人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療早發(fā)性卵巢功能不全系統(tǒng)評價

劉貴悅, 楊金姬, 付 浩, 王 芳, 胡春秀

武裝警察部隊特色醫(yī)學(xué)中心 軍人生殖醫(yī)學(xué)科,天津 300162

早發(fā)性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI)被定義為女性40歲前卵巢功能過早衰竭,診斷標(biāo)準(zhǔn)為少經(jīng)或閉經(jīng)至少4個月,2次(間隔>4周)卵泡刺激素水平升高>25 IU/L,發(fā)病率約為1%～3%[1]。POI的病因復(fù)雜,與環(huán)境免疫、遺傳、醫(yī)源性因素有關(guān),目前尚無明確有效的治療策略[2]。近年來,隨著再生醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展,越來越多的研究關(guān)注于干細(xì)胞在POI治療中的應(yīng)用及效果[3]。干細(xì)胞具有自我更新和再生功能,且具有創(chuàng)造再生微環(huán)境的能力,可能成為POI的新療法[4]。一項非隨機Ⅰ期臨床試驗結(jié)果顯示,卵巢內(nèi)移植干細(xì)胞治療POI是有效、可行的[5]。間充質(zhì)干細(xì)胞是一種具有較強免疫調(diào)節(jié)特性的多能成體干細(xì)胞,可抑制B細(xì)胞增殖,降低肥大細(xì)胞脫顆粒,抑制單核細(xì)胞成熟,且具有多向分化和自我修復(fù)潛能,并可通過旁分泌發(fā)揮抗氧化、抗炎癥及抗凋亡等作用[6]。近年來,間充質(zhì)干細(xì)胞在卵巢功能修復(fù)中的研究也越來越多,已有研究顯示,間充質(zhì)干細(xì)胞對卵巢功能具有良好的改善作用,可恢復(fù)性激素的正常分泌,增加卵泡數(shù)量[7]。間充質(zhì)干細(xì)胞來源廣泛,包括臍帶、經(jīng)血、骨髓、卵巢、羊膜、腹膜、胎盤、脂肪等,人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)由于無倫理學(xué)爭議、來源廣,而在再生醫(yī)學(xué)中被廣泛應(yīng)用[8]。本研究旨在探討hUC-MSCs對小鼠POI治療效果的影響。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 檢索策略 利用計算機檢索主要的醫(yī)學(xué)相關(guān)中英文數(shù)據(jù)庫Embase、Clinical Trials、萬方、the Cochrane Library、中國知網(wǎng)、Pubmed等。檢索時間范圍從建庫至2023年6月。中文檢索詞和英文檢索詞包括人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞、干細(xì)胞、早發(fā)性卵巢功能不全、卵巢早衰、原發(fā)性卵巢功能不全、過早閉經(jīng)、premature ovarian insufficiency、primary ovarian insufficiency、POI、premature menopause、premature ovarian failure、poor ovarian response ovarian dysfunction、stem cell、human umbilical cord mesenchymal stem cells、hUC-MSCs。另外,通過人工檢索納入研究中的參考文獻(xiàn),以進(jìn)一步確定其他符合條件的實驗研究。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):(1)研究類型。在國內(nèi)外公開發(fā)表的隨機動物研究實驗。(2)研究對象。雌性小鼠POI動物模型。(3)干預(yù)措施。實驗組小鼠POI動物模型接受hUC-MSCs治療,對照組不接受治療或接受生理鹽水、PBS治療。(4)結(jié)局指標(biāo)。包括血清黃體生成素、抗苗勒管激素、雌激素、卵泡刺激素等激素水平,原始卵泡、初級卵泡、次級卵泡、閉鎖卵泡等各級卵泡計數(shù)情況,小鼠體質(zhì)量,卵巢質(zhì)量,發(fā)情周期,產(chǎn)仔數(shù)等。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)重復(fù)研究的動物實驗。(2)無法獲取原始數(shù)據(jù)或結(jié)局指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)不完整的研究。(3)hUC-MSCs聯(lián)合其他方法進(jìn)行治療或非hUC-MSCs治療。(4)勘誤或評論、會議摘要、薈萃分析、病例報道、信函、綜述等。(5)非小鼠POI動物模型的實驗研究。(6)實驗研究以非中文或英文發(fā)表。

