干細(xì)胞治療子宮內(nèi)膜損傷及促進(jìn)生育的研究進(jìn)展*

吳瑾柔，駱 婕 綜述，陶 瑩 審校

(廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院/廣東藥科大學(xué)臨床學(xué)院婦產(chǎn)科，廣州 510080)

子宮內(nèi)膜分為功能層和基底層兩個(gè)部分，功能層在每個(gè)周期中通過生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化、剝脫和再生修復(fù)等一些列過程不斷循環(huán)再生。以往認(rèn)為子宮內(nèi)膜基底層細(xì)胞不具有再生能力，因此子宮內(nèi)膜基底層的損傷是臨床上非常棘手的難題，尚無有效的治療方法。而隨著人工流產(chǎn)、宮腔鏡手術(shù)等宮腔手術(shù)操作的逐漸增多，以及子宮內(nèi)膜感染、藥物等多種因素的作用，子宮內(nèi)膜損傷變得越來越常見。子宮內(nèi)膜基底層發(fā)生損傷后，增生的炎性細(xì)胞如單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在子宮內(nèi)膜受損處集結(jié)，引起炎性反應(yīng)，分泌各種炎性介質(zhì)，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜細(xì)胞再生障礙，子宮內(nèi)膜纖維粘連增生形成瘢痕，嚴(yán)重影響子宮內(nèi)膜功能[1]。近年來，眾多學(xué)者開始研究外源性干細(xì)胞移植以改善子宮內(nèi)膜損傷并取得了一定的進(jìn)展，為臨床治療重度子宮內(nèi)膜損傷獲得妊娠機(jī)會(huì)提供了新的思路[2]。

1 干細(xì)胞與宮腔粘連

宮腔粘連(intrauterine adhesions,IUA),又稱為Asheman綜合征,為宮腔內(nèi)有創(chuàng)操作或感染等原因引起子宮內(nèi)膜損傷和子宮肌底層互相粘連導(dǎo)致的宮腔部分或完全纖維化,最終導(dǎo)致宮腔縮窄、扭曲甚至宮腔消失[3]。臨床上常表現(xiàn)為月經(jīng)規(guī)則而經(jīng)量減少甚至閉經(jīng)、不孕癥、反復(fù)流產(chǎn)等癥狀，宮腔鏡是診斷和治療IUA的金標(biāo)準(zhǔn)。感染和宮腔內(nèi)的有創(chuàng)操作可導(dǎo)致子宮內(nèi)膜損傷，輕度的損傷可觸發(fā)局部炎性反應(yīng)，促使上皮細(xì)胞再生，使子宮內(nèi)膜達(dá)到無纖維疤痕修復(fù)[4]，而重度的炎性反應(yīng)和子宮基底層的損傷，可使子宮內(nèi)膜細(xì)胞減少，腺體數(shù)量減少，失去正常的分泌功能，炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)吞噬上皮細(xì)胞，間質(zhì)外露，間質(zhì)細(xì)胞的纖維活性增加，子宮內(nèi)膜功能層和基底層失去正常的界限，形成上皮再生障礙，無法對(duì)激素刺激產(chǎn)生應(yīng)答，纖維粘連間質(zhì)中缺乏血管，形成瘢痕，最終導(dǎo)致IUA[5-6]。IUA可發(fā)生于妊娠期子宮損傷，如流產(chǎn)、胎盤殘留、剖宮產(chǎn)及妊娠滋養(yǎng)細(xì)胞疾病等，也可發(fā)生于非妊娠期的損傷，包括子宮肌瘤剔除術(shù)、診斷性刮宮術(shù)、宮腔鏡手術(shù)等創(chuàng)傷，子宮動(dòng)脈介入栓塞術(shù)后、雙側(cè)子宮動(dòng)脈結(jié)扎術(shù)后及子宮內(nèi)膜結(jié)核、子宮內(nèi)膜炎等感染后。其中，妊娠期子宮損傷較非妊娠期更容易導(dǎo)致IUA，考慮原因與妊娠時(shí)子宮功能性降低，內(nèi)膜及基底層易受損傷；妊娠手術(shù)后由于妊娠物的排出，體內(nèi)雌激素水平驟然下降影響子宮內(nèi)膜增生，造成內(nèi)膜修復(fù)障礙[7]。SCHENKER等[8]的研究也證實(shí)產(chǎn)后更容易發(fā)生IUA，產(chǎn)后刮宮過度，子宮內(nèi)膜的基底層受損或術(shù)后感染等使子宮內(nèi)膜的修復(fù)受干擾，以致IUA發(fā)生。

