間充質干細胞療法讓絕經女性成功懷孕 | Stem Cell Rev and Rep

閱讀本文，您將了解到干細胞療法如何讓一名45歲的圍絕經期婦女成功生下了一名重2.7公斤的女嬰。另一項針對30名卵巢功能不全女性（18-40 歲）的研究相似，實現懷孕并改善了臨床癥狀。

卵巢功能不全或提前絕經，是一種令人費解且復雜的疾病。卵巢早衰每250 名35歲以下女性中就有一名，每100名40歲以下女性中就有一名。

卵巢早衰 (POF) 影響 1% 的 40 歲以下女性，導致不孕。POF的臨床癥狀包括低雌激素、缺乏成熟卵泡、高促性腺激素和閉經。

POF 可由遺傳缺陷、自身免疫性疾病和環境因素引起。POF常規治療成功率仍然有限。因此，一種創新的治療策略，如使用人臍帶間充質干細胞 (hUC-MSCs) 再生早衰卵巢，可以成為一種選擇。

圖：間充質干細胞治療卵巢早衰圖形概要

本文重點介紹用于治療 POF 的 hUC-MSC 的臨床結果。到目前為止，數據顯示有關使用 hUC-MSC 治療 POF 的有希望的結果，相對較低的免疫原性、多能性、多來源、經濟實惠、生產方便、高效和供體/受體友好性等多種特性使 hUC-MSC 成為治療基礎性 POF 的良好選擇。

據報道，hUC-MSCs 通過同時刺激旁分泌方式的眾多途徑來影響和增強受傷組織再生的所有階段，這些途徑參與控制卵巢纖維化、血管生成、免疫系統調節和細胞凋亡。此外，一些研究表明，干細胞治療可以導致激素水平恢復、卵泡激活和卵巢功能恢復。

卵巢、生殖與卵巢早衰

卵巢是女性體內復雜而重要的生殖器官。多種因素會影響卵巢功能，導致女性不孕。

卵巢的外層包含稱為卵泡的獨特結構。這些卵泡產生卵母細胞（未成熟卵），卵母細胞通過稱為卵泡發生的過程成熟為可受精卵。

卵巢卵泡包括三類細胞：卵母細胞、卵泡膜和顆粒細胞。卵泡的生長和發育取決于卵泡刺激素 (FSH) 和黃體生成素 (LH) 受體，它們存在于顆粒細胞和卵泡膜細胞中。

卵泡發生是一個精心計劃和規范的過程。該過程涉及原始卵泡發育成初級卵泡、腔前卵泡和最終的竇卵泡。排卵發生在這個階段之后（圖 1）。

在女性的生育期，原始卵泡的數量是有限的。隨著年齡的增長女性進入了生殖衰老或更年期。

一個女性胎兒中大約有 6 到 700 萬個生殖細胞。到女孩進入青春期時，大約有 400,000 至 500,000 個原始卵泡持續存在。月經初潮后每月大約有 1000 個卵泡丟失。

圖1

卵泡發生：該過程涉及卵泡（原始）發育成初級卵泡、腔前卵泡和最終的竇卵泡。排卵發生在胃竇期之后

卵泡數量減少，到37歲后約25,000個后，50歲左右只剩下約1000個卵泡，卵泡丟失率增加。

因此，在女性的整個生育期中，只有大約 400 個卵泡會發育和排卵，而大部分卵泡永遠不會發育。

由于影響卵巢的各種生殖異常導致不適、月經不調、泌尿系統問題、不孕癥和妊娠失敗，卵巢可能會停止功能。

其中，卵巢早衰 (POF)/原發性卵巢功能不全 (POI)、多囊卵巢綜合征 (PCOS)、Asherman 綜合征、子宮內膜異位癥和先兆子癇是最常見的女性生殖障礙 。

卵巢早衰 (POF)，又名 (POI) 原發性卵巢功能不全或提前絕經，是一種令人費解且復雜的疾病。POF 每 250 名 35 歲以下女性中就有一名，每 100 名 40 歲以下女性中就有一名。