1.3 文獻(xiàn)篩查及方法質(zhì)量學(xué) 兩名研究者分別根據(jù)上述檢索詞對醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行獨立檢索,閱讀檢索相關(guān)的文獻(xiàn),同時根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行文獻(xiàn)篩選及評估,最終納入文獻(xiàn)的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)分別由兩名研究者獨立提取,當(dāng)意見存在分歧時則進(jìn)一步通過討論進(jìn)行解決。提取的相關(guān)研究數(shù)據(jù)主要包括國家、出版時間、作者姓名、動物種類、實驗組與對照組小鼠數(shù)量、小鼠周齡、小鼠建模誘導(dǎo)方法、干預(yù)措施等。

1.4 文獻(xiàn)治療評估 兩名研究者分別獨立使用SYRCLE的偏倚風(fēng)險工具以評估動物研究的偏倚風(fēng)險。SYRCLE的偏倚風(fēng)險工具包括10個方面[分配隱藏、基線特征、盲法(動物飼養(yǎng)者與研究者)、隨機序列生成、盲法(結(jié)果評價者)、動物安置隨機化、隨機化結(jié)果評估、選擇性結(jié)果報告、不完整數(shù)據(jù)報告、其他偏倚來源],評估結(jié)果的高、低及不確定風(fēng)險分別以“否”“是”“不確定”表示。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用Cochrane協(xié)作網(wǎng)提供的Review Manager 5.4軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。連續(xù)資料用95%可信區(qū)間的加權(quán)均差或標(biāo)準(zhǔn)均差表示,二分類資料用95%可信區(qū)間的風(fēng)險差或風(fēng)險比表示。采用Q統(tǒng)計檢驗評價不同研究的異質(zhì)性:I2≤50%為具有均勻性,I2>50%為非均勻性;當(dāng)I2≤50%時采用固定效應(yīng)模型,當(dāng)I2>50%時采用隨機效應(yīng)模型。當(dāng)有10項以上的研究具有相同的結(jié)局參數(shù)時,構(gòu)建漏斗圖來評估發(fā)表偏倚。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)篩選流程及結(jié)果 符合文獻(xiàn)9篇[9-17]。篩選流程見圖1。

圖1 篩選流程

2.2 研究基本特征及質(zhì)量評估 文獻(xiàn)發(fā)表年份為2019-2023年;研究共納入236只小鼠,其中,實驗組118只,對照組118只。9項研究通過不同的方法進(jìn)行POI造模,基本特征見表1,偏倚風(fēng)險評價結(jié)果見表2。

表1 研究基本特征

表2 偏倚風(fēng)險評價結(jié)果

2.3 Meta分析結(jié)果

2.3.1 血清雌激素水平 9篇文獻(xiàn)納入236只小鼠,其中,實驗組118只,對照組118只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=1 406.75,I2=99%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=22.05(95%可信區(qū)間7.37～36.74),P<0.01。即與對照組比較,實驗組可提高血清雌激素水平。見圖2。

圖2 血清雌激素水平Meta分析

2.3.2 血清卵泡刺激素水平 9篇文獻(xiàn)納入236只小鼠,其中,實驗組118只,對照組118只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=894.05,I2=99%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=-2.77(95%可信區(qū)間-4.45～-1.10),P<0.01。即與對照組比較,實驗組可降低血清卵泡刺激素水平。見圖3。

圖3 血清卵泡刺激素水平Meta分析

2.3.3 血清抗苗勒管激素水平 4篇文獻(xiàn)納入82只小鼠,其中,實驗組41只,對照組41只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=79.65,I2=96%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=166.12(95%可信區(qū)間48.29～283.95),P<0.01。即與對照組比較,實驗組可提高血清抗苗勒管激素水平。見圖4。

圖4 血清抗苗勒管激素水平Meta分析

2.3.4 血清黃體生成素水平 2篇文獻(xiàn)納入40只小鼠,其中,實驗組20只,對照組20只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=6.93,I2=86%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=0.16(95%可信區(qū)間-1.99～2.31),P=0.88。即與對照組比較,實驗組對血清黃體生成素水平無明顯改善作用。見圖5。

