近日，生物分子科學雜志刊發(fā)一篇“干細胞治療卵巢早衰不孕患者的現(xiàn)狀及未來展望”的文獻綜述，綜述表明干細胞具有未分化的性質(zhì)、自我更新能力和分化成各種細胞類型的潛力，已成為治療POI的有希望的途徑。

干細胞療法有可能逆轉(zhuǎn)卵巢內(nèi)分泌功能的減弱并恢復生育能力。除了直接POI治療之外，干細胞在卵巢組織冷凍保存和組織工程等補充應用中也顯示出前景。

什么是卵巢早衰：卵巢早衰（POI），也稱為原發(fā)性卵巢功能不全、卵巢早衰（POF）或過早絕經(jīng)，是指40歲之前部分或全部喪失正常卵巢功能。雖然“卵巢早衰”和“過早絕經(jīng)”歷來與“卵巢早衰”互換使用，但由于卵巢功能受損在不同時期內(nèi)可能持續(xù)存在，后一個術語現(xiàn)在更受歡迎。此外，“失敗”或“更年期”可能傳達負面含義。此外，“原發(fā)性卵巢功能不全”與“早發(fā)性卵巢功能不全”同義。

定義POI的三聯(lián)征包括月經(jīng)稀發(fā)或閉經(jīng)、血清促性腺激素水平升高和血清雌激素水平降低。傳統(tǒng)上，當40歲以下女性月經(jīng)稀發(fā)或閉經(jīng)持續(xù)超過4個月，并且至少兩次連續(xù)檢測的卵泡刺激素 (FSH) 血清水平每隔4周超過25mIU/mL時，即可診斷POI。自然絕經(jīng)前的雌激素缺乏會導致令人痛苦的癥狀，如潮熱、盜汗、睡眠中斷、陰道干燥、焦慮和抑郁。此外，它還與骨質(zhì)疏松癥、心血管疾?。–VD）以及在某種程度上神經(jīng)退行性衰老的風險增加相關。

不孕癥通常伴有POI，這是由于卵泡過早破壞和卵巢卵泡過早耗盡造成的。大約1%的育齡婦女受到影響，只有5-10%在POI診斷后自然受孕并分娩。目前，卵母細胞捐贈或收養(yǎng)被認為是最有效的選擇；然而，患有POI的人強烈渴望遺傳后代。傳統(tǒng)的不孕不育治療效果有限，誘導排卵的總體妊娠率為6.3%，而促性腺激素釋放激素激動劑 (GnRH-a) 抑制與安慰劑相比的對照研究顯示，妊娠率沒有統(tǒng)計學上的顯著差異。

最近，干細胞（SC）療法在脊髓損傷、神經(jīng)退行性疾病、多發(fā)性硬化癥、心臟病和糖尿病方面取得了巨大成功，有望恢復POI患者減少的卵巢儲備功能。干細胞的再生潛力歸因于其自我更新能力和多能性，使它們成為一種引人注目的治療選擇。這篇綜述簡要概述了當前POI診斷、評估和治療的方法。

卵巢早衰的病因和原因

POI臨床環(huán)境中的染色體和遺傳因素：傳統(tǒng)上，超過70%的POI病例被認為是特發(fā)性的。然而，全基因組測序的最新進展表明，這些病例中至少30%源于遺傳原因 。因此，在仔細評估致病因素后，通過排除即可診斷特發(fā)性POI。

• 性染色體異常
• 常染色體異常
• 自身免疫性卵巢損傷
• 傳染性原因
• 醫(yī)源性原因
• 生活方式因素
• 環(huán)境原因
• 人乳頭瘤病毒 (HPV) 疫苗接種
• 2019年冠狀病毒病 (COVID-19) 感染和疫苗接種

POI的臨床表現(xiàn)

POI患者可能會出現(xiàn)與自然絕經(jīng)期間相似的癥狀。月經(jīng)不調(diào)和不孕癥通常在POI診斷前幾年發(fā)生。此外，POI可引起長期后遺癥，需要醫(yī)生充分詢問癥狀，以避免誤診并確保最佳治療。

• 月經(jīng)不調(diào)
• 血管舒縮癥狀和其他雌激素缺乏癥狀
• 神經(jīng)系統(tǒng)癥狀
• 心血管疾病
• 骨礦物質(zhì)密度 (BMD)
• POI患者的不孕和懷孕

POI的常規(guī)治療方法

POI的治療包括緩解癥狀、激素替代療法、心理支持以及避孕和生育咨詢。治療計劃是根據(jù)POI的病因、癥狀的嚴重程度、家族遺傳、基因異常和基礎疾病來確定的。

卵巢早衰目前的干細胞療法

干細胞（SC）是源自胚胎或成體組織的未分化或部分分化的細胞；它們具有獨特的自我更新和分化成各種細胞類型的能力。它們大致分為胚胎SC（ESC）、成人SC（ASC）和誘導多能SC（iPSC）。