POF 對女性的健康有重大影響。更年期綜合癥（一組由卵巢激素水平下降引起的癥狀）是與自發性絕經相媲美的短期后果的主要來源。

POF 顯著降低了自然懷孕的可能性。泌尿生殖系統萎縮也是由于缺乏雌激素引起的（這些組織中的雌激素水平較低，陰道和尿道發生改變）。

陰道干燥、不適和瘙癢是最普遍的泌尿生殖系統癥狀。泌尿生殖系統萎縮和雌激素不足會進一步阻礙性功能。

骨礦物質密度 (BMD) 的下降對 POF 患者是一種危害。除了經歷心理痛苦外，對 POF 女性的調查發現，她們患上神經退行性疾病的幾率更高。

一般來說。高促性腺激素和閉經也是導致絕經前綜合征和女性不孕癥的主要 POF 特征。

卵巢早衰（POF）的常規治療

由于 POF 的復雜性，已經提出了幾種治療方法。然而，它們都沒有顯示出足夠成功地作為可靠的一線替代品。

POF 的治療包括激素替代療法、雄激素、咨詢、合成的生物同質性激素、脫氫表雄酮、捐贈的卵母細胞、運動和飲食以及干細胞治療（圖 2 ?）。

圖2

POF的致病因素、主要原因（醫源性因素、環境壓力、遺傳和自身免疫因素）；治療方案（激素替代療法、雄激素、咨詢、合成生物同質性激素、脫氫表雄酮、捐卵、運動和飲食以及干細胞治療）以及間充質干細胞治療。

有兩種不同形式的性類固醇替代品 (SSR)：生理性性類固醇替代品 (pSSR) 和標準性類固醇替代品 (sSSR)。雖然 pSSR 用于控制異常卵巢功能的激素水平，但 sSSR 改善了絕經后婦女的癥狀。

有人提出，脫氫表雄酮 (DHEA) 是一種不同的激素療法，可增強卵巢功能。在最近的一項臨床試驗中，通過評估卵巢反應指標研究 DHEA 對 POF 患者的影響，經過 16 周的治療后，竇卵泡的數量顯著增加，而 AMH 或 FSH 水平未受到顯著影響。

卵巢卵泡膜細胞和腎上腺皮質的網狀帶是 DHEA 的來源。幾乎一半的雄激素是由組織中的 DHEA 制成的，由膽固醇和雌激素轉化而成。因此，它在外周組織內睪酮 (T)、雌二醇 (E2) 和雌三醇 (E2) 的合成中起著至關重要的作用。

因此，DHEA 是卵巢卵泡類固醇生成中的重要激素原。開具 DHEA 處方的 POF 患者可能會增加懷孕幾率并降低流產風險。

已經研究了使用雄激素補充劑，尤其是睪酮，來增強一般健康和性健康。由于復合生物同質性激素 (CBH) 是一種更安全、更有效的替代治療選擇，而且副作用比其他形式的治療少，因此其使用范圍已大大擴大。

Best 和 Triest，兩種流行的 CBH 配方，分別包含 80% 雌三醇和 20% 雌二醇（按重量計）和 10% 雌二醇、80% 雌三醇和 10% 雌酮（按重量計）。

盡管為 POF 患者保留生育能力的方法仍在開發中，但應考慮冷凍保存的供體卵母細胞，使用新鮮供體卵子的 IVF 治療歷來在四輪后具有很高的累積妊娠率 (88%)。除了新鮮和新的卵子捐贈外，由于玻璃化冷凍技術的發明，冷凍保存的供體卵母細胞的利用現在成為可能，這是一種快速冷凍過程 。

與卵巢早衰常規治療相關的風險

POF病因復雜，主要有常染色體遺傳異常、X染色體異常、免疫紊亂、酶缺乏等。在年輕人中，由化療藥物引起的 POF 更為明顯。

激素替代療法 (HRT) 是最普遍的 POF 治療方法。另一方面，HRT 在提高生育率方面的作用仍有爭議。應使用替代療法來減輕與 POF 相關的癥狀和風險，因為 HRT 被認為對有卵巢癌或乳腺癌病史的女性是危險的；它還會增加血栓、癌癥、中風和其他并發癥的風險。

