干細(xì)胞治療Asherman綜合征的研究進(jìn)展

汪 沙 段 華

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院(100006)

Asherman綜合征是子宮內(nèi)膜基底層破壞引起的宮腔粘連(IUA)，常表現(xiàn)為不孕或反復(fù)妊娠丟失、慢性盆腔痛、月經(jīng)不調(diào)等。常見的危險(xiǎn)因素包括流產(chǎn)或產(chǎn)后刮宮、感染、肌瘤切除術(shù)和宮腔鏡手術(shù)。IUA沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的分類系統(tǒng)，都是基于宮腔鏡下可見的粘連嚴(yán)重程度進(jìn)行分類，IUA患者的預(yù)后與其粘連嚴(yán)重程度密切相關(guān)[1]。

1 IUA形成機(jī)制及相關(guān)防治措施

IUA的病因是子宮內(nèi)膜基底層被破壞，間質(zhì)被纖維組織取代，腺體被不活躍的立方柱狀上皮取代。肌成纖維細(xì)胞通過(guò)激活轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)上調(diào)平滑肌肌動(dòng)蛋白表達(dá)水平，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的增加，導(dǎo)致纖維組織增多而引起IUA[2]。TGF-β是纖維化形成的中樞介質(zhì)，在瘢痕子宮內(nèi)膜中的濃度明顯高于正常子宮內(nèi)膜[2]。纖維化因子表達(dá)的增加抑制子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞的正常再生，隨后瘢痕形成抑制正常子宮肌層的收縮力，導(dǎo)致內(nèi)膜萎縮[2]。此外，去整合素和金屬蛋白酶的表達(dá)增加，抑制ECM降解酶的活性，繼而引發(fā)免疫和炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，擾亂正常的子宮內(nèi)膜再生[3]。

一級(jí)預(yù)防是Asherman綜合征的關(guān)鍵防治措施。隨著超聲和宮腔鏡技術(shù)的發(fā)展，臨床上提倡推廣對(duì)患者進(jìn)行可視化的宮頸探查和刮宮[4]。標(biāo)準(zhǔn)的治療模式主要集中于宮腔鏡下IUA分離術(shù)、術(shù)后預(yù)防再粘連形成和激素促進(jìn)子宮內(nèi)膜修復(fù)3個(gè)方面。手術(shù)治療對(duì)輕度或中度IUA患者有效，但對(duì)重度IUA患者療效欠佳。此外，宮腔鏡聯(lián)合超聲、X光透視或腹腔鏡等輔助手段可有效降低術(shù)中子宮穿孔的風(fēng)險(xiǎn)。

Asherman綜合征的治療關(guān)鍵是防止術(shù)后再粘連，但目前缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的治療劑量及方案[4]。美國(guó)婦科腹腔鏡醫(yī)師協(xié)會(huì)(AAGL)實(shí)踐指南建議在粘連松解后使用雌激素可促進(jìn)子宮內(nèi)膜再生，增加子宮內(nèi)膜對(duì)卵巢激素的敏感性。一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)評(píng)估了宮腔鏡下IUA分離術(shù)后不同劑量雌激素的治療效果，結(jié)果顯示術(shù)后應(yīng)用小劑量雌激素對(duì)預(yù)防再粘連的發(fā)生具有重要的意義[5]。子宮腔內(nèi)注射透明質(zhì)酸(HA)可通過(guò)形成機(jī)械屏障抑制纖維化形成[6]。HA凝膠在改善子宮內(nèi)膜厚度方面比激素型宮內(nèi)節(jié)育器更有效，而在預(yù)防中重度IUA患者宮腔鏡粘連松解術(shù)后預(yù)防再粘連未見差異[7]。目前，其他機(jī)械屏障如羊膜移植物、由聚氧化乙烯羧甲基纖維素鈉制成的凝膠或支架等也有單中心臨床進(jìn)行小樣本量的研究報(bào)道，但由于機(jī)械屏障存在儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)蕊L(fēng)險(xiǎn)而造成臨床上使用受限。此外，IUA二級(jí)預(yù)防措施如宮內(nèi)支架、氣囊或?qū)m內(nèi)節(jié)育器可有效降低粘連重塑和感染的風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2 干細(xì)胞在子宮內(nèi)膜再生中的作用