間充質(zhì)干細胞 (MSC) 是ASC的一個特定亞群，起源于多種組織，如骨髓 (BM)、脂肪組織 (AT)、經(jīng)血、臍帶 (UC)、羊水、羊膜、胎盤和子宮內(nèi)膜。SC的醫(yī)學應用，稱為干細胞療法 (SCT)，利用其固有特性來恢復受損器官的功能。具體來說，SCT有望促進POI患者卵巢功能和卵母細胞的再生。

干細胞治療卵巢早衰的機制

SC通過參與多種機制在POI中發(fā)揮著至關重要的治療作用（圖1）。一個重要的機制是歸巢，這是循環(huán)或外在SC導航到其預期目的地的生理過程。例如，在骨髓中檢測到靜脈注射的造血干細胞和祖細胞。盡管間充質(zhì)干細胞的歸巢過程尚不完全清楚，但有望減少成功移植所需的細胞數(shù)量。

歸巢是干細胞導航至其預定目的地的重要過程，這是干細胞成功和高效移植的關鍵方面。干細胞分化成各種細胞類型，例如卵母細胞或雌性和雄性生殖系細胞，可以改變不孕癥的治療方法。在干細胞治療中，旁分泌作用對于影響血管生成、細胞凋亡、疤痕纖維化和免疫反應至關重要。外泌體是一種大小為30至160nm的囊泡，源自干細胞，在調(diào)節(jié)細胞間通訊中發(fā)揮著關鍵作用。替換鄰近卵母細胞中受損的線粒體有可能提高卵母細胞質(zhì)量。

在再生醫(yī)學中，旁分泌作用被認為是干細胞最關鍵的機制。旁分泌作用涉及多種細胞因子的釋放，促進新生血管形成、抗炎、抗凋亡、抗纖維化和免疫調(diào)節(jié)。在POI的背景下，已經(jīng)觀察到來自SC的條件培養(yǎng)基可以保護卵巢免受年齡相關的損傷，這強調(diào)了旁分泌機制在改善卵巢功能中的關鍵作用。具體來說，研究表明間充質(zhì)干細胞上調(diào)肝細胞生長因子（HGF）、血管內(nèi)皮細胞生長因子（VEGF）、胰島素樣生長因子-1（IGF-1）、表皮生長因子（EGF）、成纖維細胞生長因子的釋放2 (FGF2)、粒細胞集落刺激因子 (G-CSF)、白細胞介素 (IL)-8、IL-10、IL-11和IL-15，同時減少腫瘤壞死因子-α (TNFα) 和IL-6。

此外，干細胞移植的治療功能部分源自外泌體，外泌體是附著在細胞膜上的30-160nm大小的囊泡。外泌體，尤其是源自間充質(zhì)干細胞的外泌體，對于傷口愈合和修復的治療潛力目前正在研究中。這些囊泡通過細胞內(nèi)化、配體-受體相互作用和脂膜融合來調(diào)節(jié)細胞間通訊，激活參與傷口愈合的信號級聯(lián)。研究表明，MSC衍生的外泌體可激活蛋白激酶 B (AKT)、信號轉(zhuǎn)導子和轉(zhuǎn)錄激活子3 (STAT3)以及細胞外信號調(diào)節(jié)激酶 (ERK)，同時增加生長因子的水平，例如如HGF、IGF1、神經(jīng)生長因子 (NGF) 和基質(zhì)源性生長因子-1 (SDF1) 。鑒于無細胞外泌體療法具有減輕免疫排斥、血管阻塞風險和腫瘤突變風險的潛力，它比傳統(tǒng)干細胞療法具有更好的臨床價值。使用SC作為外泌體的來源是再生醫(yī)學的另一個有前途的途徑。

然而，SC分化對POI患者的影響尚未確定。目前尚不清楚MSC或卵巢SC (OSC) 是否可以分化為卵母細胞。然而，動物研究已證明間充質(zhì)干細胞可分化為顆粒細胞，表明其具有恢復嚙齒類動物卵巢內(nèi)分泌功能和卵泡發(fā)生的潛力。卵巢衰老和線粒體功能障礙之間眾所周知的關聯(lián)涉及POI女性卵母細胞中線粒體DNA (mtDNA) 含量與健康女性相比顯著降低。使用抗氧化劑來解決POI患者線粒體損傷的傳統(tǒng)方法效果有限。SCT是一種通過隧道納米管將線粒體運輸?shù)洁徑毎麃硖岣呗涯讣毎|(zhì)量的創(chuàng)新方法。

治療卵巢早衰的干細胞類型都有哪些？

胚胎干細胞 (ESC)：ESC源自囊胚的內(nèi)細胞團，囊胚是人類胚胎受精后3-6天、子宮植入前的一個發(fā)育階段。人類胚胎干細胞（hESCs）可以從不孕夫婦的多余人類IVF胚胎中獲得（圖2）。與其他SC類型相比，ESC具有多種優(yōu)勢。

(1)人類多能干細胞，包括胚胎干細胞和誘導多能干細胞，表現(xiàn)出多能性，可以分化成其他細胞類型，包括外胚層、中胚層和內(nèi)胚層。為了從體細胞重編程誘導多能干細胞，使用了OSKM因子。

