干细胞治疗Asherman综合征的研究进展

汪 沙 段 华

首都医科大学附属北京妇产医院(100006)

Asherman综合征是子宫内膜基底层破坏引起的宫腔粘连(IUA)，常表现为不孕或反复妊娠丢失、慢性盆腔痛、月经不调等。常见的危险因素包括流产或产后刮宫、感染、肌瘤切除术和宫腔镜手术。IUA没有标准的分类系统，都是基于宫腔镜下可见的粘连严重程度进行分类，IUA患者的预后与其粘连严重程度密切相关[1]。

1 IUA形成机制及相关防治措施

IUA的病因是子宫内膜基底层被破坏，间质被纤维组织取代，腺体被不活跃的立方柱状上皮取代。肌成纤维细胞通过激活转化生长因子β(TGF-β)上调平滑肌肌动蛋白表达水平，促进细胞外基质(ECM)的增加，导致纤维组织增多而引起IUA[2]。TGF-β是纤维化形成的中枢介质，在瘢痕子宫内膜中的浓度明显高于正常子宫内膜[2]。纤维化因子表达的增加抑制子宫内膜间充质干细胞的正常再生，随后瘢痕形成抑制正常子宫肌层的收缩力，导致内膜萎缩[2]。此外，去整合素和金属蛋白酶的表达增加，抑制ECM降解酶的活性，继而引发免疫和炎症级联反应，扰乱正常的子宫内膜再生[3]。

一级预防是Asherman综合征的关键防治措施。随着超声和宫腔镜技术的发展，临床上提倡推广对患者进行可视化的宫颈探查和刮宫[4]。标准的治疗模式主要集中于宫腔镜下IUA分离术、术后预防再粘连形成和激素促进子宫内膜修复3个方面。手术治疗对轻度或中度IUA患者有效，但对重度IUA患者疗效欠佳。此外，宫腔镜联合超声、X光透视或腹腔镜等辅助手段可有效降低术中子宫穿孔的风险。

Asherman综合征的治疗关键是防止术后再粘连，但目前缺乏统一标准的治疗剂量及方案[4]。美国妇科腹腔镜医师协会(AAGL)实践指南建议在粘连松解后使用雌激素可促进子宫内膜再生，增加子宫内膜对卵巢激素的敏感性。一项随机对照试验评估了宫腔镜下IUA分离术后不同剂量雌激素的治疗效果，结果显示术后应用小剂量雌激素对预防再粘连的发生具有重要的意义[5]。子宫腔内注射透明质酸(HA)可通过形成机械屏障抑制纤维化形成[6]。HA凝胶在改善子宫内膜厚度方面比激素型宫内节育器更有效，而在预防中重度IUA患者宫腔镜粘连松解术后预防再粘连未见差异[7]。目前，其他机械屏障如羊膜移植物、由聚氧化乙烯羧甲基纤维素钠制成的凝胶或支架等也有单中心临床进行小样本量的研究报道，但由于机械屏障存在储存、运输等风险而造成临床上使用受限。此外，IUA二级预防措施如宫内支架、气囊或宫内节育器可有效降低粘连重塑和感染的风险[5]。

2 干细胞在子宫内膜再生中的作用

子宫内膜基底层中的干细胞具有较强的自我更新和多向分化能力[8]。干细胞还在组织中发挥其他多种作用，包括营养支持、免疫抑制以及内源性细胞的旁分泌信号。干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞两种类型。胚胎干细胞干性强，可高度增殖，但也具有致瘤性和伦理困境。成体干细胞具有较低的恶性潜能，具有可分化为三胚层细胞的能力，如间充质干细胞(MSCs)。MSCs具有易提取、高增殖和低免疫原性等优点，最常用于细胞治疗和再生医学。

2.1 直接诱导子宫内膜的再生修复作用

子宫来源的干细胞包括子宫内膜细胞、间质细胞和内皮细胞等，均与子宫内膜再生密切相关[9]。子宫内膜细胞有两种亚型：主群(MP)和侧群(SP)。与MP细胞相比，SP细胞优先表达内皮细胞的标志物，具有更强的细胞克隆及分化能力，易分化为内皮细胞、基质细胞和上皮细胞，而MP细胞仅分化为基质细胞[10-11]。SP细胞在月经期和增殖期的增殖较多，并在子宫内膜再生中起着重要调节作用。

非子宫来源的干细胞也参与子宫内膜的损伤修复过程，如骨髓源干细胞(BMDSCs)、人类胚胎干细胞(hESCs)和诱导多能干细胞(iPSCs)[8,10,12]。移植BMDSCs对靶器官的功能修复有较好的疗效，hESCs产生的多能干细胞类胚体可通过分泌生长因子，诱导干细胞分化为中胚层细胞调节子宫内膜再生。子宫内膜细胞发生损伤时，可促进趋化因子的表达及分泌，并对干细胞归巢至受损部位具有重要的导向作用。再生的子宫内膜组织中聚集少量(<5%)的干细胞，这表明干细胞通过在损伤部位进行特异性归巢的方式调节子宫内膜的再生及修复。此外，通过标记保留法可以识别啮齿类动物的干细胞的来源，并对其进行组织学定位，从而能够特异性识别归巢到损伤组织中的干细胞[13]。

