范維 周海洋

1988年10月，世界第一例臍帶血移植（umbilical cord blood transplantation，UCBT）在法國巴黎圣路易斯醫(yī)院完成，Gluckman教授和Broxmeyer教授等用5歲范可尼患兒胞妹的臍帶血開展造血干細(xì)胞移植[1]，該患兒臨床癥狀完全治愈，生存至今[2]。1989年，美國印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院Broxmeyer教授等在美國科學(xué)院院報（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）發(fā)表的文章首次提出，一份臍帶血含有豐富的造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞可供臨床使用，這對臍帶血的臨床應(yīng)用提供了極大的鼓舞和支持，也為臍帶血大規(guī)模存儲及廣泛應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)[2]。1993年，全球第一家臍血庫在紐約建立，臍帶血的儲存量逐年增加。目前，接近100萬份臍帶血儲存在40多個國家的公共臍血庫（數(shù)據(jù)來自World Marrow Donor Association, WMDA）；接近500萬份臍帶血儲存在100余個國家的自體（家庭）臍血庫[2,3]。1996年，我國第一家由衛(wèi)生部批準(zhǔn)的臍血庫北京庫成立，此后在國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)下成立廣東庫、浙江庫、山東庫、天津庫、上海庫、四川庫，全國共7家臍血庫，共儲存了接近200萬份臍帶血。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球臍帶血移植已超過5萬例（WMDA），國內(nèi)臍帶血移植接近15 000例，用于臨床上100余種疾病的治療[3]。

隨著臨床上的廣泛應(yīng)用和科研工作者們對臍帶血的深入研究，臍帶血不僅僅被用于治療血液系統(tǒng)疾病，也被廣泛地用于各種免疫缺陷、代謝性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療，以及用于開展再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究。本文旨在對臍帶血在國內(nèi)外臨床應(yīng)用研究的最新進(jìn)展進(jìn)行綜述，使得相關(guān)從業(yè)人員對臍帶血的前沿應(yīng)用情況有一個更好的了解。

1 臍帶血的應(yīng)用領(lǐng)域

1.1 異基因臍帶血移植

1.1.1 血液?。耗殠а胸S富的造血干細(xì)胞，在臨床上被廣泛地應(yīng)用于急/慢性白血病、再生障礙性貧血（aplastic anemia, AA）、地中海貧血、血紅蛋白病、骨髓增生異常綜合征（myelodysplastic syndromes, MDS）等血液疾病的治療。1990年，美國開展了第一例UCBT治療兒童白血病[4]，隨后在1995年開展了第一例UCBT治療成人白血病[5]。隨著在臨床上的廣泛開展，UCBT在諸多方面已顯示出優(yōu)于骨髓及外周血干細(xì)胞移植的特性。據(jù)Eapen等報道，使用無關(guān)供者來源造血干細(xì)胞治療白血病，行UCBT患者中性粒細(xì)胞累積植入率約為80%，血小板累積植入率約為65%，2年總生存率達(dá)到47%左右，患者的移植物抗宿主?。╣raft versus host disease，GVHD）發(fā)生率也較低[6]，治療效果優(yōu)于骨髓移植。一項對患急性髓系、淋巴細(xì)胞白血病或者M(jìn)DS且首次接受無關(guān)供者造血干細(xì)胞移植患者的研究表明，對于移植前有微小殘留病灶的患者，UCBT總生存期（overall survival，OS）與人類白細(xì)胞抗原（human lymphocyte antigen，HLA）相合的骨髓或外周血移植相當(dāng)，顯著高于HLA不全相合的骨髓或外周血移植。與此同時，UCBT的復(fù)發(fā)率顯著低于骨髓或外周血移植[7]。中國第一個對比臍帶血和外周血移植治療急性白血病效果的多中心研究發(fā)現(xiàn)，UCBT（無ATG）與外周血移植患者OS相當(dāng)，但使用UCBT（無ATG）方案患者發(fā)生慢性GVHD率更低，移植后的生活質(zhì)量也更好[8]。此外，國內(nèi)臍血移植量最多的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院汪麗鈺等人對非血緣UCBT治療急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia, AML）58例進(jìn)行療效分析，指出UCBT治療AML安全有效，且慢性GVHD發(fā)生率和復(fù)發(fā)率均較低[9]。這些研究結(jié)果表明，UCBT治療白血病優(yōu)勢明顯，具有廣泛的臨床應(yīng)用前景。