子宮內(nèi)膜基底層中的干細(xì)胞具有較強(qiáng)的自我更新和多向分化能力[8]。干細(xì)胞還在組織中發(fā)揮其他多種作用，包括營(yíng)養(yǎng)支持、免疫抑制以及內(nèi)源性細(xì)胞的旁分泌信號(hào)。干細(xì)胞分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞兩種類型。胚胎干細(xì)胞干性強(qiáng)，可高度增殖，但也具有致瘤性和倫理困境。成體干細(xì)胞具有較低的惡性潛能，具有可分化為三胚層細(xì)胞的能力，如間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)。MSCs具有易提取、高增殖和低免疫原性等優(yōu)點(diǎn)，最常用于細(xì)胞治療和再生醫(yī)學(xué)。

2.1 直接誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜的再生修復(fù)作用

子宮來(lái)源的干細(xì)胞包括子宮內(nèi)膜細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等，均與子宮內(nèi)膜再生密切相關(guān)[9]。子宮內(nèi)膜細(xì)胞有兩種亞型：主群(MP)和側(cè)群(SP)。與MP細(xì)胞相比，SP細(xì)胞優(yōu)先表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)志物，具有更強(qiáng)的細(xì)胞克隆及分化能力，易分化為內(nèi)皮細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞，而MP細(xì)胞僅分化為基質(zhì)細(xì)胞[10-11]。SP細(xì)胞在月經(jīng)期和增殖期的增殖較多，并在子宮內(nèi)膜再生中起著重要調(diào)節(jié)作用。

非子宮來(lái)源的干細(xì)胞也參與子宮內(nèi)膜的損傷修復(fù)過(guò)程，如骨髓源干細(xì)胞(BMDSCs)、人類胚胎干細(xì)胞(hESCs)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)[8,10,12]。移植BMDSCs對(duì)靶器官的功能修復(fù)有較好的療效，hESCs產(chǎn)生的多能干細(xì)胞類胚體可通過(guò)分泌生長(zhǎng)因子，誘導(dǎo)干細(xì)胞分化為中胚層細(xì)胞調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜再生。子宮內(nèi)膜細(xì)胞發(fā)生損傷時(shí)，可促進(jìn)趨化因子的表達(dá)及分泌，并對(duì)干細(xì)胞歸巢至受損部位具有重要的導(dǎo)向作用。再生的子宮內(nèi)膜組織中聚集少量(<5%)的干細(xì)胞，這表明干細(xì)胞通過(guò)在損傷部位進(jìn)行特異性歸巢的方式調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜的再生及修復(fù)。此外，通過(guò)標(biāo)記保留法可以識(shí)別嚙齒類動(dòng)物的干細(xì)胞的來(lái)源，并對(duì)其進(jìn)行組織學(xué)定位，從而能夠特異性識(shí)別歸巢到損傷組織中的干細(xì)胞[13]。

