脐带血是婴儿出生后残留在脐带及胎盘内的血液，其中含有丰富的造血干细胞，可用于治疗多种造血和免疫系统疾病。脐带血造血干细胞移植作为一项成熟且有效的医疗技术在全世界被广泛应用到临床中。不仅如此，脐带血中富含多种干细胞和免疫细胞成分在再生医学领域的应用价值越来越受到重视，相关的临床研究报道如雨后春笋般不断涌现。

 

再生医学难题之缺氧缺血性脑病

新生儿缺氧缺血性脑病（hypoxic-ischemic encephalopathy, HIE )属于再生医学领域内难以治疗的一种疾病，这是由于围生期窒息而引起的脑部缺氧缺血性损伤,包括细胞死亡、炎症反应、氧化应激和兴奋毒性脑损伤等响应，对发育中的大脑有极大的不良影响，是导致婴儿惊厥、脑瘫甚至死亡的主要原因[1]。

 

新生儿缺氧缺血性脑病的脑损伤[1]

 

新生儿缺氧缺血性脑病在全球范围内都是一种高发病率和高死亡率的神经系统疾病，全球范围内每年有115万婴儿患有HIE，大约每1000名足月新生儿中就有1.5名患有该病。其中，96%出生在中低收入国家。多达25%的新生儿发生HIE死亡，约35%的HIE新生儿有长期神经发育后遗症[2] 。

 

干细胞疗法治疗缺氧缺血性脑病

 

近年来，也有一些方法及药物被证明有助于治疗新生儿HIE，但是尚缺乏有效的治疗方法,以综合治疗为主。随着医学的进步与发展，细胞疗法为治疗HIE带来更多新希望，在神经保护和恢复脑部受损细胞组织功能等方面具有重要意义[1]。Cochrane系统评价数据库2020年8月发布了一篇系统综述，探究了干细胞治疗新生儿HIE的有效性和安全性[3]。该综述文章共检索了616篇关于干细胞治疗HIE相关文献资料。

 

 

其中，引用了大量的关于脐带血回输治疗HIE的文献报道和临床试验研究。众所周知，脐带血中含有丰富的造血干细胞、内皮祖细胞、间充质干细胞和免疫细胞等多种单个核细胞类型，该综述对于脐带血来源的干细胞和免疫细胞治疗HIE的具体机制进行了系统的探讨 [4]。

 

脐带血治疗缺氧缺血性脑病机制探讨

 

脐带血中检测到的具有高增殖潜能的未成熟造血干/祖细胞和间充质干细胞等多种干细胞以及免疫细胞可以通过多种途径发挥对于HIE患儿的治疗效益，为组织再生建立有利的细胞微环境环境，从而促进脑损伤后恢复。

 

脐带血细胞成分和治疗HIE机制图[4]

 

脐带血来源的CD34+造血干细胞和内皮细胞在脑部梗死区域，通过释放生长因子、血管内皮生长因子和胶质源性神经营养因子，促进神经和血管的再生，从而增加脑血流和血管直径，改善脑部乏氧情况。

 

间充质干细胞通过旁分泌的方式释放有效因子改善神经发生，也可分化形成神经细胞、神经胶质细胞以及小神经胶质细胞；间充质干细胞也可通过调节免疫细胞的作用来调节局部免疫反应。

 

单核细胞，属于免疫细胞的一种，它能够减少神经元凋亡和炎症的发生，同时可以减少HIE患儿癫痫发作。单核细胞还可以减少CD4+T细胞和小胶质细胞浸润到损伤部位来减少运动缺陷和皮质脑丢失。

 

脐带血单个核细胞中包含的神经干细胞可以减缓炎症（小胶质细胞/巨噬细胞激活），促进轴突连接。此外，神经干细胞治疗通过上调核因子Kappaβ信号，抑制促炎因子IL-1β表达，改善神经可塑性。

 

自体脐带血回输治疗缺氧缺血性脑病优势显著

 

在脐带血治疗HIE中，上述文献综述的2020年日本科学家发表在Scientific Reports期刊中的《自体脐带血治疗HIE的可行性和安全性初步研究》（Autologous cord blood cell therapy for neonatal hypoxic-ischaemic encephalopathy: a pilot study for feasibility and safety）一文，该研究方案，自体脐带血均在72小时内进行了回输。结果显示，入组的6名HIE患儿，自体脐带血回输30天后，全部摆脱了循环和呼吸支持；18个月后，4名婴儿神经功能发育正常且没有任何损伤，另2名婴儿也延迟了脑瘫的发生[5]。

 

自体脐带血回输治疗HIE临床研究方案[5]

 

截至目前，相当多的文献资料和临床研究报道了使用脐带血回输疗法治疗HIE。自体脐带血回输治疗HIE安全且有效，又因其感染和免疫排斥风险低等优势，一直备受国内外专家认可。

 

脐带血干细胞具有来源丰富，采集方便，对供者无伤害；其干细胞增殖分化能力更强，免疫原性更低等诸多优点，使得其在上述疾病的治疗方面表现出了可观的临床价值。我们可以预期，在不久的将来，脐带血干细胞的临床应用必将更为广阔！

 

[1]Nabetani M, Shintaku H, Hamazaki T. Future perspectives of cell therapy for neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy. Pediatric Research 2017. 83(1-2): 356-363.

[2]Lee ACC, Kozuki N, Blencowe H, Vos T, Bahalim A, Darmstadt GL, et al. Intrapartum-related neonatal encephalopathy incidence and impairment at regional and global levels for 2010 with trends from 1990. Pediatric Research 2013. 74(Suppl 1): 50-72.

[3]Matteo Bruschettini, Olga Romantsik, Alvaro Moreira, David Ley, Bernard Thébaud. Stem cell-based interventions for the prevention of morbidity and mortality following hypoxic-ischaemic encephalopathy in newborn infants. Cochrane Database Syst Rev 2020. 8(8): CD013202.

[4]Verina T, Fatemi A, Johnston MV, Comi AM. Pluripotent possibilities: human umbilical cord blood cell treatment after neonatal brain injury. Pediatric Neurology 2013. 48(5): 346-54.

[5]Tsuji M, Sawada M, Watabe S, Sano H, Kanai M, Tanaka E, etal. Autologous cord blood cell therapy for neonatal hypoxic-ischaemic encephalopathy: a pilot study for feasibility and safety. Scientific reports 2020. 10(1): 4603.