2.2 通过免疫调节和抗菌作用调控子宫内膜组织再生

干细胞具有免疫调节作用，参与子宫内膜组织再生的调控过程。在固有免疫系统中，MSCs抑制NK细胞的激活、增殖和细胞毒性以维持机体免疫稳态[13]。在适应性免疫系统中，MSCs通过抑制B和T细胞的增殖、分化为促炎Th1和Th17细胞，降低促炎细胞因子的表达水平等方式以维持机体免疫稳态[12]。此外，与单层相比，呈球状组织的间充质干细胞具有更强的免疫调节作用，并在子宫内膜的损伤修复中具有重要的调控意义[14]。MSCs表达Toll样受体(TLR)，当MSCs与TLR4结合时，促炎细胞因子被分泌；而当MSCs与TLR3结合时，抗炎细胞因子被分泌。粒细胞集落刺激因子(G-CSF)在损伤组织通过募集干细胞和激活免疫调节，抑制炎症级联反应放大，使炎症反应向抗炎状态转化，继而限定组织损伤范围并及时修复损伤组织；此外，G-CSF还能上调子宫内膜细胞的角蛋白、波形蛋白和整合素的表达，调节子宫内膜组织再生及修复功能[15]。

干细胞还具有抗菌作用。MSCs在脂多糖(LPS)刺激下分泌抗菌因子[16-18]。未经刺激的骨髓间充质干细胞通过分泌肠道肽LL-37抑制革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的生长[18]。目前，已经验证脐带和骨髓间充质干细胞通过分泌β-防御素-2和LL-37的途径而具有抗菌作用[19]。在干扰素-γ刺激下，骨髓间充质干细胞分泌色氨酸代谢酶吲哚胺2，3-双加氧酶以抑制细菌生长[17]。

3 不同来源干细胞在子宫内膜再生中的作用

3.1 经血源性干细胞

自体来源的经血源性干细胞(MENSCs)具有容易获得、遗传稳定、高度增殖而不会致瘤等优点成为治疗子宫内膜损伤及再生修复的潜在治疗措施[14]。经血成纤维细胞通过抑制单核细胞向树突状细胞的生成，从而抑制同种异体淋巴细胞混合反应。还通过分泌免疫调节因子减少炎症反应，从而抑制CD4+T细胞的增殖和激活。在体外培养的MENSCs可以分化为子宫内膜上皮细胞、间质细胞及基质细胞等。此外，有研究表明体外培养的MENSCs可通过刺激分化为iPSCs，提示MENSCs具有向子宫内膜细胞分化的潜能，通过在小鼠体内注射MENSCs能使子宫内膜组织增生进一步证实MENSC具有促进子宫内膜组织再生的作用[19]。

3.2 羊水源性干细胞

羊水源性干细胞(AFDSCs)具有易获取、多能、无致瘤性和低免疫原性等优点。AFSCs表达胚胎干细胞和成体干细胞的标志，又分泌多能性转录因子，可以分化为中胚层和非中胚层谱系细胞[20]。从胚胎表面标志物和转录因子的表达来看，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高水平表达CD29、CD73、CD90和CD105，在妊娠后期提取的AFSCs表达c-Myc和Oct-4，但不表达Nanog或KLF4，对SSEA4也呈阳性，这表明妊娠晚期的AFSCs更多地定位于中胚层，但它们保留了一些胚胎干细胞样的特性[20]。羊水干细胞已经被用于组织工程和再生的临床前模型，尚无临床研究报道羊水干细胞预防或治疗IUA的调控机制。

3.3 骨髓源性干细胞

目前，已有大量研究阐明骨髓源性干细胞在子宫再生中的作用机制。然而，骨髓源性干细胞具有一定的局限性，如抽取的过程复杂、并发症的风险性高，以及自我更新能力具有年龄依赖性等而导致临床上难以推广及使用。骨髓源性干细胞包括造血干细胞(HSCs)和骨髓间充质干细胞(BMSCs)，其迁移至损伤部位，通过定位、植入、分泌细胞因子、募集其他细胞和转分化等方式参与组织细胞的再生调控过程。此外，BMDSCs上表达的CXCR-4的配体基质细胞衍生因子-1(SDF-1)是一种在归巢过程中起核心作用的化学诱导剂，SDF-1在组织损伤部位上调，通过募集骨髓源性干细胞聚集于损伤部位进而促进损伤部位组织再生[21-22]。