對于骨髓衰竭和血紅蛋白病的治療，UCBT似乎比骨髓移植取得更好的效果[2]。AA是一種骨髓衰竭性疾病，以貧血、出血、感染為主要表現(xiàn)。結(jié)合使用ATG和環(huán)孢素（CsA）的免疫抑制療法是目前治療AA的標(biāo)準(zhǔn)療法，研究發(fā)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上輸注無關(guān)供者的臍帶血能夠很好地促進(jìn)造血恢復(fù)，提高患者的存活率[10]。對于35歲以下診斷為重型AA的患者，異基因造血干細(xì)胞移植（allogenic hemapoietic stem cell transplantation，allo-HSCT）是首選方案，一項包含146例患者的研究表明，若無全相合的成年供者造血干細(xì)胞，單倍體+無關(guān)供者UCBT也被證實為一個可行的方案[11]。地中海貧血是一種遺傳性珠蛋白合成障礙性貧血，東南亞為高發(fā)地區(qū)之一，我國廣東、廣西、四川多發(fā)。傳統(tǒng)治療地貧以輸血為主，患者得不到根治，頻繁的輸血也給患者家庭帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，地貧已能通過allo-HSCT達(dá)到治愈，在沒有合適的全相合相關(guān)供者情況下，UCBT也能獲得很好的治療效果。一位2個月大的重型β-地貧患兒在接受一份HLA 4/6相合的無關(guān)供者UCBT后100%供者嵌合，5年隨訪，患兒無病生存，生長發(fā)育正常，唯一的移植并發(fā)癥自身免疫溶血性貧血，也在移植2年后痊愈[12]。目前，使用同胞或無關(guān)供者的臍帶血治療地貧已在多家移植醫(yī)院開展，越來越多的地貧患兒通過UCBT得到治愈。一項多中心聯(lián)合研究顯示，相關(guān)供者UCBT治療地貧，患者的OS顯著長于無關(guān)供者UCBT。該研究亦發(fā)現(xiàn)，植入失敗是影響UCBT治療地貧效果的主要原因，而結(jié)合骨髓和臍帶血進(jìn)行移植可以很好地改善UCBT的預(yù)后[13]。陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿癥（paroxysmal nocturnal hemoglobinuria，PNH）臨床上主要表現(xiàn)為慢性血管內(nèi)溶血，造血功能衰竭和反復(fù)血栓形成，被列入第一批罕見病目錄，唯一的治愈方式為allo-HSCT[14]，無關(guān)供者臍帶血是一個理想的造血干細(xì)胞來源。朱小玉等應(yīng)用無關(guān)供者臍帶血治療一例PNH，獲得理想效果，并建議對于反復(fù)發(fā)作的PNH患者，若無相合的成年供者，且患者無嚴(yán)重的重要臟器病變，可以選擇強化清髓性預(yù)處理的UCBT進(jìn)行治療[15]。此外一項來自美國國際血液和骨髓移植研究中心（Center for International Blood and Marrow Transplant Research, United States，CIBMTR）關(guān)于多中心176例成年MDS患者行UCBT的數(shù)據(jù)表明，在沒有全相合的同胞和無關(guān)供者情況下，選擇UCBT可使患者獲得更長的無病生存期，但其較高的移植相關(guān)死亡率對移植效果產(chǎn)生重要影響，這也是未來需要解決的問題之一[16]。

1.1.2 非血液?。?009年4月，中國的第一例臍帶血移植在北京兒童醫(yī)院完成，用于治療1歲的神經(jīng)母細(xì)胞瘤患兒。神經(jīng)母細(xì)胞瘤是嬰幼兒最常見的腫瘤，是兒童腫瘤的“癌中之王”。大劑量化療后自體干細(xì)胞移植促進(jìn)造血恢復(fù)是治療神經(jīng)母細(xì)胞瘤的常規(guī)療法，外周血和骨髓是最常用的干細(xì)胞來源。近年來研究發(fā)現(xiàn)，臍帶血也是一個治療Ⅳ期神經(jīng)母細(xì)胞瘤的很好的干細(xì)胞來源，而且其治療效果被證明優(yōu)于骨髓和外周血移植[17]。在內(nèi)分泌領(lǐng)域，廣東省第二人民醫(yī)院的專家將臍帶血干細(xì)胞用于糖尿病的治療取得良好的成果。治療結(jié)果顯示臍帶血干細(xì)胞輸注對1型糖尿病合并系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者有較好的治療效果[18]，對2型糖尿病患者血糖的控制和β細(xì)胞功能的恢復(fù)都顯示有一定的幫助[19]。在代謝領(lǐng)域，UCBT被用于粘多糖病的治療，上海兒童醫(yī)學(xué)中心近年來已開展多例應(yīng)用，2018年7月北京京都兒童醫(yī)院亦開展了一例UCBT治療戈謝病的治療。此外，Matthew等開展的一項歷時15年的研究表明，行UCBT治療早期嬰幼兒克拉伯病可以延長患兒的生存時間并改善患兒運動功能[20]。