近年來，很多學(xué)者提出子宮內(nèi)膜基底層和功能層存在子宮內(nèi)膜干細(xì)胞，可以促進(jìn)子宮內(nèi)膜的再生，而子宮內(nèi)膜干細(xì)胞數(shù)量減少或功能降低均可導(dǎo)致子宮內(nèi)膜損傷后無法規(guī)律地再生修復(fù)[9-11]。嚴(yán)重的子宮內(nèi)膜損傷會(huì)波及基底層，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜干細(xì)胞數(shù)量減少和功能受損，內(nèi)膜喪失再生修復(fù)能力，功能層作用無法體現(xiàn)，宮腔被增生的纖維組織充斥，有功能的子宮內(nèi)膜面積減小，內(nèi)膜變薄并萎縮，內(nèi)膜腺體作用減弱[12]。劉芳[13]發(fā)現(xiàn)粘連型子宮的內(nèi)膜注入骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone mesenchymal stem cells，BMSCs)并聯(lián)合雌激素治療后，子宮內(nèi)膜腺體的數(shù)目增加,子宮間質(zhì)纖維化程度降低，損傷的子宮內(nèi)膜可基本恢復(fù)至正常。ZHAO等[14]證實(shí)子宮內(nèi)移植自體BMSCs對(duì)嚴(yán)重的IUA起作用。TAYLOR[15]發(fā)現(xiàn)BMSCs具有強(qiáng)大的再生能力并且可定向分化成子宮內(nèi)膜細(xì)胞，DU等[16]認(rèn)為骨髓衍生干細(xì)胞移植到UIA患者的子宮腔內(nèi)可以促進(jìn)子宮內(nèi)膜再生，說明外源性補(bǔ)充干細(xì)胞可能成為新的修復(fù)子宮內(nèi)膜損傷的方法。趙瀟丹[17]發(fā)現(xiàn)局部損傷的子宮內(nèi)膜發(fā)生炎性反應(yīng)并分泌信號(hào)物質(zhì)，可募集移植的BMSCs遷移至受損傷的子宮內(nèi)膜局部，定向分化并修復(fù)該處子宮內(nèi)膜細(xì)胞，且可以改善IUA模型小鼠的妊娠率。劉新姣[18]比較了人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(human umbilical cord mesenchymalstem cells，UCMSCs)、輸卵管內(nèi)膜干細(xì)胞(fallopian tube mucosa mesenchymal stem cells,FMMSCs)和子宮內(nèi)膜干細(xì)胞(endometrial stem cells,EnSCs)這3種不同來源的干細(xì)胞的抗纖維化潛能，進(jìn)一步研究干細(xì)胞治療IUA的機(jī)制，結(jié)果顯示FMMSCs治療宮腔粘連更有臨床應(yīng)用價(jià)值。以上眾多的研究結(jié)果均說明干細(xì)胞有望作為一種新的有效方法用于治療IUA，而間充質(zhì)干細(xì)胞是目前研究最成熟的一種成體干細(xì)胞。

