝，同時激活靜默的突觸連接，從而改善患兒的臨床癥狀。（4）孤獨癥患兒在中樞神經系統(tǒng)或外周都存在T細胞和B細胞的功能異常，這些異常包括系統(tǒng)性的T淋巴細胞的減少，對絲裂原的反應增殖減少以及細胞因子的產生異常［39］，而移植的干細胞能夠持續(xù)分泌白細胞介素-10，轉化生長因子-β等免疫抑制因子，可產生前列腺素-2、色氨酸分解代謝酶吲哚胺2，3、雙氧化酶和半乳凝集素-1等多種免疫調節(jié)因子，并可通過抑制樹突狀細胞的成熟與抗原提呈能力達到非特異性調節(jié)免疫應答的作用［40］，從而調節(jié)孤獨癥患兒的免疫系統(tǒng)。

3　小結

臍血干細胞與骨髓干細胞相比，分離方法簡單，細胞活力強，易大量擴增，同時臍帶為醫(yī)療廢棄物，材料易獲得，價格低廉，在既往的臍血干細胞移植來治療其他疾病中，不良發(fā)應較少，因此，干細胞治療孤獨癥患兒可以成為治療孤獨癥的一種新方法，其效果顯著，該治療方法具有良好的前景。

1 Mitchell S，Brain J，Zwaigenbaum L，et al.Early language and communication development of infants later diagnosed with autism spectrum disorder. Dev Behav Pediatr，2006，27（2suppl）：S69～S78.

2 Zhang L，Wong MH.Environmental mercury contamination in china sources and impacts. Environ Int，2007，33（1）：108～121.

3 Jaccarino J. Treating the special needs patient with a developmental disability：cerebral palsy，autism and downsyndrome：recognizing signs of developmental delays and providing appropriate dental care. Dent assist，2009，78（6）：7～8.

4 Kinney DK，Munir KM，Crowleya DJ，et al. Prenatal stress and risk for autism. J Neurosci Biobehav Rev，2008，32（8）：1519～1532.

5 Toth K，Dawson G，Meltzoff AN，et al. Early Social，Imitation，Play，and Language Abilities of Young Non-Autistic Siblings of Children with Autism . J Autism Dev Disord，2007，37（1）：145～157.

6 Levy SE，Mandell DS，Schultz RT. Autism.J Lancet，2009，374（9701）：1627～1638.

7 Christensen L，Hutman T，Rozga A，et al. Play and developmental outcomes in infant siblings of children with autism . J Autism Dev Disord，2010，40（8）：946～957.

8 Cannell JJ. On the aetiology of autism . J Acta Paediatr，2010，99（8）：1128～1130.

9 Vourch P，Martin I，Bonnet F，et al. Mutation screening and association study of the UBE2H gene on chromosome 7q32 in autistic disorder. Psychiatric genetics，2003，13（4）：221～225.

10 Jyonouchi H，Geng L，Quraishi H，et al. Impact of innate immunity in a subset of children with autism spectrum disorders：a case control study. J Neuroinflamm，2008，5：52.

11 DeSoto MC， Hitlan RT. Sorting out the spinning of autism：heavy metals and the question of incidence. J Acta Neurobiol Exp，2010，70（2）：165～176.

12 Pierce K，Haist F，Sedaghat F，et al. The brain response to personally familiar faces in autism：findings of fusiform activity and beyond. Brain，2004，127（12）：2703～2716.

13 Critchley HD，Daly EM，Bullmore ET，et al. The functional neuroanatomy of social behaviour changes in cerebral blood flow when people with autistic disorder process facial expressions. Brain，2000，123（11）：2203～2212.

14 Boddaert N，Chabane N，Belin P，et al. Perception of complex sounds in autism：abnormal auditory cortical processing in children. Am J Psychia try，2004，161（11）：2117～2120.

15 Jyonouchi H，Sun S，Itokazu N. Innate immunity associated with inflammatory responses and cytokine production against common dietary proteins in patients with Autism spectrum disorder. Neuropsyc hobiology，2002，46（2）：76～84.

16 Vojdani A，Campbell AW，Anyanwu E，et al.Antibodies to neuronspecific antigens in children with autism：possible cross-reaction with encephalitogenic proteins from milk，Chlamydia pneumoniae and Streptococcus group A.J Neuroimmunol，2002，129（1～2）：168～177.

17 Torrente F，Ashwood P，Day R，et al. Small intestinal enteropathy with epithelial IgG and complement deposition in children with regressiveautism. Mol psychiatry，2002，7（4）：375～382.

