综述:脐带血在早产儿并发症临床防治中的应用(Review)
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时间:2025年09月30日
来源:Stem Cell Reviews and Reports 4.2
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本综述系统探讨了脐带血(UCB)在早产儿并发症防治中的最新进展。UCB富含干细胞(HSCs、MSCs)、外泌体及细胞因子,通过抗炎、抗凋亡、促血管生成和免疫调节等机制,对支气管肺发育不良(BPD)、缺氧缺血性脑病(HIE)、坏死性小肠结肠炎(NEC)、早产儿视网膜病变(ROP)和脓毒症等疾病展现出治疗潜力。临床研究初步验证了其安全性和有效性,为改善早产儿长期预后提供了新策略。
脐带血(UCB)作为一种富含生物活性成分的独特资源,近年来在早产儿并发症防治领域展现出广阔前景。其核心价值在于含有造血干细胞(HSCs)、间充质干细胞(MSCs)、内皮祖细胞(EPCs)、外泌体及多种细胞因子(如IL-6、IL-10、TNF-α),这些成分通过多靶点、多通路协同作用,为早产儿器官发育不成熟导致的各类疾病提供了新的防治策略。
UCB的细胞成分除常规血细胞外,还包括具有多向分化潜能的HSCs、MSCs、EPCs、非常小胚胎样干细胞(VSELs)和无限制体细胞干细胞(USSCs)。非细胞成分中,外泌体(携带功能性mRNA、miRNA和蛋白质)和细胞因子(如趋化因子、集落刺激因子、血管生成素样蛋白7/Angptl7)是发挥治疗作用的关键介质。例如,外泌体中的miR-185-5p可通过促进肺血管生长缓解支气管肺发育不良(BPD),而Angptl7和抗菌肽LL-37则通过抗炎和促血管生成作用改善疾病严重程度。
BPD是早产儿常见的慢性肺疾病,特征为肺泡简化及肺毛细血管功能障碍。UCB-MSCs经气管移植可显著降低高氧肺损伤模型中的炎症和纤维化反应,其旁分泌效应(而非直接分化)是主要作用机制。临床I-II期试验(如NCT03392467)表明,UCB-MSCs输注可降低气道灌洗液炎症因子水平,减少机械通气和氧疗时间,尤其对胎龄23-24周亚组效果显著。自体UCB单核细胞(MNCs)输注也能显著降低中重度BPD发生率,并调节T细胞亚群(如增加Treg细胞)和炎症因子(如升高IL-10、降低TNF-α和CRP)。
缺氧缺血性脑病(HIE)和颅内出血(ICH)是早产儿神经损伤的主因。UCB-MNCs通过抗凋亡、抗氧化(减少氧化应激标记物)、激活Shh信号通路促进神经干细胞增殖,以及IL-8/p-p38通路促血管生成等机制发挥保护作用。内皮祖细胞(EPCs)还可调节中枢免疫反应,减少CD4+T细胞浸润和小胶质细胞活化。临床研究(如Cotten团队试验)显示,自体UCB细胞联合低温治疗可改善HIE患儿神经发育结局(74%治疗组vs.41%对照组Bayley评分正常)。对于ICH,UCB-MSCs脑室内移植在动物模型中可预防出血后脑积水,但临床研究仍处于安全性验证阶段(NCT02892953)。
NEC与肠道菌群失调、贫血和遗传易感性相关,目前缺乏有效治疗手段。UCB-MSCs可通过激活NOD2受体抑制TLR4信号传导,减少IL-10产生和Treg细胞浸润,从而减轻肠道炎症。相较于骨髓来源MSCs,UCB-MSCs更易获取且培养效率高,但相关研究仍较少。当前UCB主要用于NEC预测指标(如内源性洋地黄样因子、非蛋白结合铁、甘露糖结合凝集素/MBL)的检测,未来或可开发为母乳补充剂促进肠道成熟。
ROP的发生与视网膜血管异常增生相关。UCB输血可通过提升胎儿血红蛋白(HbF)携氧能力(比成人血红蛋白高30%),减少高氧损伤和血管增生风险。临床随机试验(如Teofili研究)表明,自体UCB输血较成人血源可降低严重心动过缓、肺动脉高压和动脉导管未闭发生率。UCB-EPCs也可能直接促进视网膜血管修复,但机制需进一步探索。
UCB在新生儿脓毒症(尤其是早发型EOS)诊断中具优势。UCB培养较外周血培养敏感性更高(42.6% vs. 20.4%),且炎症标志物(CRP、PCT、IL-6、抗菌肽LL-37)水平可预测感染。联合Treg细胞比例和LL-37水平预测晚发型脓毒症的曲线下面积(AUC)达0.936。UCB的应用还可减少医源性失血和输血相关并发症(如IVH、BPD)。
当前UCB治疗仍面临样本量小、机制研究不深入、长期随访数据缺乏等问题。伦理方面需规范UCB储存(公共库建设)和输注流程(避免感染)。未来研究应聚焦于:开发“靶向”无细胞疗法(如工程化外泌体)、优化细胞“增效”策略(如预处理增强归巢能力),并通过多中心临床试验确立标准治疗方案,最终实现从辅助治疗向常规治疗的转化。
脐带血的多组分特性和多机制作用使其成为早产儿并发症防治的有力工具,尤其适用于多病共存的临床场景。随着精准医疗和生物工程技术的进步,UCB疗法有望显著改善早产儿的长期生存质量和神经发育结局。
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