子宫内膜异位症(EMS)是妇科最常见良性疾病之一，但是其发病机制迄今尚未阐明，对其长期治疗疗效亦不满意。目前，"EMS起源的干细胞学说"为EMS研究提供了新思路。该学说在一定程度上解释了所有类型的EMS起源理论。随着目前对子宫内膜干细胞特性、特异性生物标志物等研究的逐渐深入，揭示参与子宫内膜异位病灶的干细胞，可能来源于子宫内膜、骨髓等，同时发现子宫内膜异位病灶的干细胞生物学特性发生一定改变。基于干细胞的EMS治疗策略研究也取得一定成果，对干细胞进行基因修饰，或抑制干细胞特性、减少子宫内膜来源干细胞和骨髓来源干细胞向子宫内膜异位病灶迁移和移植，为治疗EMS提供了新思路。笔者拟就EMS起源的干细胞学说，EMS的干细胞来源，包括子宫内膜来源的干/祖细胞与骨髓间充质干细胞(BMSC)，EMS干细胞的生物学特性及其临床意义4个方面，对干细胞与EMS相关理论及其研究现状进行阐述，旨在为EMS发病机制及诊疗策略研究提供参考。
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子宫内膜异位症(endometriosis，EMS)是指具有活性的子宫内膜组织(腺体和间质)出现在子宫腔以外的部位。育龄女性中，EMS发病率为10%～15%[1]，不孕女性中EMS发病率高达35%[2]。EMS患者常见症状为腹痛、不孕，而且经治疗后EMS容易复发，严重影响患者身心健康[3,4]。临床对EMS的确切发病机制迄今尚未阐明，对该病患者的长期治疗疗效亦不满意[1,3]。早在2004年已有文献报道子宫内膜干细胞的存在，2011年有学者在EMS病灶中发现子宫内膜干细胞，"EMS起源的干细胞学说"为EMS发病机制的研究提供了新思路[5]。随着对子宫内膜干细胞的特性、特异性生物标志物，子宫内膜异位病灶中干细胞的来源等研究的逐渐深入，提示干细胞在EMS发生、发展中发挥着重要作用。国内外已批准多项间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSC)用于相关疾病治疗的临床试验[6]，基于干细胞的EMS治疗策略研究也取得一定成果，为该病诊疗提供了新方向[7]。笔者拟就EMS起源的干细胞学说，EMS的干细胞来源，包括子宫内膜来源的干/祖细胞与骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSC)，EMS干细胞的生物学特性及其临床意义4个方面，对干细胞与EMS相关理论及其研究现状进行阐述，旨在为EMS发病机制及诊疗策略研究提供参考。
经典的"EMS种植学说"认为，子宫内膜异位病灶处内膜组织细胞来源于在位内膜，通过"经血逆流""淋巴及静脉播散""医源性种植"等原因种植于子宫内膜以外的不同部位[8]。但是，这一学说无法解释EMS为何只发生在部分女性中。郎景和[1]提出"在位内膜决定论"，即子宫内膜碎片能否在"异地"黏附、侵袭、生长，在位内膜是决定因素，在位内膜的差异是导致EMS发生的决定因素。常见EMS病因理论的体腔上皮化生学说认为，高度化生潜能的体腔上皮受到一些因素，如激素、慢性炎症、经血刺激等影响后，可转化为子宫内膜组织[8]；此外，该类理论还包括EMS胚胎残余学说[8]、EMS免疫学说[3]等。但是，迄今尚无一种理论可以解释所有EMS的不同临床表现及其罕见病例，如EMS出现在MRKH综合征女性的胸腔中及男性体内[8,9]。
成体干细胞(adult stem cell，ASC)是指存在于各种已分化组织中的未分化细胞。在正常情况下，ASC处于休眠状态，但是在病理状态或特定外因诱导下，可以表现出再生和更新能力[10]。子宫内膜组织中存在罕见的具有高增殖潜能的克隆源性上皮细胞和间质细胞，为子宫内膜上皮干细胞和MSC的存在提供了证据[5,10,11]。子宫内膜异位病灶中细胞亚群表现出体细胞、干细胞/祖细胞特性，该亚群具有集落形成的活性、自我更新能力，并且具有多能性；子宫内膜异位病灶中发现上皮祖细胞和基质祖细胞[5,12]。由此可见，这些研究为EMS的干细胞起源学说提供了理论依据。
EMS的干细胞起源学说认为，各种来源的干细胞是"种子"，而局部微环境是"土壤"，只有"种子"与"土壤"同时存在，EMS才会发生[1]。组织微环境中某些因素，如激素等，可能有助于"种子"黏附、侵袭[1]。这一学说在一定程度上解释了所有类型的EMS发病机制：子宫基底层子宫内膜干/祖细胞进入腹腔后种植、生长，支持干细胞种植学说[13]；来源于骨髓、子宫内膜或其他组织的干细胞在腹腔微环境改变的条件下，可分化为子宫内膜异位病灶，支持体腔上皮化生学说[13]；干细胞持续存在于残余苗勒管中，在特定因素，如雌激素等刺激下，形成子宫内膜异位病灶，支持胚胎残余学说[13]；存在于循环中的骨髓干细胞在远处组织或器官移植、生长，这可解释远处部位EMS及男性EMS发生[13]。