18 徐翠青，張靜.兒童孤獨癥的研究進展.國外醫(yī)學社會醫(yī)學分冊，2004，21（2）：49～50.

19 陳蓮俊.自閉癥診斷與服務的發(fā)展趨向.中國特殊教育，2011，18（8）：59～65.

20 Blundell J，Blaiss CA，Etherton MR，et al. Neuroligin-1 deletion results in impaired spatial memory and increased repetitive behavior. J Neurosci，2010，30（6）：2115～2129.

21 Tabuchi K，Blundell J，EthertonMR，et al. A neuroligin-3 mutation implicated in autism increases inhibitory synaptic transmission in mice. Science，2007，318（5847）：71～76.

22 Ostenfeld T，Caldwell MA，Prowse KR，et al. Human neural precursor cells express low levels of telomerase in vitro and show diminishing cell proliferation with extensive axonal outgrowth following transplantation. Exp Neurol，2000，164（1）：215～226.

23 Bailey A，Luthert P，Bolton P，et al. Autism and megalencephaly. Lanc et，1933，341（8854）：1225-1226.

24 Bauman ML，Kemper TL. Histoanatomoic observations of the brain in early infantile autism.Neurology，1985，35（6）：866～874.

25 Mountz JM，Tolbert LC，Liu DW，et al. Functional deficits in autistic disorder：characterization by technetium-99m-HMPAO and SPECT .Nucl Med， 1995，36（7）：1156～1162.

26 Tsuchiya KJ，Hashimoto K，Iwata Y，et al. Decreased serum levels of platelet-endothelial adhesion molecule（PECAM-1）in subjects with high-functioning autism：a negative correlation with head circumference at birth. Biol Psychiatry， 2007，62（9）：1056～1058.

27 金譽，單根法，鐘竑.臍血干細胞的研究進展.上海第二醫(yī)科大學學報，2004，24（5）：389～391.

28 鄒萍.臍血造血干細胞移植的現狀與展望.中華器官移植雜志，2003，24（4）：195.

29 葛林阜，周芳，余喆，等.減低劑量的臍血造血干細胞移植/輸注治療重型再生障礙性貧血21例臨床研究.中華臨床醫(yī)師雜志，2008，2（7）：755～762.

30 張紅宇，任漢云，王鈞，等.雙份HLA不全相合非血緣臍血移植成功治療成人急性髓細胞白血病1例報告并文獻復習.臨床血液學雜志，2003，16（4）：160～161.

31 Kim SW，Han H，Chae GT，et al. Succesful stem cell therapy using umbilical cord blood derived multipotent stem cell for disease. Stem Cells，2006，24（6）：1620～1626.

32 唐曉鵬，楊旭，張旻，等.臍血干細胞移植治療肝功能衰竭及心肌損害的臨床與實驗研究.中華肝臟病雜志，2005，13（4）：259～263.

33 彭新國，陳佳榮，李占全，等.臍血造血干細胞移植的相關免疫分析.濱州醫(yī)學院學報，2006，29（1）：47～50.

34 Gluckman E， Broxmeyer HA， Auerbach AD， et al. Hematopoietic reconstitution in a patient with Fanconi's anemia by means of umbilical-cord blood from an HLA-identical sibling. N Engl J Med，1989， 321（17）： 1174～1178.

35 Hu MY，Deng JW，Wang XL.Impmvement of histology adn longtetraethology of hypoxic isclilemic brain damage neonatal rats after umbilical cord mononuclear cell transplantation.J Clin Rehabil Tissue Eng Res，2008，12（34）：6648～6652.

36 Man Y，Li JB，Ma J，et al.Human umbilical cord blood-mononuclear cell vein transplantation For treating vascular dementia in 18 elderly patients.J Clin Rehabil Tissue Eng Res，2008，12（47）：9359～9362.

37 Vaziri H，Dragowska W，AIIospp RC，et al.Evidence for amitotic clock in human hematopoietic stem cells：loss of telomeric DNA with age. Proc Natl Acad Sci USA，1994，91（21）：9857～9860.

38 Li Y，Chen J，Chen XG.Human marrow stromal cell therapy for stroke in rat：neutrophins and functional recovery.Neurology，2002，59（4）：514～523.

39 Cohly HH，Panja A.Immunological findings in autism.Int Rev Neurobiol，2005，71：317～341.

40 Kadri T，Lataillade JJ，Doucet C，et al.Proteomic study of Galectin-l expression in human mesenchymal stem cells.Stem Cells Dev，2005，14（2）：204～212.

442000 湖北省十堰市太和醫(yī)院（湖北醫(yī)藥學院附屬醫(yī)院）