臍帶血富含造血干細(xì)胞，可作為免疫重建的干細(xì)胞的重要來源，被用于濕疹、血小板減少伴免疫缺陷綜合征（Wiskott-Aldrich syndrome，WAS），慢性肉芽腫?。╟hronic granulomatous disease, CGD），重癥聯(lián)合免疫缺陷?。╯evere combined immunodeficiency, SCID）等原發(fā)性免疫缺陷?。╬rimary immunodeficiency，PID）的治療[21]。在國內(nèi)，2014年中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院首次發(fā)表文章報道使用無關(guān)供者臍帶血治療一例兒童WAS，移植后患兒全身濕疹消失，無病生存[22]。東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院對5例行單份臍帶血移植治療的患兒做回顧性分析得出，無關(guān)供者UCBT治療WAS安全且效果明顯[23]。Shekhovtsova等的研究表明，在沒有全相合的成年干細(xì)胞供者的情況下，UCBT是治療幼兒WAS的極佳選擇[24]。2013～2016年復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院實施了4例UCBT治療SCID，結(jié)果顯示采用清髓預(yù)處理方案行UCBT植入率高，患者發(fā)生的GVHD可控，療效顯著[25]。此外，2018年7月該院亦率先開展了一例UCBT治療免疫缺陷病高IgE綜合征。中國人民解放軍總醫(yī)院第六醫(yī)學(xué)中心結(jié)合半相合造血干細(xì)胞（骨髓聯(lián)合外周血）和allo-UCBT治療26例CGD患兒取得較好效果[26]：在6～51個月的隨訪過程中，25個患兒存活，其中24個無病生存且NADPH水平恢復(fù)正常，患兒5年無事件生存率和總生存率分別達(dá)到（81±12）%和（89±10）%。臺灣彰化基督教兒童醫(yī)院給一位19個月大的CGD患兒實施allo-UCBT治療，移植后患兒無病生存，健康成長[27]。這些成功的案例顯示了UCBT治療CGD方案的可行性和有效性。

最新研究亦發(fā)現(xiàn)，異基因臍帶血來源間充質(zhì)干細(xì)胞（hUCB-MSC）可改善患者膝關(guān)節(jié)炎，韓國128例全層軟骨損傷患者接受膝骨打孔混合輸入異基因hUCB-MSC和透明質(zhì)酸，隨訪2年，發(fā)現(xiàn)該治療方式無副作用且具有一定的效果[28]。hUCB-MSC也可以非常好地使軟骨再生，在60歲以上的老年人膝中間室關(guān)節(jié)炎治療上呈現(xiàn)出令人滿意的效果[29]。

1.2 自體臍帶血應(yīng)用：國內(nèi)臍帶血儲存分為公共庫和自體庫，國外則基本為家庭庫（自體庫）。公共庫臍帶血使用即通過配型使用他人捐獻(xiàn)的臍帶血，移植后患者會產(chǎn)生或輕或重的GVHD。自體臍帶血使用則不需要配型，移植后也不會產(chǎn)生GVHD。國內(nèi)外各領(lǐng)域的醫(yī)學(xué)研究工作者對自體臍帶血的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛的臨床和實驗研究，將自體臍帶血的應(yīng)用擴展到諸多領(lǐng)域。