子宫内膜是一种独特、周期性更新、高度再生组织，在女性的一生中，子宫内膜经历400多个月经周期[7]。子宫内膜中的部分上皮细胞(0.22%～0.52%)和间质细胞(1.25%)具有高克隆形成能力，克隆形成的基质细胞具有多系分化潜能，可以产生肌成纤维细胞和基质成纤维细胞、脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞等[5]。标记滞留细胞(label-retaining cells，LRC)技术，是一种在组织中鉴定干细胞及其定位的技术。动物体内实验结果表明，雌性小鼠子宫内膜中，存在一定比例上皮性LRC和基质性LRC，并且在雌激素刺激下，上述LRC可进入细胞周期，具有对细胞增殖信号的反应，提示这些干细胞样细胞，可能与子宫内膜再生有关[12,14]。侧群细胞是干细胞的1个亚群，人子宫内膜细胞中有部分细胞表现出侧群细胞表型，将人子宫内膜中的侧群细胞移植入裸鼠肾包膜下，能重建有序的子宫内膜组织，并可见重建组织中具有清晰的腺体结构[5,7]。由此可见，子宫内膜来源的干/祖细胞可能是EMS的来源，这些细胞经血逆行，脱落、沉积在腹膜腔中，从而导致盆、腹腔子宫内膜异位病灶的发生。
BMSC作为一种循环干细胞，在特定环境下可经骨髓动员到达特殊部位，在局部微环境诱导下分化为特定组织细胞。在特定微环境中，BMSC可向子宫内膜上皮细胞分化，也可在子宫内膜异位处直接分化为子宫内膜细胞，并可迁移和浸润在位子宫内膜[15]。这也在一定程度上解释导致男性EMS的原因。BMSC可向基质细胞和上皮细胞分化[16]。骨髓受者的子宫内膜活组织标本，可检出供者源性的子宫内膜细胞，占上皮细胞的0.2%～48%和基质细胞的0.3%～52%[11]；将雄性小鼠的BMSC移植到雌性EMS小鼠体内，在子宫内膜异位病灶中，可检出带有Y染色体的子宫内膜细胞，提示BMSC可以迁移到子宫内膜异位病灶，并且再生为子宫内膜细胞[14]。但是，近期也有研究反对这一观点，认为某些巨噬细胞很容易被误认为是骨髓来源的子宫内膜细胞，而骨髓细胞并未分化为子宫内膜间质、上皮和内皮细胞[17]。子宫内膜组织具有吸引BMSC的能力，即使是子宫内膜异位到其他部位，这些内膜也保留这种能力，甚至强于在位子宫内膜[11,18]。这种"吸引力"可能是因为子宫内膜间质细胞和子宫内膜异位病灶产生C-X-C趋化因子配体(C-X-C chemokine ligand，CXCL)12，骨髓细胞表达CXCL12的C-X-C趋化因子受体(C-X-C chemokine receptor，CXCR)，雌二醇可使二者表达水平增高，并且与正常子宫内膜相比，子宫内膜异位病灶中，二者mRNA及蛋白表达水平亦显著增高；雌二醇可以通过上调CXCL12促进BMSC的趋化和迁移[9,19,20]。在来源于EMS妇女的子宫内膜基质细胞中，BMSC可以通过激活细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinases，CDK)-1，一种细胞周期调控和分裂的关键调控因子，增强细胞增殖，但是在正常子宫内膜细胞中，则无此作用[21]。这提示，子宫内膜细胞增殖，可能是由干细胞来源的营养因子诱导的，从而导致子宫内膜异位病灶进展[21]。由此可见，BMSC可能是引起EMS的干细胞的主要来源，这些研究从另一方面支持和补充EMS的干细胞来源理论。
在位、异位子宫内膜均表达多种干细胞相关基因及其生物标志物，如Oct-4及CD9、29、44、49f、90、105，c-Kit等[14]。但是，目前对子宫内膜干细胞的特异性生物标志物仍未明确，迄今尚无特异性生物标志物可用于分离子宫内膜上皮干细胞[14]。阶段特异性胚胎抗原(stage-specific embryonic antigen，SSEA)-1在基底层细胞高表达，与SSEA-1-子宫内膜细胞相比，SSEA-1+子宫内膜细胞端粒酶活性更强，增殖率更低，同时也表达较低水平雌、孕激素受体，提示分化程度较低表型[5,12]；N-钙黏蛋白(N-cadherin)呈阳性的上皮细胞，主要位于子宫内膜基底部，与N-cadherin呈阴性细胞相比，表现出高克隆潜能、高增殖和自我更新能力，在体外可分化为细胞角蛋白呈阳性腺样器官，可能成为潜在的检测子宫内膜上皮干细胞的特异性生物标志物[7,22]。用于研究和临床应用的MSC应具有特定标准，如在标准体外培养条件下可黏附在塑料表面，表达CD73、90和105，而不表达CD11b、14、19、34、45、79a，而且具有分化为各种类型细胞的潜能[23]。子宫内膜MSC相对而言更易于被分离和富集，目前可检测子宫内膜MSC的生物标志物包括CD146，血小板衍生生长因子受体(platelet-derived growth factor receptor，PDGFR)β和sushi结构域蛋白(sushidomain containing protein，SUSD)2等。这些细胞可在体内产生子宫内膜间质样组织，同时也表达血管生成、类固醇激素/低氧反应、炎症、免疫调节、细胞通讯、蛋白水解/抑制相关基因，具有自我更新和多潜能性[7,9]。