2 干細(xì)胞與薄型子宮內(nèi)膜

薄型子宮內(nèi)膜是指子宮內(nèi)膜厚度薄于妊娠所需厚度的最低閾值，對(duì)成功妊娠有著重要意義。薄型子宮內(nèi)膜也是導(dǎo)致婦女IUA及不孕的主要原因之一，臨床上主要表現(xiàn)為月經(jīng)周期規(guī)則而經(jīng)量明顯減少和不易受孕等，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。薄型子宮內(nèi)膜目前尚無統(tǒng)一診斷標(biāo)準(zhǔn)，最新的一項(xiàng)Meta分析認(rèn)為黃體中期子宮內(nèi)膜厚度在7 mm以上者妊娠率明顯高于不足7 mm者[19]，而導(dǎo)致薄型子宮內(nèi)膜的原因尚未明確，目前主要認(rèn)為與子宮內(nèi)膜雌、孕激素受體水平較低[20]，宮腔操作導(dǎo)致的子宮內(nèi)膜創(chuàng)傷和粘連[21]，長(zhǎng)期口服避孕藥[22]有關(guān)。MIWA等[23]提出薄型子宮內(nèi)膜的發(fā)病機(jī)制與子宮動(dòng)脈血流阻力增高、腺上皮生長(zhǎng)緩慢，抑制了血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的表達(dá)，形成子宮內(nèi)膜局部供血不良，抑制子宮內(nèi)膜生長(zhǎng)，形成惡性循環(huán)有關(guān)。子宮內(nèi)膜容受性(endometrial receptivity，ER)是子宮內(nèi)膜對(duì)植入胚胎的接受能力，是胚胎能否成功種植的關(guān)鍵[24]。子宮內(nèi)膜厚度是評(píng)價(jià)子宮內(nèi)膜容受性的一個(gè)重要指標(biāo),薄型子宮內(nèi)膜的內(nèi)膜厚度不能滿足胚胎著床需要及臨床妊娠的維持，會(huì)導(dǎo)致子宮內(nèi)膜容受性降低，從而影響胚胎植入，最終導(dǎo)致妊娠失敗[25]。因此，治療薄型子宮內(nèi)膜，改善子宮內(nèi)膜容受性對(duì)改善妊娠結(jié)局具有重要的意義。治療薄型子宮內(nèi)膜常用的方法包括使用雌激素類藥物增加子宮內(nèi)膜厚度，枸櫞酸西地那非、阿司匹林等改善子宮內(nèi)膜微循環(huán)[26]，宮腔搔刮刺激治療，人粒細(xì)胞集落刺激因子宮腔灌注治療及中醫(yī)藥的治療方法嘗試改善薄型子宮內(nèi)膜的容受性，但截至目前臨床癥狀改善不明顯，較難獲得滿意的妊娠率，總體療效欠佳[27-28]。

國內(nèi)外研究表明，干細(xì)胞通過其多向分化及自我更新的功能，能有效促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的再生和增殖。改善薄型子宮內(nèi)膜的厚度及功能，干細(xì)胞治療占有更重要的地位，目前用于治療薄型子宮內(nèi)膜的干細(xì)胞主要有BMSCs、EnSCs、人胚胎干細(xì)胞(Human embryonic stem cells,HESCs)及UCMSCs[29-30]。間充質(zhì)干細(xì)胞是成體干細(xì)胞的重要類型，因其存在于多種組織中，獲取方便，倫理爭(zhēng)議少且具有自我免疫調(diào)節(jié)和營養(yǎng)支持的功能，成為目前干細(xì)胞技術(shù)研究領(lǐng)域的寵兒。 ZHAO等[31]發(fā)現(xiàn)將BMSCs注入薄型子宮內(nèi)膜大鼠模型的宮腔內(nèi)，可以增加實(shí)驗(yàn)大鼠的子宮內(nèi)膜厚度,改善其功能，說明BMSCs宮腔內(nèi)植入治療可有效改善薄型子宮內(nèi)膜，該研究還提示BMSCs宮腔移植后可識(shí)別局部損傷的子宮內(nèi)膜組織,并遷移到損傷部位植入并修復(fù)損傷內(nèi)膜。另有國外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IUA患者行宮腔鏡下IUA分離術(shù)后，觀察子宮內(nèi)膜無明顯增厚，而用BMSCs宮腔灌注聯(lián)合雌激素全身治療，患者的子宮內(nèi)膜厚度明顯增加，行體外受精-胚胎移植(in vitro fertilization embryo transplantatio，IVF-ET)后成功妊娠[32]。還有研究顯示，間充質(zhì)干細(xì)胞可向受損傷的子宮內(nèi)膜定向遷移并分化，促進(jìn)子宮內(nèi)膜再生，增加子宮內(nèi)膜厚度，同時(shí)降低子宮內(nèi)膜免疫排斥反應(yīng)，是薄型子宮內(nèi)膜新的治療方向[33]。