2.2 通過(guò)免疫調(diào)節(jié)和抗菌作用調(diào)控子宮內(nèi)膜組織再生

干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用，參與子宮內(nèi)膜組織再生的調(diào)控過(guò)程。在固有免疫系統(tǒng)中，MSCs抑制NK細(xì)胞的激活、增殖和細(xì)胞毒性以維持機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)[13]。在適應(yīng)性免疫系統(tǒng)中，MSCs通過(guò)抑制B和T細(xì)胞的增殖、分化為促炎Th1和Th17細(xì)胞，降低促炎細(xì)胞因子的表達(dá)水平等方式以維持機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)[12]。此外，與單層相比，呈球狀組織的間充質(zhì)干細(xì)胞具有更強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)作用，并在子宮內(nèi)膜的損傷修復(fù)中具有重要的調(diào)控意義[14]。MSCs表達(dá)Toll樣受體(TLR)，當(dāng)MSCs與TLR4結(jié)合時(shí)，促炎細(xì)胞因子被分泌；而當(dāng)MSCs與TLR3結(jié)合時(shí)，抗炎細(xì)胞因子被分泌。粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)在損傷組織通過(guò)募集干細(xì)胞和激活免疫調(diào)節(jié)，抑制炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)放大，使炎癥反應(yīng)向抗炎狀態(tài)轉(zhuǎn)化，繼而限定組織損傷范圍并及時(shí)修復(fù)損傷組織；此外，G-CSF還能上調(diào)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的角蛋白、波形蛋白和整合素的表達(dá)，調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜組織再生及修復(fù)功能[15]。

干細(xì)胞還具有抗菌作用。MSCs在脂多糖(LPS)刺激下分泌抗菌因子[16-18]。未經(jīng)刺激的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)分泌腸道肽LL-37抑制革蘭氏陰性和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的生長(zhǎng)[18]。目前，已經(jīng)驗(yàn)證臍帶和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)分泌β-防御素-2和LL-37的途徑而具有抗菌作用[19]。在干擾素-γ刺激下，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌色氨酸代謝酶吲哚胺2，3-雙加氧酶以抑制細(xì)菌生長(zhǎng)[17]。

3 不同來(lái)源干細(xì)胞在子宮內(nèi)膜再生中的作用

3.1 經(jīng)血源性干細(xì)胞

自體來(lái)源的經(jīng)血源性干細(xì)胞(MENSCs)具有容易獲得、遺傳穩(wěn)定、高度增殖而不會(huì)致瘤等優(yōu)點(diǎn)成為治療子宮內(nèi)膜損傷及再生修復(fù)的潛在治療措施[14]。經(jīng)血成纖維細(xì)胞通過(guò)抑制單核細(xì)胞向樹突狀細(xì)胞的生成，從而抑制同種異體淋巴細(xì)胞混合反應(yīng)。還通過(guò)分泌免疫調(diào)節(jié)因子減少炎癥反應(yīng)，從而抑制CD4+T細(xì)胞的增殖和激活。在體外培養(yǎng)的MENSCs可以分化為子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞及基質(zhì)細(xì)胞等。此外，有研究表明體外培養(yǎng)的MENSCs可通過(guò)刺激分化為iPSCs，提示MENSCs具有向子宮內(nèi)膜細(xì)胞分化的潛能，通過(guò)在小鼠體內(nèi)注射MENSCs能使子宮內(nèi)膜組織增生進(jìn)一步證實(shí)MENSC具有促進(jìn)子宮內(nèi)膜組織再生的作用[19]。

3.2 羊水源性干細(xì)胞

羊水源性干細(xì)胞(AFDSCs)具有易獲取、多能、無(wú)致瘤性和低免疫原性等優(yōu)點(diǎn)。AFSCs表達(dá)胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞的標(biāo)志，又分泌多能性轉(zhuǎn)錄因子，可以分化為中胚層和非中胚層譜系細(xì)胞[20]。從胚胎表面標(biāo)志物和轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)來(lái)看，妊娠早期的AFSCs的分化表型低于妊娠后期提取的AFSCs。妊娠早期AFSCs高水平表達(dá)CD29、CD73、CD90和CD105，在妊娠后期提取的AFSCs表達(dá)c-Myc和Oct-4，但不表達(dá)Nanog或KLF4，對(duì)SSEA4也呈陽(yáng)性，這表明妊娠晚期的AFSCs更多地定位于中胚層，但它們保留了一些胚胎干細(xì)胞樣的特性[20]。羊水干細(xì)胞已經(jīng)被用于組織工程和再生的臨床前模型，尚無(wú)臨床研究報(bào)道羊水干細(xì)胞預(yù)防或治療IUA的調(diào)控機(jī)制。

