脐带血治疗支气管肺发育不良BPD新生儿的临床应用

【编者按】支气管肺发育不良(BPD)是早产儿的严重并发症之一，主要是肺发育不成熟所致，其传统治疗方法局限性大，治标不治本。现有研究证明，脐带血-单核细胞(CB-MNC)全身或气管给药，在各种成人肺部疾病中具有生物活性和再生作用，新生儿肺部疾病具有与成人肺部疾病相似的多种特征，因此推测CB-MNC也可能减轻新生儿肺部损伤。目前，国内外正在进行相关研究。本文中，中国人民解放军总医院第七医学中心八一儿童医院陈佳教授介绍了BPD的发病机制和治疗现状，重点阐述了脐带血在新生儿BPD中的科研应用，使大家对相关进展有了更深入细致的了解。

一.BPD的发病机制

早产儿肺发育接近囊泡期，胎龄小于28周，产前产后事件导致BPD风险指数高，或发展为新生儿慢性肺病(CLD)，易伴有哮喘、肺气肿、神经认知障碍等长期并发症。

其主要病理标志是肺泡停止发育，表现为大的、简化的远端空域和变形的微脉管系统，空域的扩大和减少与成人肺气肿的变化形态相似；间质纤维化，与成人矽肺相似；肺泡上皮损伤和气道高反应(如哮喘)，可通过新生啮齿动物的高氧暴露实验复制。

二.BPD的治疗现状

传统的治疗方法包括使用少量激素抑制炎症反应，咖啡因兴奋呼吸，维他命A修复粘膜，高热卡喂养，促进体重增加等。但是这两种方法都有一定的局限性，而且只能起到缓解症状的作用，不能促进肺泡的再生长，也不能诱导更正常、更复杂的肺泡结构发育。

近年来，随着细胞科学的发展，细胞治疗作为新生儿慢性肺病的替代和补充治疗方法的研究成为当前的热点。

三.脐带血的应用现状

1.脐带血的成分

脐血液中含有颗粒细胞，淋巴细胞，单核细胞，造血干/祖细胞，间充质干细胞(MSCs)，红细胞和血小板等。脐血液还含有营养物质和代谢物质，可以洞察胎儿生长过程中发生的事件，帮助预测出生后疾病的发展。

2.脐带血的优点

脐血为实物冻存，易于获得，免疫原性低。去红去浆脐带血主要含有核细胞TNC(包括单核细胞MNC)和少量MSCs。

3.脐带血的应用

脐带血的应用起源于血液科，但目前应用越来越广泛。以北京脐血库的数据为例，脐带血不仅用于血液病，还用于BPD、糖尿病、帕金森病等领域。

四.脐带血在新生儿BPD中的科研应用

脐带血-单核细胞(CB-MNC)富含干细胞和祖细胞，能自我更新，分化成各种细胞表型，其旁分泌作用有助于组织修复和免疫调节，而且易于通过低成本和直接物理手段进行分离。出生后数小时或数天内，自体脐带血MNCs易于、安全地使用，最多可立即产生效果，无需扩张。低温保存的脐带血储备可用于同一异体，世界上有70多万个脐带血储备单位可供公众使用。

结果表明，CB-MNC全身或气管内给药对多种成人肺病有生物活性和再生作用，包括过敏性哮喘、肺纤维化/矽肺病、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、急性肺损伤、肺气肿和肺动脉高压。新生儿肺病有几个类似于成人肺病的特征，包括肺泡增大(形态学上类似于肺气肿)、间质纤维化(如矽肺病)、肺泡上皮损伤(如ARDS)和支气管高反应性(如哮喘)。所以CB-MNC也可以减轻新生儿肺损伤。

五.动物实验研究结果

1.细胞治疗后的肺实质

A.常氧暴露的对照动物显示复杂的肺泡网络。

B.从出生到出生，90%的高氧暴露在7天后，空间大而简化，复制了新型支气管肺发育不良的假性气肿特征。

C.静脉内治疗C.MNCs的高氧模型，表明肺泡的区域性增加。

D.TNCs静脉注射显示类似于高氧动物的肺泡。

E.颗粒细胞静脉注射，肺泡增大，空域增大，肺泡隔膜不足。

2.细胞治疗后肺功能的情况

牛顿阻力(RN)和呼吸系统阻力(RRS)是由乙酰胆碱引起的。高氧组RN、RRS在MCH浓度为5~10mg/mL时明显高于常氧假对照组，经MNC处理的动物RN明显低于高氧动物。

3.细胞治疗后气道肌肉化情况

通过抗平滑肌LPha和b、肌动蛋白(sma)免疫染色研究气道肌化，MNC诱导的高氧暴露动物MCH反应性降低机制。

高氧气动物气道周围的平滑肌与正常对照组动物的平滑肌没有什么不同。由MNC处理的高氧气动物(C),TNC和颗粒细胞处理的高氧气动物的SMA染色类似于PBS处理的对照组。不像其他特殊的哮喘模型(如卵白蛋白模型)，高氧气和细胞治疗的效果主要是功能性的，而非形态性的。

4.细胞治疗全转录组分析

在前期动物模型水平评价CB-MNCs治疗BPD有效性的基础上，利用不同的差异分析方法(包括limma-trend、limma-voom、DEseq2、edgeR、cufflinks)分析转录组的数据，进行共同交流分析。

左图:比较数控输注前后，获得556个显著差异基因；

右图:比较MSC输注前后，获得323个显著差异基因。

CB-MNCs输注对转录组变化的影响大于UC-MSCs输注。

5.差异RNA的GO分析

通过对上述共表达差异基因进行严格的FDR校正GO分析，结果表明，从生物通道(BP)、细胞成分(CC)和分子功能(MF)三个角度，与细胞增殖、代谢激活和染色质转录调节相关的多条通道明显丰富，在UC-MSCs输注后明显丰富的只有MF亚类转录共表达因子。

6.临床试验研究现状

根据上述组织、功能和RNA的动物研究结果，CB-MNC的临床试验逐步开展。目前，世界上有26项试验用于CB-MNC治疗BPD。

八一儿童医院脐带血治疗BPD患儿临床试验

1.胎龄25+w，36周前纠正。

现年3岁，生长发育及肺部状况良好，未发现其它并发症。

二、胎龄25+w，外院诊断为重度BPD，出生后120天仍未撤离呼吸机入院。

脐带血输注后气道高反应减轻。

总结

临床研究结果表明，脐带血干细胞有望成为早产儿BPD的治疗手段。为了评估其长期安全性，有必要继续对脐带血干细胞治疗早产儿进行长期跟踪研究。中国人民解放军总医院第七医学中心八一儿童医院将进一步开展CB-MNC治疗BPD早产儿III期的临床对照研究，并随访儿童到学龄期。

北京大学人民医院王建六教授点评:

脐带血是指胎儿娩出、将脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液。脐带血中含有大量的干细胞，包括造血干细胞和多种其他干细胞，统称为脐带血干细胞。脐带血干细胞无害，不会对患者、提供者造成创伤，没有损害，只有好处，是很好的资源。以前脐带血干细胞主要用于骨髓移植，现在已经可以用于多种成人、儿童和新生儿疾病的治疗。陈佳教授为大家分享了脐带血-单个核细胞治疗新生儿BPD的科研应用，可见脐带血治疗BPD新生儿取得了不错的成果，相信未来脐血干细胞在妇产科领域的应用会越来越广！

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