3 干細(xì)胞治療子宮內(nèi)膜損傷的未來展望

3.1干細(xì)胞治療子宮內(nèi)膜損傷的可行性 臨床上，由各種原因?qū)е碌淖訉m內(nèi)膜變薄、基底層損傷，造成月經(jīng)過少、閉經(jīng)、不孕等問題嚴(yán)重困擾患者。以往研究認(rèn)為子宮內(nèi)膜損傷是不可逆的，患者無法通過臨床治療改善癥狀。隨著干細(xì)胞技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外研究報(bào)道，干細(xì)胞可促使多種組織細(xì)胞再生、增殖，恢復(fù)組織細(xì)胞功能。因此，人們希望通過干細(xì)胞移植技術(shù)促使子宮內(nèi)膜細(xì)胞再生、增殖，恢復(fù)損傷的基底層，使得子宮內(nèi)膜增厚，成為受精卵生長(zhǎng)發(fā)育的“肥沃土壤”，干細(xì)胞技術(shù)具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。干細(xì)胞具有強(qiáng)大的增殖和多向分化潛能，以及免疫調(diào)節(jié)能力，可以大量擴(kuò)增，保持?jǐn)?shù)代仍具有低免疫原性[34]。基于干細(xì)胞特有的生物學(xué)功能，干細(xì)胞移植技術(shù)可能為再生醫(yī)學(xué)打開了希望之門，給宮腔纖維性粘連等嚴(yán)重的子宮內(nèi)膜損傷及不孕患者帶來了新的希望。目前國內(nèi)外關(guān)于干細(xì)胞移植治療的研究較為熱門，但是應(yīng)用于子宮內(nèi)膜損傷的研究仍然較少。另外由于國家開放二孩政策，高齡產(chǎn)婦增加，使得干細(xì)胞應(yīng)用于子宮內(nèi)膜損傷的需求更迫切，有充分的社會(huì)需求基礎(chǔ)，對(duì)治療子宮內(nèi)膜損傷引起的IUA、不孕癥具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.2干細(xì)胞調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答作用于子宮內(nèi)膜 子宮內(nèi)膜重度損傷和薄型子宮內(nèi)膜的患者，想要通過傳統(tǒng)的治療獲得成功妊娠非常困難。目前干細(xì)胞技術(shù)和子宮移植為未來研究的方向，而這兩項(xiàng)技術(shù)都還未能成熟向臨床轉(zhuǎn)化。子宮移植的目的是以移植子宮孕育孩子，實(shí)現(xiàn)無子宮和不孕婦女們懷孕生育的夢(mèng)想。它涉及從活著的捐獻(xiàn)者體內(nèi)取出子宮，同時(shí)被捐贈(zèng)者需接受強(qiáng)效的免疫抑制劑藥物，對(duì)于捐贈(zèng)和受贈(zèng)雙方而言，都風(fēng)險(xiǎn)巨大。除了子宮移植手術(shù)本身操作技術(shù)要求高、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大外，接受移植手術(shù)的患者還需要長(zhǎng)期服用免疫抑制藥物防止排斥現(xiàn)象發(fā)生，而這可能會(huì)影響到胎兒的宮內(nèi)發(fā)育，甚至使孕婦產(chǎn)下缺陷胎兒。因此子宮移植雖然社會(huì)價(jià)值極大，但目前仍存在技術(shù)困難，是醫(yī)學(xué)界非常艱巨的挑戰(zhàn)[35]。