3.3 骨髓源性干細(xì)胞

目前，已有大量研究闡明骨髓源性干細(xì)胞在子宮再生中的作用機(jī)制。然而，骨髓源性干細(xì)胞具有一定的局限性，如抽取的過(guò)程復(fù)雜、并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)性高，以及自我更新能力具有年齡依賴性等而導(dǎo)致臨床上難以推廣及使用。骨髓源性干細(xì)胞包括造血干細(xì)胞(HSCs)和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)，其遷移至損傷部位，通過(guò)定位、植入、分泌細(xì)胞因子、募集其他細(xì)胞和轉(zhuǎn)分化等方式參與組織細(xì)胞的再生調(diào)控過(guò)程。此外，BMDSCs上表達(dá)的CXCR-4的配體基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(SDF-1)是一種在歸巢過(guò)程中起核心作用的化學(xué)誘導(dǎo)劑，SDF-1在組織損傷部位上調(diào)，通過(guò)募集骨髓源性干細(xì)胞聚集于損傷部位進(jìn)而促進(jìn)損傷部位組織再生[21-22]。

許多臨床前模型顯示，與未治療的損傷部位相比，無(wú)論給藥方式如何，治療損傷部位中的細(xì)胞增殖和旁分泌因子顯著增加，提示干細(xì)胞定向聚集于受損組織，通過(guò)旁分泌信號(hào)誘導(dǎo)周圍細(xì)胞增殖[23]。與直接注入子宮的小鼠相比，靜脈注射干細(xì)胞的小鼠受損或未受損部位募集的GFP+細(xì)胞增加。由此得出結(jié)論，若干細(xì)胞歸巢到子宮則全身注射治療損傷部位效果優(yōu)于局部注射，并提示干細(xì)胞的歸巢不僅僅局限于損傷部位[24]。

3.4 臍帶源性干細(xì)胞

臍帶源性干細(xì)胞(UC-MSCs)表現(xiàn)出胚胎和成體干細(xì)胞之間的中間分化潛能，與其他MSCs具有共同的表面標(biāo)志。它們表現(xiàn)出比BMSCs更強(qiáng)的增殖、分化和遷移能力[25]。由于UC-MSCs缺乏主要組織相容性復(fù)合體II和其他免疫共刺激分子，故具有易獲得、不會(huì)致瘤、低免疫原性等優(yōu)點(diǎn)。UC-MSCs已經(jīng)用于治療卵巢功能障礙和子宮內(nèi)膜相關(guān)疾病的動(dòng)物模型[26]。全身系統(tǒng)性注射UC-MSCs后，子宮內(nèi)膜纖維化標(biāo)記物減少，細(xì)胞增殖增加，血管標(biāo)記物增加，促炎標(biāo)志物降低，進(jìn)而可預(yù)防米非司酮對(duì)子宮內(nèi)膜的損傷[27]。UC-MSCs還可通過(guò)不同的誘導(dǎo)系統(tǒng)分化為子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞。

目前，細(xì)胞外囊泡(EV)在旁分泌信號(hào)中起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用，可參與到抗原提呈、免疫應(yīng)答、細(xì)胞遷移侵襲和細(xì)胞分化等過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)接受UCMSCs-EV單獨(dú)或與雌激素聯(lián)合治療的IUA雌鼠，其炎癥細(xì)胞因子下調(diào)，干細(xì)胞標(biāo)志物CD140b上調(diào)，子宮內(nèi)膜厚度增加，生育結(jié)局改善，提示UCMSCs通過(guò)分泌EV調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜再生[28]。

3.5 胎盤來(lái)源干細(xì)胞

胎盤來(lái)源干細(xì)胞(PMSCs)有人羊膜上皮細(xì)胞(HAECs)、羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞(HAMSCs)、絨毛膜間充質(zhì)干細(xì)胞(HCMSCs)和絨毛膜滋養(yǎng)層細(xì)胞(HCTCs)4種類型[28]。胎盤來(lái)源干細(xì)胞已應(yīng)用于骨科學(xué)、胃腸病學(xué)、心臟病學(xué)和產(chǎn)科學(xué)等[29-31]。