對于大多數 POF 女性來說，捐卵是最后也是最有希望的選擇。然而，捐贈的卵子供應有限，接受這些卵子的患者將無法生育自己的親生孩子。因此，專家們正在尋找更有效和創新的 POF 治療方法。

由于與用于治療 POF 和不同類型的不孕癥的 HRT 療法相關的副作用，科學家們正在轉向替代療法，例如干細胞療法，以治療 POF 和其他類型的不孕癥。間充質干細胞移植似乎是一種潛在的治療選擇。

卵巢早衰治療的干細胞療法

最近，干細胞療法被提議作為治療多種疾病的潛在替代品，并被歸類為再生醫學。干細胞可以分化和自我更新來修復和恢復受損的組織或細胞。

干細胞是在胚胎、胎兒和成年生命階段發現的未特化、未分化的細胞。干細胞可能存在于人體的許多部位，并根據它們的來源進行分類，如皮膚和脂肪、臍帶、羊水、胎盤和骨髓。

一些主要的干細胞類型，如胚胎干細胞：胚胎干細胞；MSCs：間充質干細胞；SSCs：精原干細胞；iPSCs：誘導多能干細胞已全部用于基于干細胞的不孕癥治療。可以對 POF 患者進行針對女性可能產生胚珠的干細胞治療。

最近的研究記錄了幾種干細胞用于治療POF 。長期替代受損卵母細胞的前景促使許多人探索干細胞 (SC) 治療不育癥。這些移植的干細胞可能會在卵巢組織內建立并恢復卵巢功能，如在化療誘導的 POF 小鼠模型中所見。

為了有效的卵巢再生（在早期階段刺激卵泡），許多干細胞輸注技術，包括將干細胞注入卵巢、腹腔鏡卵巢注射、通過卵巢動脈輸注（動脈內導管術）、TVUS 引導的卵巢注射，或直接卵巢輸注/注射被使用。通過刺激休眠卵泡，這些手術可以部分逆轉卵巢的衰老過程。即使使用標準藥物，這些卵泡也會留在卵巢中而不發育。

對于想要懷孕的 POF 女性來說，干細胞療法是最后的治療選擇。迄今為止，干細胞治療已顯示出令人鼓舞的結果，在接受骨髓干細胞治療的卵巢儲備較差的女性中發生了自發妊娠 。已經在小鼠和人類中對能夠產生卵母細胞的干細胞進行了廣泛的研究。

這些發現為開發新型 POF/POI 療法提供了樂觀的理由。通過增加原始卵泡數量、降低顆粒細胞 (GC) 死亡率和恢復卵巢性激素活性，來自不同來源的 SC 可能有助于和支持卵巢功能的恢復。

間充質干細胞 (MSC)

間充質干細胞是從基質組織中提取的多能間充質基質細胞，具有可塑性粘附、自我更新和多向分化能力。

許多專家認為，移植間充質干細胞（MSCs）是最有效、最成功的細胞治療方式。這些細胞通過同時刺激多種途徑（營養、旁分泌、免疫調節和分化）來影響和增強受傷組織再生的所有階段。

MSCs起源于人體的多個部位，包括骨髓、羊膜、羊水、牙組織、子宮內膜、月經血、肢芽、外周血、胎膜和胎盤、皮膚和包皮、唾液腺、沃頓氏膠、亞羊膜臍帶內膜和滑液。

MSCs 通過直接分化和旁分泌作用提供治療優勢，后者現在被認為是最關鍵的治療機制。根據研究，MSCs 似乎對細胞信號傳導的影響比它們的自然再生能力更大。細胞信號也與再生和修復功能失調的細胞有關。

多項人體試驗已證明間充質干細胞 ( MSC ) 可恢復卵巢功能并為女性不孕癥提供健康治療。從各種組織和器官（包括胎盤、骨髓、脂肪組織和子宮內膜）中提取的 MSCs 可促進卵泡發育并改善卵母細胞的發育和質量、排卵和生育能力，作為 POF 的治療方法。