许多临床前模型显示，与未治疗的损伤部位相比，无论给药方式如何，治疗损伤部位中的细胞增殖和旁分泌因子显著增加，提示干细胞定向聚集于受损组织，通过旁分泌信号诱导周围细胞增殖[23]。与直接注入子宫的小鼠相比，静脉注射干细胞的小鼠受损或未受损部位募集的GFP+细胞增加。由此得出结论，若干细胞归巢到子宫则全身注射治疗损伤部位效果优于局部注射，并提示干细胞的归巢不仅仅局限于损伤部位[24]。

3.4 脐带源性干细胞

脐带源性干细胞(UC-MSCs)表现出胚胎和成体干细胞之间的中间分化潜能，与其他MSCs具有共同的表面标志。它们表现出比BMSCs更强的增殖、分化和迁移能力[25]。由于UC-MSCs缺乏主要组织相容性复合体II和其他免疫共刺激分子，故具有易获得、不会致瘤、低免疫原性等优点。UC-MSCs已经用于治疗卵巢功能障碍和子宫内膜相关疾病的动物模型[26]。全身系统性注射UC-MSCs后，子宫内膜纤维化标记物减少，细胞增殖增加，血管标记物增加，促炎标志物降低，进而可预防米非司酮对子宫内膜的损伤[27]。UC-MSCs还可通过不同的诱导系统分化为子宫内膜上皮细胞和间质细胞。

目前，细胞外囊泡(EV)在旁分泌信号中起关键调节作用，可参与到抗原提呈、免疫应答、细胞迁移侵袭和细胞分化等过程。研究发现接受UCMSCs-EV单独或与雌激素联合治疗的IUA雌鼠，其炎症细胞因子下调，干细胞标志物CD140b上调，子宫内膜厚度增加，生育结局改善，提示UCMSCs通过分泌EV调节子宫内膜再生[28]。

3.5 胎盘来源干细胞

胎盘来源干细胞(PMSCs)有人羊膜上皮细胞(HAECs)、羊膜间充质干细胞(HAMSCs)、绒毛膜间充质干细胞(HCMSCs)和绒毛膜滋养层细胞(HCTCs)4种类型[28]。胎盘来源干细胞已应用于骨科学、胃肠病学、心脏病学和产科学等[29-31]。

HAECs可以分化为3种胚系，并且表现出比成年MSCs更高的增殖率。与脐带源性间充质干细胞相比，HCMSCs具有较强的免疫抑制和血管生成能力[28]。与羊膜源性间充质干细胞相比，PMSCs在促进血管生成和调控免疫应答方面有更强调节作用[32]。PMSCs的外泌体通过上调体外培养的成纤维细胞中Oct4的转录活性和mRNA表达以促进血管生成；PMSCs与BMSCs相比，前者可通过抑制活化的T淋巴细胞的增殖及IFN-γ的分泌，促进分泌SDF-1招募CD34+细胞，抑制外周血单个核细胞的增殖以达到免疫调节作用[33-34]。在IUA雌鼠模型中，HAECs治疗组血管内皮生长因子(VEGF)、增殖细胞核抗原(PCNA)、PR和ER的表达增加，抗炎细胞因子表达上升，子宫内膜增厚，腺体密度增加，纤维化程度减少，微血管形成增多，IUA雌鼠的生育力和妊娠结局也得到了改善[35]。

3.6 脂肪源性干细胞

脂肪源性干细胞(adMSCs)与骨髓源性干细胞具有相似的基因表达谱和三系分化潜能，但前者具有易获取，增殖及分化能力强等特点[22]。宫腔镜下粘连分离术后，将自体脂肪经宫颈灌注至子宫腔内，并同时给予雌激素治疗。结果显示，adMSCs治疗组子宫内膜纤维化的数量减少，血管形成增多，表明adMSCs能够促进血管生成和子宫内膜组织的再生[36]；同时注射adMSCs和口服雌激素比仅注射adMSCs纤维化程度更低，VEGF和PCNA浓度更高。提示脂肪源性干细胞对重度IUA患者增加子宫内膜厚度和增加月经流量的临床疗效。但是，目前尚无完善的临床研究表明adMSCs自体治疗对妊娠结局改善的报道。

4 结论与展望

至今已有许多研究报道：干细胞在临床前模型和临床实验中证明了其治疗潜力。干细胞在子宫内膜组织修复及再生中具有重要的调节能力，包括克隆、分化、旁分泌信号、血管生成、免疫调节和抑制纤维化等。虽然干细胞治疗Asherman综合征仍处于探索阶段，但已经暗示了几个结论：①分化程度较低的干细胞可能比分化程度较高的干细胞更有效地再生子宫内膜；②全身给药干细胞可能比局部给药对损伤部位的募集有更大的影响；③干细胞可以从不同的组织中分离出来，每种类型的干细胞对子宫内膜再生的能力和效果都不同；④干细胞通过多种途径作用于受损组织。总之，干细胞可能是治疗顽固性Asherman综合征的合理疗法，干细胞治疗有望成为难治性Asherman综合征患者子宫内膜再生的有效治疗措施，但需要对Asherman综合征患者的长期安全性和有效性进行更多的研究。