圖5 血清黃體生成素水平Meta分析

2.3.5 治療后原始卵泡數(shù)量 6篇文獻(xiàn)納入194只小鼠,其中,實驗組97只,對照組97只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=4 086.39,I2=100%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=9.82(95%可信區(qū)間-4.21～23.85),P=0.17。即與對照組比較,實驗組對原始卵泡數(shù)量無明顯改善作用。見圖6。

圖6 治療后原始卵泡數(shù)量Meta分析

2.3.6 治療后初級卵泡數(shù)量 5篇文獻(xiàn)納入126只小鼠,其中,實驗組63只,對照組63只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=380.99,I2=99%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=11.02(95%可信區(qū)間10.56～11.47),P<0.01。即與對照組比較,實驗組可增加初級卵泡數(shù)量。見圖7。

圖7 治療后初級卵泡數(shù)量Meta分析

2.3.7 治療后次級卵泡數(shù)量 5篇文獻(xiàn)納入126只小鼠,其中,實驗組63只,對照組63只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=194.32,I2=98%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=7.49(95%可信區(qū)間1.90～13.08),P<0.01。即與對照組比較,實驗組可增加次級卵泡數(shù)量。見圖8。

圖8 治療后次級卵泡數(shù)量Meta分析

2.3.8 治療后閉鎖卵泡數(shù)量 5篇文獻(xiàn)納入144只小鼠,其中,實驗組72只,對照組72只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=143.13,I2=97%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=-7.67(95%可信區(qū)間-13.94～-1.41),P=0.02。即與對照組比較,實驗組可減少閉鎖卵泡數(shù)量。見圖9。

圖9 治療后閉鎖卵泡數(shù)量Meta分析

2.3.9 治療后小鼠體質(zhì)量 3篇文獻(xiàn)納入86只小鼠,其中,實驗組43只,對照組43只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=41.77,I2=95%,P<0.01),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=3.92(95%可信區(qū)間0.51～7.34),P=0.02。即與對照組比較,實驗組可增加治療后小鼠體質(zhì)量。見圖10。

圖10 治療后小鼠體質(zhì)量Meta分析

2.3.10 治療后卵巢質(zhì)量 2篇文獻(xiàn)納入70只小鼠,其中,實驗組35只,對照組35只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明不存在異質(zhì)性(χ2=0.53,I2=0%,P=0.47),采用固定效應(yīng)模型得出,均差=1.06(95%可信區(qū)間0.88～1.23),P<0.01。即與對照組比較,實驗組可增加治療后卵巢質(zhì)量。見圖11。

圖11 治療后卵巢質(zhì)量Meta分析

2.3.11 治療后小鼠發(fā)情周期 2篇文獻(xiàn)納入48只小鼠,其中,實驗組24只,對照組24只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明存在異質(zhì)性(χ2=4.41,I2=55%,P=0.11),采用隨機效應(yīng)模型得出,均差=-1.41(95%可信區(qū)間-1.97～-0.85),P<0.01。即與對照組比較,實驗組可縮短小鼠發(fā)情周期。見圖12。

圖12 治療后小鼠發(fā)情周期Meta分析

2.3.12 治療后小鼠每窩產(chǎn)仔數(shù) 2篇文獻(xiàn)納入30只小鼠,其中,實驗組15只,對照組15只。異質(zhì)性分析結(jié)果表明不存在異質(zhì)性(χ2=0.01,I2=0%,P=0.92),采用固定效應(yīng)模型得出,均差=6.18(95%可信區(qū)間5.24～7.12),P<0.01。即與對照組比較,實驗組可增加小鼠每窩產(chǎn)仔數(shù)。見圖13。