MSC 具有歸巢能力，使它們能夠在受損部位自發聚集。因此，MSCs 遷移并附著在受傷的卵巢上，并在多種激素和生長因子的作用下繁殖。根據這些研究，MSCs 可增強卵巢功能并幫助卵巢功能恢復。

人臍帶作為人臍帶間充質干細胞 (hUC-MSCs) 的來源

人臍帶是 MSCs 的良好來源。與骨髓干細胞不同，從人臍帶中提取的 MSCs 采集起來更快、更無痛。在臍帶的維管組織和沃頓氏膠質中也發現了 MSCs。

這些細胞在組織修復、免疫反應調節和抗癌能力方面表現出與骨髓細胞相同的三重活性。其他多能或胚胎干細胞可以使用 hUC-MSC 作為營養來源 。

UC-MSCs 可以道德上可接受的和非侵入性的方式獲得，并且可以在擴展后產生大量的 UC-MSCs。臍帶 (UC) 包含一條臍靜脈 (UCV) 和兩條臍動脈 (UCA)，均嵌入沃頓氏膠質 (WJ) 內，沃頓氏膠質 (WJ) 是一種被羊膜上皮覆蓋的特定粘液結締組織（圖 3 ?）。

圖3

臍帶組織的不同隔室。一根臍靜脈（UCV）和兩根臍動脈（UCA）被植入臍帶（UC）中的沃頓氏膠（WJ）中，形成臍帶（UC）的結構。羊膜上皮包圍粘液結締組織。

hUC-MSC 可來源于臍帶的白色肉質，稱為沃頓氏膠質 (WJ- MSC )、臍帶血 (UC-MSC)或人臍帶血管周圍干細胞 (HUCPVC )。盡管 UC 血 (UCB) 和臍帶 (UC) 通常在分娩后作為醫療廢物丟棄，但它們提供了豐富的干細胞來源。從 UCB 中鑒定出至少三種類型的干細胞，包括內皮祖細胞、間充質干細胞 (MSC) 和造血干細胞 (HSC)。已從許多臍帶隔室中分離出 MSC。MSCs 已從臍帶血中分離出來，在沃頓氏膠和臍靜脈內皮下：血管周圍區、羊膜下和血管間位點。UC-MSC 相對于其他 MSC 來源的優勢是非侵入性檢索、現成使用和高豐度。

hUC-MSCs的優勢

臍帶在出生后通常作為醫療廢物丟棄；因此，由于該程序是非侵入性的，因此排除了對其訪問的道德擔憂。

UC-MSC 與其他來源的 MSC 一樣，具有獨特的自我更新能力，同時保持其多能性（發育成骨細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、肝細胞和神經元的能力）。

干細胞通過旁分泌作用而不是發育成特定細胞來增加卵巢功能。

不同的生長因子、細胞因子、信號脂質、調節性 miRNA 和信使 RNA (mRNA) 都存在于間充質干細胞 (MSC) 釋放的囊泡中。

細胞信號傳導、細胞間通訊以及組織或細胞代謝的變化都受到這些變量的影響。UC-MSCs 的免疫調節特性也引起了人們的興趣。

UC-MSCs 現在被強調為一種潛在的適應性再生醫學和免疫治療策略。UCMSCs 幾乎沒有什么特殊的特性可以維持，即快速自我更新、低腫瘤風險、低免疫排斥幾率、較少倫理問題、無創無痛采集以及易于批量生產。

hUC-MSCs 的旁分泌作用

hUC-MSCs 具有高細胞因子分泌特征，使其增殖更快、分化更有效且免疫原性低。其中包括白細胞介素 (IL)、集落刺激因子 (CSF)、腫瘤壞死因子 (TNF)、干擾素 (IFN)、趨化因子和 TGF。

這些細胞因子參與 UCMSC 的歸巢、抗炎、遷移、抗促血管生成和凋亡途徑。幾項研究表明，這些 UCMSCs 可以通過產生細胞因子和其他參與增殖和組織形成的因子來修復受損的卵巢功能。