HAECs可以分化為3種胚系，并且表現(xiàn)出比成年MSCs更高的增殖率。與臍帶源性間充質(zhì)干細(xì)胞相比，HCMSCs具有較強(qiáng)的免疫抑制和血管生成能力[28]。與羊膜源性間充質(zhì)干細(xì)胞相比，PMSCs在促進(jìn)血管生成和調(diào)控免疫應(yīng)答方面有更強(qiáng)調(diào)節(jié)作用[32]。PMSCs的外泌體通過(guò)上調(diào)體外培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞中Oct4的轉(zhuǎn)錄活性和mRNA表達(dá)以促進(jìn)血管生成；PMSCs與BMSCs相比，前者可通過(guò)抑制活化的T淋巴細(xì)胞的增殖及IFN-γ的分泌，促進(jìn)分泌SDF-1招募CD34+細(xì)胞，抑制外周血單個(gè)核細(xì)胞的增殖以達(dá)到免疫調(diào)節(jié)作用[33-34]。在IUA雌鼠模型中，HAECs治療組血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)、PR和ER的表達(dá)增加，抗炎細(xì)胞因子表達(dá)上升，子宮內(nèi)膜增厚，腺體密度增加，纖維化程度減少，微血管形成增多，IUA雌鼠的生育力和妊娠結(jié)局也得到了改善[35]。

3.6 脂肪源性干細(xì)胞

脂肪源性干細(xì)胞(adMSCs)與骨髓源性干細(xì)胞具有相似的基因表達(dá)譜和三系分化潛能，但前者具有易獲取，增殖及分化能力強(qiáng)等特點(diǎn)[22]。宮腔鏡下粘連分離術(shù)后，將自體脂肪經(jīng)宮頸灌注至子宮腔內(nèi)，并同時(shí)給予雌激素治療。結(jié)果顯示，adMSCs治療組子宮內(nèi)膜纖維化的數(shù)量減少，血管形成增多，表明adMSCs能夠促進(jìn)血管生成和子宮內(nèi)膜組織的再生[36]；同時(shí)注射adMSCs和口服雌激素比僅注射adMSCs纖維化程度更低，VEGF和PCNA濃度更高。提示脂肪源性干細(xì)胞對(duì)重度IUA患者增加子宮內(nèi)膜厚度和增加月經(jīng)流量的臨床療效。但是，目前尚無(wú)完善的臨床研究表明adMSCs自體治療對(duì)妊娠結(jié)局改善的報(bào)道。

4 結(jié)論與展望

至今已有許多研究報(bào)道：干細(xì)胞在臨床前模型和臨床實(shí)驗(yàn)中證明了其治療潛力。干細(xì)胞在子宮內(nèi)膜組織修復(fù)及再生中具有重要的調(diào)節(jié)能力，包括克隆、分化、旁分泌信號(hào)、血管生成、免疫調(diào)節(jié)和抑制纖維化等。雖然干細(xì)胞治療Asherman綜合征仍處于探索階段，但已經(jīng)暗示了幾個(gè)結(jié)論：①分化程度較低的干細(xì)胞可能比分化程度較高的干細(xì)胞更有效地再生子宮內(nèi)膜；②全身給藥干細(xì)胞可能比局部給藥對(duì)損傷部位的募集有更大的影響；③干細(xì)胞可以從不同的組織中分離出來(lái)，每種類型的干細(xì)胞對(duì)子宮內(nèi)膜再生的能力和效果都不同；④干細(xì)胞通過(guò)多種途徑作用于受損組織?？傊?，干細(xì)胞可能是治療頑固性Asherman綜合征的合理療法，干細(xì)胞治療有望成為難治性Asherman綜合征患者子宮內(nèi)膜再生的有效治療措施，但需要對(duì)Asherman綜合征患者的長(zhǎng)期安全性和有效性進(jìn)行更多的研究。