近年來，自體臍帶血被用于AA患兒的治療，波蘭科學(xué)家發(fā)表文章報道1例患兒在接受自體臍帶血輸注治療后，達(dá)到完全緩解且恢復(fù)正常造血功能[30]。目前，中山大學(xué)附屬孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院已經(jīng)開展了5例自體臍帶血治療AA。2007年～2010年，美國CBR（cord blood registry）臍血庫出庫了11例臍帶血用于儲存者本身的1型糖尿病治療，該治療項目在美國佛羅里達(dá)大學(xué)Shands醫(yī)院開展，已在Clinical Trials備案確認(rèn)安全性和有效性，并經(jīng)過FDA認(rèn)證。此外研究顯示，兒童神經(jīng)性耳聾與神經(jīng)認(rèn)知功能損害相關(guān)，目前沒有有效的方法可以進(jìn)行修復(fù)性治療。然而大量的研究表明，臍帶血單個核細(xì)胞可部分改善患者的神經(jīng)性耳聾癥狀。美國科學(xué)家對11例患有不同程度神經(jīng)性耳聾的兒童靜脈輸注自體臍帶血，觀測輸注過程患兒的反應(yīng)，以及輸注后的副作用發(fā)生情況和聽力改變情況，結(jié)果表明自體臍帶血輸注治療兒童神經(jīng)性耳聾安全且可行，對患兒的聽力情況有一定的改善[31]。作為臍帶血應(yīng)用的先驅(qū)，美國杜克大學(xué)Joanne Kurtzberg教授團(tuán)隊率先開展自體臍帶血用于神經(jīng)運動發(fā)育方面有缺陷的患兒的治療研究，并推入臨床試驗。他們的研究結(jié)果表明自體臍帶血對患兒缺氧缺血性腦病的治療安全且有一定的效果[32]；二期臨床試驗顯示自體臍帶血的輸注可以有效改善腦癱患兒的大腦連接和粗大運動功能[33]；一期臨床試驗顯示，自體臍帶血輸注6個月后，自閉癥患兒的行為功能包括社交、標(biāo)準(zhǔn)詞語表達(dá)、眼神聚焦等都會有所提高[34]。在國內(nèi)，廣東省婦幼保健院、深圳市兒童醫(yī)院已開展自體臍帶血治療腦癱、發(fā)育遲緩等精神運動發(fā)育疾病的研究項目，并已完成多例患兒的治療，治療后患兒在認(rèn)知、運動、發(fā)音、互動等方面均有不同程度的改善。

2 臍帶血應(yīng)用的優(yōu)勢與挑戰(zhàn) 臍帶血是嬰兒娩出斷臍后從臍靜脈中采集的血液，收集過程對母親和新生兒無傷害。收集的臍帶血于液氮深低溫條件下儲存，目前液氮深低溫冷凍技術(shù)已經(jīng)非常成熟，理論上可以長期保存臍帶血。Broxmeyer教授等[35]的研究證實，臍帶血造血干/祖細(xì)胞在保存超過20年后仍可保持其細(xì)胞活性。2015年3月，廣東省臍血庫1份凍存長達(dá)15年的臍帶血，復(fù)蘇活性高達(dá)94.2%，在廣州南方醫(yī)院兒科用于一例11歲急性髓細(xì)胞白血病女孩進(jìn)行造血干細(xì)胞移植。與成人資源相比，臍帶血的大量儲存大大縮短了尋找供者的時間。在美國，通過骨髓捐獻(xiàn)者組織尋找無關(guān)供者外周血和骨髓的平均時間為3～4個月，而找到匹配的無關(guān)供者臍帶血的平均時間為12 d；在中國，一個工作日內(nèi)，臍血庫便可為患者完成公共庫臍帶血的匹配，超過99%的患者可以在臍血庫匹配到4個以上位點相合的臍帶血。盡管目前HLA 8/8相合的骨髓還是造血干細(xì)胞移植選擇供者的金標(biāo)準(zhǔn)，在沒有HLA相合的成年供者，病情危急的情況下，臍帶血是一個極佳的選擇，畢竟耽擱的時間極有可能會對治療產(chǎn)生重要的影響。由于胚胎屏障的天然保護(hù)，臍帶血受到病毒污染的可能性極低，因此引起受者的病毒性感染可能性也低于骨髓和外周血移植。此外，臍帶血中的免疫細(xì)胞較為幼稚，免疫原性低，因此移植后引起的GVHD反應(yīng)也較輕。諸多研究表明，UCBT可使患者獲得與骨髓移植、外周血移植相當(dāng)?shù)拇婊盥剩瑓s表現(xiàn)出更弱程度的Ⅱ～Ⅳ度GVHD[36,37]。臨床治療經(jīng)驗亦提示，臍帶血與骨髓和外周血相比有較強的移植物抗白血病效應(yīng)，以及較低的復(fù)發(fā)率[38]。美國國家骨髓移植項目/美國國際血液和骨髓移植研究中心（National Marrow Donor Program/Center for International Blood and Marrow Transplant Research, United States，NMDP/CIBMTR）的研究表明，對于骨髓和外周血移植，任何一個HLA（HLA-A,-B, -C，-DRB1）位點不合都可能嚴(yán)重縮短患者的OS，HLA相合數(shù)＜7/8的移植都無法使患者獲得理想的OS。然而對于UCBT，美國血液和骨髓移植協(xié)會（American Society for Blood and MarrowTransplantation，ASBMT)的臍血配型指南指出，高分辨HLA相合數(shù)≥4/8即可獲得較好的移植效果[39]。由此可知，UCBT對HLA相合的要求低于骨髓和外周血，這給臍帶血的移植應(yīng)用提供了更多可能性。由于每一位新生兒的臍帶血量有限，因此每一份臍帶血所含的造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞的數(shù)量也是有限的。使用公共庫臍帶血行allo-UCBT，有限的造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞會導(dǎo)致中性粒細(xì)胞和血小板植入和恢復(fù)的延遲，增加患者感染的概率和住院的時間，尤其對于成年患者而言，這些影響更為明顯。因此，便有很多人質(zhì)疑UCBT的實施效果，因為這個質(zhì)疑，一直以來人們都覺得臍帶血只適合小體重兒童移植使用。隨著臍帶血采集處理技術(shù)的進(jìn)步，以及移植專家對臍帶血應(yīng)用的深入了解和移植方案的不斷改進(jìn)，UCBT越來越多地被用作成年人的治療方案，單份臍帶血已經(jīng)可以滿足成人的移植需求，并取得可喜的效果。截至2020年3月底，廣東省臍血庫公共庫臨床應(yīng)用臍帶血1 607份，患者最大體重達(dá)117 kg，其中成年患者（y≥18）占比46%，平均體重為59.8 kg；青少年患者（12＜y＜18）占比9%，平均體重為50.4 kg；兒童患者（y≤12）占比45%，平均體重為21.1 kg。

