脐带血的研究现状及其临床应用进展

黄志行（综述），田春芳（审校）

（1.汕头大学医学院，广东 汕头 515041;2.深圳市第七人民医院妇产科，广东深圳 518081）

脐带血是胎儿娩出后残留在脐带和胎盘中的血液。早在20世纪70年代，Mortensen等［1］发现脐带血中含有丰富的造血干细胞。随后医学界围绕脐带血开展了一系列的研究:1972年 Ende等［2］首次报道了脐带血干细胞移植（umbilical cord blood transplantation，UCBT），1988 年 由Gluckman等［3］第一次成功为1例Fanconi贫血患者进行了UCBT。随后，UCBT得到广泛应用，目前已有25 000多例临床移植成功的案例［4］。目前，脐带血的临床应用已不再仅局限于血液系统疾病的干细胞移植，其亦应用于中枢神经系统疾病、免疫调节、实体瘤、缺血性下肢血管病以及组织再生的治疗［5］。现就现阶段脐带血的研究现状及临床应用作一综述。

1 脐带血的储存及脐带血库

自20世纪80年代脐血干细胞移植成功后，为了更好地利用和研究脐带血干细胞，人们开始重视脐带血库的建设。1993年，美国纽约血液中心率先建立了世界上第一家脐血库［6］，随后许多国家相继建立了自己的脐血库，中国亦于1996年在北京建立了第一家脐血库［7］。目前，大部分国家都制订了相应的法律法规来规范和指导脐带血的临床应用和研究，同时为了促进脐血库间信息和资源的共享，美国于1998年首先倡导并建立网络脐血库［6］。为了更好地利用和明确权属，脐血库又分为私人脐血库和公共脐血库［8］，到2010年为止，全世界共有超过90万份脐带血储存于世界各地130余家私人脐带血库中，并有超过40万份的脐带血储存在全球100多家经过严格质量控制的公共脐血库中［4］。

2 UCBT

相较于其他传统的干细胞移植（如骨髓、外周血干细胞移植等），UCBT具有以下优点:①对供者无伤害，来源丰富、储存方便、供体稳定;②传染病感染率低，移植后移植物抗宿主病的发生率低，花费少等［5，9-10］。尽管骨髓干细胞仍然是目前主要的干细胞移植来源，但是随着UCBT研究的深入，其有望取代其他干细胞成为未来干细胞移植的主体［11］。UCBT包括无关供体移植和相关供体移植两种，前者是指受者与供体之间无血缘关系，后者是指受者与供体为同一人或两者之间存在血缘关系。无论是何种移植，移植能否成功都要考虑人类白细胞抗原配型的相匹配程度以及细胞剂量两个因素。对于自体UCBT，由于不存在移植物抗宿主免疫反应，所以移植成功的关键在于脐带血含有的干细胞数量。由于单份脐带血中含有的干细胞数量较少，自体移植目前多用于儿童及低体质量的成年人［5］，且临床应用率不高［8，12］。为此，研究人员开始探索脐带血干细胞体外扩增以及多份脐带血干细胞应用于同一受体等以解决上述问题。脐带血干细胞体外扩增技术包括联合细胞因子与基质细胞共培养或灌注培养等［9］。对于无关供体或与供体存在血缘关系的UCBT还需考虑移植物与宿主间的免疫排斥反应。研究报道，接受亲属脐带血供体治疗的白血病患者的存活率比非血缘关系移植的患者的存活率高34%［8］。但是总体来说，即使是无关供体的UCBT，移植物与宿主间的免疫排斥反应相较其他来源的干细胞仍较小，而且成功率相对较高［11，13］。

3 UCBT的临床应用

3.1 脐带血干细胞用于疾病的治疗

3.1.1 血液系统疾病的治疗 目前UCBT主要用于血液系统疾病的治疗。①良、恶性肿瘤性疾病:各类白血病、骨髓增生异常综合征、恶性淋巴瘤、多发性骨髓瘤等。对一些肿瘤患者来说，造血干细胞移植是唯一的根治方法，如难治或复发性急性白血病、慢性髓性白血病、骨髓增生异常综合征等。②多种原因导致的骨髓衰竭:重型再生障碍性贫血，放射线或药物导致的严重造血干细胞损伤。由于患者的造血干细胞缺乏或严重损伤而不能产生足够量的血液细胞，患者常因出血、感染死亡。③遗传性血液系统疾病:如遗传性严重联合免疫缺陷病、地中海贫血、血红蛋白病等［5，14］。