以下是對干細胞被認為具有的基本作用機制的擬議解釋（圖 4 ），據報道，用 hUC-MSCs 治療的卵巢顯示，在循環愈合過程中，卵巢生態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復。

在體內和體外，這些細胞產生的因子如 (HGF) 肝細胞生長因子、(VEGF) 血管內皮生長因子、胰島素樣生長因子-1(IGF-1) 和 (FGF-2) 成纖維細胞生長因子-2據報道可誘導動脈生成。

當 VEGF 和 HGF 結合時，血管直徑會增加。HGF 有助于血管面積擴張，而 VEGF 可增加誘導血管的面積、長度和多個分支點。

圖4

使用干細胞治療卵巢損傷的擬議機制。流程圖表示如何通過各種方法注射 MSCs 來治療卵巢早衰，因此 MSCs 通過旁分泌信號發揮作用，并參與控制卵巢纖維化、血管生成、免疫系統調節和細胞凋亡。卵巢早衰 (POF)、間充質干細胞 (MSC)、血管內皮生長因子 (VEGF)、成纖維細胞生長因子 2 (FGF2)、成纖維細胞生長因子 (FGF)、肝細胞生長因子 (HGF)、胰島素樣生長因子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 的豐富來源，可顯示干細胞特異性標記物，可分化為各種類型的中胚層細胞，用于免疫反應調節和組織修復。

較差的免疫原性與適應性免疫所需的 MHC I 類和 II 類蛋白的產生減少有關。MSCs 與各種免疫細胞相互作用。MSCs 已被證明通過控制巨噬細胞、細胞因子和調節性 T 淋巴細胞的數量在卵巢生態位中表現出免疫調節能力。

MSC 與先天性和適應性免疫系統的免疫細胞相互作用，以顯示免疫調節特性。MSC 控制 T 細胞的生長和功能。MSCs僅在受限的靶組織中發揮免疫調節功能；它們沒有系統性影響。因此，它們不會全身性地抑制免疫系統。

使用 hUC-MSCs 治療 POF 的臨床試驗

由于 POF 對女性的健康有重大影響，因此已經進行了大量臨床研究來解決主要與懷孕有關的問題。更多研究還分析了該疾病的主要結果，例如卵巢的大小；血清激素水平，例如抗苗勒管激素 (AMH)、黃體生成素 (LH)、促卵泡激素 (FSH) 和雌二醇 (E2)。

在大量臨床研究中進行了研究，例如每月的竇狀卵泡計數 (AFC) 和優勢卵泡 (DFC) 數量；嬰兒出生和懷孕的數量；ICSI / IVF 周期中收獲的卵母細胞、成熟卵母細胞、優質胚胎的數量，臨床妊娠、流產或活產的百分比；以及不良事件的頻率，例如體溫升高、皮疹、陰道流血、頭痛。第一項臨床研究是在使用骨髓 (BM) 的 MSCs 的人身上進行的，通過髂嵴抽吸進行細胞收集、干細胞分離和體外培養方法。

例如，一名45歲的圍絕經期婦女生下了一名女嬰

2018年印度科學家Gupta 等人報道了一項干細胞療法，一名 45 歲的圍絕經期婦女生下了一名重 2.7 公斤的女嬰。

這可能是全球首例應用MSCs成功為45歲女性順利產下健康嬰兒的案例。

案例報告顯示：這位45歲的圍絕經期女性，近3年來月經稀少，她的 AMH 水平低至 0.4 ng/mL。在超聲檢查中，卵巢無異常，竇狀卵泡計數為 1。作為單身母親，她不想選擇通過捐卵計劃進行輔助生殖。

考慮到卵巢體積小，不能通過陰道途徑接近并且難以固定以進行滴注，研究人員首選在卵巢中腹腔鏡滴注MSCs。

患者接受了全身麻醉；腹腔鏡檢查準備就緒。進行了帶有 5 毫米內窺鏡的四孔腹腔鏡檢查。卵巢被固定在顱骨和尾骨位置，用鑷子和卵巢內滴注約 1-2 毫升的MSCs在 3-4 個部位，如圖所示。