干細(xì)胞移植就很可能解決這一難題，由于干細(xì)胞有免疫抑制的能力，具有低免疫原性，不僅移植操作方便而且移植后耐受性好。國外學(xué)者從分子水平解釋了干細(xì)胞的低免疫原性特點(diǎn)，表現(xiàn)為表達(dá)低水平的人類淋巴細(xì)胞抗原(HLA)、主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ(MHCⅠ)類分子，非組成性表達(dá)主要MHC Ⅱ類分子，不表達(dá)共刺激分子，以及不引起同種異源淋巴細(xì)胞的活化和增殖。 同時(shí)干細(xì)胞能調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答，逃避受體的免疫監(jiān)視，這一功能可以使移植的干細(xì)胞免于來自受體的排斥反應(yīng)[36]。另有研究發(fā)現(xiàn)，將人類子宮內(nèi)膜上皮和間質(zhì)干細(xì)胞移植至多項(xiàng)免疫缺陷小鼠的腎包膜下，將小鼠卵巢切除并給予補(bǔ)充雌激素，小鼠體內(nèi)出現(xiàn)移植的人類內(nèi)膜上皮和間質(zhì)干細(xì)胞，并最終增殖分化為人類的子宮內(nèi)膜腺體、間質(zhì)[37]。這進(jìn)一步說明干細(xì)胞具有低免疫原性，有免疫抑制的能力，除在子宮移植方面起重要作用外，其定向分化的能力也可促進(jìn)人類子宮內(nèi)膜的生長(zhǎng)。

3.3干細(xì)胞聯(lián)合中藥治療子宮內(nèi)膜損傷 王冰玉等[38]研究發(fā)現(xiàn)BMSCs與益母草堿聯(lián)用能夠改善新西蘭大白兔IUA的狀況，其作用機(jī)制可能與調(diào)控轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β/Smad3信號(hào)通路有關(guān)。 汪鳳儀[39]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)IUA術(shù)后患者施以滋陰活血湯聯(lián)合雌、孕激素序貫療法，可明顯增加患者的月經(jīng)量，并改善中醫(yī)臨床癥候，中西醫(yī)結(jié)合療法的臨床效果優(yōu)于單用西藥治療。 干細(xì)胞移植聯(lián)合中醫(yī)藥治療可能取得更好的治療效果，目前是研究的熱點(diǎn)。

4 干細(xì)胞技術(shù)臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用面臨的問題

干細(xì)胞技術(shù)向臨床轉(zhuǎn)化還有許多需要解決的問題。例如，如何實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞在體外的培養(yǎng)和定向擴(kuò)增，從而大量分化為定向組織細(xì)胞以供臨床使用，干細(xì)胞分化的細(xì)胞是否能遺傳，以及其在遺傳的過程中能否保持細(xì)胞的穩(wěn)定性而不發(fā)生癌變，如何避免干細(xì)胞分化為無限增殖的細(xì)胞等。同時(shí)，研發(fā)保持干細(xì)胞活性和穩(wěn)定性的藥物及培養(yǎng)基也是需要解決的問題。另外，干細(xì)胞注入體內(nèi)后，如何保證其不發(fā)生游走而固定于需要的位置，干細(xì)胞注入體內(nèi)后其凋亡及分布與正常細(xì)胞是否保持一致。這些都是在臨床使用中面臨的問題。上述問題與干細(xì)胞的注入部位、注入時(shí)間、體外誘導(dǎo)分化的程度、注入的量及是否安全都息息相關(guān)。干細(xì)胞技術(shù)目前面臨的社會(huì)與倫理問題較多，目前法律方面出臺(tái)的相應(yīng)政策較少，如何規(guī)范干細(xì)胞移植技術(shù)向臨床轉(zhuǎn)化的研究及臨床試驗(yàn)仍是社會(huì)倫理需要關(guān)注的問題。總之，干細(xì)胞技術(shù)要廣泛應(yīng)用于臨床治療子宮內(nèi)膜損傷，從整體水平上提升干細(xì)胞對(duì)組織再生與修復(fù)的作用，還有很長(zhǎng)的一段路要走。

綜上所述，干細(xì)胞有很高的再生和分化潛能,隨著近年來干細(xì)胞分化理論深入研究,干細(xì)胞治療作為研究熱點(diǎn)為進(jìn)一步治療子宮內(nèi)膜損傷，提高妊娠成功率提供了新的思路和方法。