為了得到更好的治療效果，有的專家會選擇給患者行雙份臍帶血移植。雙份臍帶血移植最初的概念提出是為了評估體外擴增臍帶血的安全性和有效性，輸入第二份未擴增的臍帶血作為安全措施，以防擴增的那份臍帶血的植入能力降低。法國的一項研究顯示，雙份臍帶血移植比單份臍帶血移植更有效，因為雙份臍帶血移植可使患者獲得更長的生存時間[40]。然而也有研究結(jié)果顯示，雙份臍帶血移植會使患者發(fā)生較單份移植更強烈的Ⅱ～Ⅳ度急性GVHD[41]。此外，移植機構(gòu)采用臍帶血+單倍體相合移植方式治療惡性血液疾病，顯示出較好的治療效果。這類患者早期開始造血重建，發(fā)生GVHD概率較低，達(dá)到持續(xù)緩解，較低概率發(fā)生機會性感染，輸血需求降低，住院時間短，長期預(yù)后也較好[42,43]。因此快速的造血干細(xì)胞植入和造血重建，是降低感染機率和預(yù)后良好的重要因素。

通過靜脈輸注到患者體內(nèi)的造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞需要轉(zhuǎn)移并歸巢到骨髓微環(huán)境發(fā)生植入，細(xì)胞數(shù)量的增多可以增加植入的概率，很多相關(guān)科研工作者們在朝著體外擴增臍帶血干細(xì)胞的方向努力。然而研究表明，輸注到患者體內(nèi)的絕大部分干細(xì)胞都不會到達(dá)骨髓微環(huán)境，因此提高臍帶血造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞的歸巢能力才是提高UCBT實施效果的重要方式[44]，這也是今后臍帶血應(yīng)用研究領(lǐng)域一個亟待解決的問題。

3 結(jié)論 臍帶血正被越來越多地用于血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)等多領(lǐng)域相關(guān)疾病的治療。UCBT在兒童和成年人血液疾病中的良好表現(xiàn)，使其在造血干細(xì)胞移植領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。隨著臍帶血儲存量的增加，科研技術(shù)水平的進(jìn)步和臨床應(yīng)用的擴大，臍帶血將會為更多患者帶來新的希望。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突