圖5，干細胞的腹腔鏡滴注

該名女性，在接收干細胞治療8 周后，超聲顯示每個卵巢有兩個卵泡。此外，AMH 提高到 0.9 ng/mL。考慮到患者的年齡，立即計劃了第一個卵子收集周期。相關研究發表在2018年Journal of human reproductive sciences。

MSC 制劑通過腹腔鏡注射到卵巢中

2016年埃及開羅愛資哈爾大學醫學院婦產科的臨床研究人員為了評估間充質干細胞?(MSC) 移植對 POF 女性的治療潛力。

112例POF高危患者（40歲前閉經）中，確診10例。十名 POF 患者被安排進行 MSC 移植。

相關研究發表在Acta Med Int（Autologous stem cells therapy, The first baby of idiopathic premature ovarian failure）。

MSC 制劑通過腹腔鏡注射到卵巢中。子宮內膜部分活檢組織病理學 (HP) 和免疫組織化學 (IH) 染色，并根據 Edessy 干細胞評分 (ESS) 進行評估。

根據Edessy卵巢儲備評分（EORS）評估卵巢儲備。結果顯示移植后兩例（20%）（ESS = 5 和 6）在 3 個月后恢復月經，其中 1 例（10%）（病例 5）（ESS = 6）在 11 個月后懷孕并分娩健康完整足月嬰兒 (Zeinab)。

移植后 10 個月，懷孕患者（病例 6）的 EORS 在治療前為 0 后被發現為 7。另一例經期病例（病例10）的EORS為0后為5。2例經期病例表現為局灶性分泌改變，病例5為萎縮性子宮內膜，病例10為增殖性子宮內膜扭曲。被視為真實且希望獲得健康懷孕和嬰兒的 POF 病例。它顯示出良好的臨床、HP 和 IH 結果（圖6）。

圖6：MSC并通過腹腔鏡檢查將其注入卵巢

(a)腹腔鏡卵巢自體Mscs注射第一步，(d)腹腔鏡卵巢自體Mscs注射第二步

根據 ClinicalTrials.gov 的數據，目前全球有 11 項臨床研究使用 MSCs 治療 POI/POF 患者。

在這 11 項研究中，有 5 項涉及移植人臍帶間充質干細胞。將UCMSCs移植到POI/POF患者體內的臨床試驗仍在進行中，還需要更多的研究來確定UCMSCs是否有效治療POI/POF。

中國南京大學科研團隊于 2022 年 4 月 (NCT05308342，clinicaltrials.gov/)開展了相關研究，這是一項介入性、單中心、隨機、對照的前瞻性研究。

該項目主要確定 hUC-MSC 治療患者的有效性和安全性（已婚女性，年齡 20 歲 ≤ 年齡 10 毫米；卵巢早衰被納入并接受激素治療替代結合 hUC-MSC 移植到卵巢。

UC-MSCs 在經陰道超聲 (TVUS) 的指導下被注射到患者的卵巢中，這項正在進行的研究為未來的類似研究提供了有希望的模板。

總之，許多夫婦因卵巢早衰導致不孕而感到悲傷和絕望。由于這種疾病的復雜性，沒有建議采用單一療法；相反，已經使用了并發癥較少的聯合治療。雖然不是特別有效，但 POF 患者通常使用激素療法來控制癥狀。

在過去的十年中，許多具有治療前景的干細胞類型已被用于治療 POF。大多數研究證明了干細胞治療 POF 的有效性，有證據表明這些細胞可能發育成卵巢卵泡并恢復卵巢功能。

研究表明，間充質干細胞有望治療多種疾病。關于 MSCs 對 POF 的影響正在進行臨床和臨床前研究。根據初步研究結果，在臨床環境中全身施用 MSCs 具有顯著的治療潛力，將為 POF 患者帶來希望。由于已經完成的幾項成功的臨床試驗，MSCs 在 POF 中的臨床應用將很快實現。

參考文獻：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