(2)間充質(zhì)干細胞來源于中胚層。它們表現(xiàn)出多能性、體外自我更新能力和分化為間充質(zhì)譜系的潛力。

首先，hESC是源自人類胚胎的正常細胞，而iPSC是由成體細胞產(chǎn)生的。因此，hESC被認為是遺傳穩(wěn)定的。此外，ESC表現(xiàn)出近乎無限的多能性，允許無限的細胞分裂。它們在分化過程中保持正常的核型，并且可以分化成所有三個胚層（外胚層、內(nèi)胚層和中胚層）。最后，與iPSC相比， hESC誘導免疫原性反應和惡性變化的可能性較小。由于這些特性，胚胎干細胞被認為是再生醫(yī)學中有前途的來源。

誘導多能干細胞 (iPSC)：誘導多能干細胞（iPSC）由Yamanaka和 Takahashi于2006年首次提出。他們使用四種轉(zhuǎn)錄因子Oct4、klf4、sox2和c-myc（統(tǒng)稱為OSKM ）成功從小鼠成纖維細胞誘導PSC （圖2）。

間充質(zhì)干細胞：MSC的特點是粘附在塑料表面和成纖維細胞樣形態(tài)，存在于各種來源中，例如骨髓、AT、外周血、經(jīng)血、子宮內(nèi)膜、心臟和肌肉。MSC的圍產(chǎn)期來源包括胎盤、UC、臍帶血、沃頓膠和胎盤或羊膜。成體組織來源的間充質(zhì)干細胞通常需要侵入性細胞采集。然而，這些細胞在自體免疫方面具有優(yōu)勢。與此同時，圍產(chǎn)期來源的間充質(zhì)干細胞幾乎不會引起倫理問題，因為它們的來源通常被認為是廢物，注定要被丟棄。

• 骨髓間充質(zhì)干細胞 (BMSC)
• 經(jīng)血間充質(zhì)干細胞 (MenSC)
• 脂肪組織干細胞 (ADSC)
• 臍帶間充質(zhì)干細胞 (UC-MSC)
• 羊膜間充質(zhì)干細胞 (AMSC)
• 胎盤源性間充質(zhì)干細胞 (PMSC)

表1：總結(jié)了當前和正在進行的間充質(zhì)干細胞治療卵巢早衰患者的干細胞療法。

涉及干細胞移植治療卵巢早衰的臨床試驗

ClinicalTrials.gov記錄了許多調(diào)查干細胞移植治療卵巢早衰的臨床試驗，截至2023年12月15日，共有28項注冊研究。在該隊列中，兩項研究被暫停，一項被撤回，另一項被終止。

此外，十項試驗的狀態(tài)仍然未知，其中兩項被認為無關緊要。在明確致力于POI SCT的12項試驗中，7項已經(jīng)結(jié)束，兩項正在積極招募參與者，兩項處于預招募階段。此外，一項試驗正在進行中，但目前尚未招募。表2總結(jié)了當前和正在進行的臨床試驗，重點關注使用干細胞治療卵巢早衰。

除了傳統(tǒng)的干細胞移植之外，目前正在開發(fā)其他新方法。例如，四步自體卵巢干細胞移植 (ASCOT) 試驗 (NCT04475744) 涉及將自體BMSC與G-CSF和活化的富血小板血漿 (PRP) 一起注射到卵巢中。對照組不接受任何干預。這項正在進行的III期試驗目前正在進行中，但尚未招募參與者。

同樣，另一項IV期研究 (NCT02783937) 涉及隨機分配接受皮下鹽水注射的對照組和每天兩次用G-CSF治療的實驗組，持續(xù)5天。這項研究的獨特之處在于它使用皮下途徑，而不是更傳統(tǒng)的靜脈內(nèi)或卵巢內(nèi)途徑。鑒于G-CSF與SCT相比更容易獲得，這些研究可能為未來POI患者的治療提供有價值的見解。

結(jié)論

人們對干細胞治療不孕癥越來越樂觀。盡管過去幾十年輔助生殖技術取得了快速進步，但POI問題仍未得到解決。干細胞具有多能性、自我更新能力和分化成各種細胞類型的能力，目前正在積極研究其臨床潛力。

目前，干細胞治療卵巢早衰的主要機制涉及旁分泌作用，如血管生成、抗凋亡、抗纖維化和免疫調(diào)節(jié)。此外，一些研究報告了分化為卵巢組織細胞。在了解女性生殖細胞方面取得了進展。盡管固定原始卵泡池理論已經(jīng)被堅持了幾十年，但最近的研究證實了卵巢SC的存在。

然而，全面了解干細胞的機制對于其廣泛的臨床應用至關重要。揭示歸巢機制、開發(fā)耗時較少的培養(yǎng)方案、減少免疫反應和腫瘤變化的風險以及實現(xiàn)SC的統(tǒng)一生產(chǎn)對于開發(fā)有效的治療方法至關重要。

參考資料：Kim, H.K.; Kim, T.J. Current Status and Future Prospects of Stem Cell Therapy for Infertile Patients with Premature Ovarian Insufficiency. Biomolecules 2024, 14, 242. https://doi.org/10.3390/biom14020242

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