3.1.2 消化系统疾病的治疗 国内外学者对于脐带血干细胞能否向成熟干细胞分化已开展了广泛的研究。在以小鼠肝脏为实验对象的一系列研究中，在特定环境和培养条件下，脐血干细胞有向肝细胞分化的趋向和能力［15］。亦有学者证实，人脐带血干细胞在特定培养条件和环境下能分化为成熟的肝细胞［16-17］，这为肝硬化等疾病的肝细胞移植及生物人工肝提供了一种新的肝细胞来源。

此外，骨髓及其他来源的干细胞已被证实可用于重症急性胰腺炎、炎症性肠病（包括括克罗恩病和溃疡性结肠炎）、胃肠动力障碍性疾病、胃癌、胃瘫等消化系统疾病的治疗［17］，但脐带血干细胞能否用于上述疾病的治疗，目前相关报道较少，还有待进一步研究。

3.1.3 自身免疫性疾病的治疗 近年来发现，UCBT还可用于多种严重的难治性自身免疫系统疾病的治疗，如实验性自身免疫性脑脊髓炎、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、系统性硬化症以及多发性肌炎/皮肌炎等［14，18］。

3.1.4 泌尿系统疾病的治疗 目前已有动物实验证实，脐血或脐带血基质干细胞可用于急性肾损伤、狼疮性肾炎等疾病的治疗［19］。

3.1.5 其他疾病的治疗 由于脐带血干细胞具有多向分化潜能，其在疾病治疗上有广阔的应用前景，国内外学者已就此开展了一系列的研究，并取得了不错的成绩。杨华强等［20］联合脐带血干细胞与脐带间充质干细胞治疗自闭症发现，移植后患者自闭症状较前明显改善。王杨等［21］就脐血干细胞移植治疗压疮性溃疡创面进行了研究，研究发现脐血干细胞移植能改善溃疡创面及其周围血运，并促进新生肉芽组织生长。此外，脐带血干细胞还可用于以下疾病的治疗:抗衰老、代谢性疾病、下肢血管病变、神经损伤、脑血管疾病、男性不育、新生儿缺氧性脑病、关节软骨退行性病变、糖尿病以及心血管疾病［22-25］等。但对于上述疾病的治疗多处于动物实验阶段，尚未进入临床阶段。

3.2 脐带血用于疾病诊断及检测 脐带血不仅可用于疾病的治疗，还可用于疾病的检测和早期诊断。由于新生儿脐带血取材方便、简单，针对脐带血进行相关疾病的检测，对疾病的早期诊断和治疗有重要作用。

目前，脐带血可用于以下几种疾病的检测:①乙型肝炎病毒的检测［26］;②新生儿溶血病的检测［27-28］;③遗传性葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症的早期诊断［29］;④耳聋基因的筛查［30］等。对于某些新生儿先天性或遗传性疾病的筛查多是通过采集新生儿足底血进行，这些操作多是有创的，若能通过采集脐带血进行检测，既可减少对婴儿的伤害，又可节约人力、物力成本。脐带血用于新生儿疾病的检测多数仍处于研究阶段。

4 结语

脐带血的临床应用已有30多年的历史，不论是在疾病治疗上，还是疾病的检测及早期诊断上，都有广泛的应用前景，但是也存在不少问题。虽然UCBT对人类白细胞抗原的匹配程度要求低，移植物抗宿主反应的发生率也较低，但一旦发生可造成严重的后果，甚至导致移植失败。此外，UCBT对于疾病的治疗多处于动物实验阶段，尚未应用于临床治疗，所以其具体的疗效以及是否有近、远期并发症尚无法确定。尽管如此，脐带血的应用仍将是未来研究的热点。就中国而言，每年器官移植这一项的需求非常大，而常规的器官配型移植治疗存在移植周期长、费用高、风险大及后期护理难度大等诸多缺点，且预后多数不良。如能将UCBT用于器官移植，其前景将十分广阔。目前，UCBT多用于血液系统疾病的治疗，对于其他疾病的治疗需要进一步研究完善。

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