圖13 治療后小鼠每窩產(chǎn)仔數(shù)Meta分析

3 討論

POI也稱為卵巢早衰,已成為女性不孕的重要原因,近年來的發(fā)病率呈不斷增長趨勢[18]。激素替代療法可以緩解雌激素缺乏相關(guān)癥狀,但無法逆轉(zhuǎn)卵巢功能[19]。現(xiàn)有的治療POI的方法臨床效果均不理想并可能導(dǎo)致不良反應(yīng),因此,有必要尋求更好的治療方法。干細(xì)胞具有自我更新和多向分化的特點,具有恢復(fù)POI患者卵巢功能的潛力,而干細(xì)胞治療卵巢的研究主要集中于間充質(zhì)干細(xì)胞[4]。有研究表明,與其他種類干細(xì)胞相比,hUC-MSCs獨特的低免疫原性和強大的分泌功能使其有著更大的臨床應(yīng)用前景[20]。但干細(xì)胞在POI中的臨床應(yīng)用尚不廣泛,尚無公認(rèn)的最佳治療劑量,缺少高質(zhì)量的臨床對照研究。本薈萃分析從動物研究方面評估了hUC-MSCs對POI的影響,以期為POI的治療策略選擇提供更多的參考。結(jié)果顯示,干細(xì)胞治療對POI小鼠模型有效,在POI小鼠模型中,干細(xì)胞可以改善激素水平、卵泡計數(shù)、發(fā)情周期及妊娠結(jié)局。其機制包括歸巢效應(yīng)、抑制顆粒細(xì)胞凋亡、自分泌和旁分泌作用等。歸巢效應(yīng)是指干細(xì)胞在靶組織的脈管系統(tǒng)里被捕獲,隨后跨越血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移至靶組織。在多種疾病的干細(xì)胞臨床應(yīng)用過程中均可見牢固的粘附、爬行、擴散及跨內(nèi)皮細(xì)胞遷移的歸巢過程,且其受趨化因子調(diào)控[21-22]。Liu等[21]發(fā)現(xiàn),SDF-1/CXCR4軸可以促進(jìn)干細(xì)胞遷移,提高細(xì)胞生長因子和血管內(nèi)胚層生長因子的分泌。Cheng等[22]在小鼠心肌缺血模型中發(fā)現(xiàn),與單獨應(yīng)用間充質(zhì)干細(xì)胞比較,上調(diào)CXCR4可增加間充質(zhì)干細(xì)胞對缺血心肌的歸巢,改善心肌功能。顆粒細(xì)胞是評價卵巢功能的重要指標(biāo)。Liu等[23]在人經(jīng)血干細(xì)胞移植后發(fā)現(xiàn),小鼠卵巢組織中mRNA表達(dá)與人卵巢組織相似,表明人經(jīng)血干細(xì)胞在小鼠體內(nèi)分化為卵巢顆粒樣細(xì)胞。干細(xì)胞的自分泌和旁分泌介質(zhì)被認(rèn)為是治療POI的關(guān)鍵。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的血管內(nèi)皮生長因子可促進(jìn)卵巢血管生成,為損傷組織提供營養(yǎng),血管內(nèi)皮生長因子-1和血管內(nèi)皮生長因子-2在抑制顆粒細(xì)胞凋亡和促進(jìn)卵泡發(fā)育中發(fā)揮重要作用[24]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),hUC-MSCs可以通過旁分泌途徑改變卵巢微環(huán)境,提高血清雌激素水平,降低血清卵泡刺激素水平[25]。Yin等[26]發(fā)現(xiàn),hUC-MSCs分泌的血紅素加氧酶-1在修復(fù)卵巢中發(fā)揮關(guān)鍵作用,其主要機制是激活JNK/Bcl-2信號通路,上調(diào)CD8+CD28- T細(xì)胞的循環(huán)。此外,干細(xì)胞還可以上調(diào)抗炎因子的表達(dá),下調(diào)促炎因子的表達(dá),從而減輕卵巢內(nèi)的炎癥反應(yīng)[27]。

本研究存在一些局限性:部分參數(shù)的樣本量較低,可能影響結(jié)果的可靠性;異質(zhì)性來源尚不清楚,可能與不同的POI建模方法、不同的血清收集時間有關(guān);移植物排斥反應(yīng)是一個重要的指標(biāo),但在所有納入的研究中均未提及。

綜上所述,干細(xì)胞治療POI小鼠模型有效,其是一種潛在的恢復(fù)POI患者生育能力的治療策略,但在臨床應(yīng)用前還需要進(jìn)一步開展高質(zhì)量的臨床和基礎(chǔ)研究來評價干細(xì)胞治療POI的安全性、可行性及有效性。