与在位子宫内膜干细胞相比，子宫内膜异位病灶中干细胞发生遗传和表观遗传改变，包括差异基因表达，微小RNA(microRNA，miRNA)表达失调，组蛋白和DNA修饰及染色体畸变等[24,25,26]。Abdel-Rasheed等[27]发现，在EMS患者中，存在32种明显表达失调的miRNA，这些miRNA参与细胞周期过程，如细胞凋亡、增殖、分化，上皮发育、血管生成及许多其他功能。深层浸润性子宫内膜异位病灶，常具有体细胞肿瘤驱动基因突变[28]。在位内膜与异位病灶的干细胞免疫表型存在差异[29]。子宫内膜异位病灶中的干细胞生物学特性，如克隆形成能力、迁移和侵袭能力、血管生成能力均明显增强[12,25,27]，而且子宫内膜异位病灶中干细胞可能参与盆腔内免疫抑制环境，有利于免疫逃避[30]。子宫内膜异位病灶中的MSC可进入血液循环，并且离开原病灶后仍可保持干细胞特性，从而可能导致新病灶[18]。这对于子宫内膜异位病灶的形成具有重要作用。
对EMS的诊断，目前仍然依赖于超声和腹腔镜诊断。手术虽然是该病患者治疗的主要方法，但是术后5年EMS复发率高达40%～50%[32]。然而，EMS起源干细胞学说的提出及深入研究，为临床时EMS的诊断和治疗提供了新思路。
EMS患者与健康女性相比，其经血来源的MSC的CD9、10及29表达水平显著上调，扩散和入侵能力大大增强，而免疫调节能力显著下调[33]。通过对二者上述因子差异表达及免疫调节能力生物学差异进一步研究，有望成为早期非侵入性EMS诊断策略[33]，甚至可能为预测上述因子表达上调女性是否发生EMS，或预测EMS严重性提供依据。
对干细胞的基因修饰，可能是EMS患者的潜在治疗方向[3,6]。对MSC进行基因修饰，改变其性质，可使其表达可溶性血管内皮生长因子受体(soluble fms-like tyrosine kinase，sFlt)-1。经MSC-Adsflt-1处理的EMS小鼠的子宫内膜异位病灶显著缩小为原来的(52.8±1.8)%；异位病灶的微血管直径和密度亦显著缩小，血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)，胎肝激酶(fetal liver kinase，FLK)-1，基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMP)-2、-9转录物表达显著下调，并且采用MSC-Adsflt-1对新生子宫内膜异位病灶治疗有效，这可能有助于减少疾病复发[6,34]。
抑制子宫内膜干细胞生物学特性，防止异位子宫内膜细胞逆流或抑制BMSC参与，减少子宫内膜来源干细胞和骨髓来源干细胞向子宫内膜异位病灶迁移和移植，也是治疗EMS患者的新思路[7]。采用醋酸亮丙瑞林及来曲唑治疗EMS的疗效，优于醋酸甲羟孕酮，这可能是因为醋酸亮丙瑞林或来曲唑可显著减少BMSC在EMS病变中的植入，而醋酸甲羟孕酮未能显著降低EMS中干细胞数量的缘故。这说明，干细胞迁移减少，可能有助于EMS病变长期消退[35]。γ-分泌酶抑制剂(gamma-secretase inhibitor，GSI)可刺激干细胞特性相关因子转录下调，降低子宫内膜细胞存活率，增加细胞凋亡[36]。洛伐他汀可以增加骨成型蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)2和Runt相关转录因子(runt-related transcription factor，RUNX)2表达，诱导表观遗传重编程，减少干细胞特异性生物标志物表达[37]。血管生成抑制剂索拉非尼可以抑制EMS患者异位子宫内膜MSC中的低氧诱导因子(hypoxia inducible factor，HIF)-1α和VEGF表达，限制子宫内膜MSC迁移和增殖，在裸鼠体内实验中，可有效缩小子宫内膜异位病灶体积[5]。选择性雌激素受体调节剂巴多昔芬(bazedoxifene，BZA)，可以有效减少干细胞募集至子宫内膜异位病变组织，使子宫内膜异位病灶退化。对EMS小鼠病理模型采取BZA治疗，可显著缩小子宫内膜异位病灶直径、降低腺体数目，同时对卵巢重量无影响[7,9]。针对CXCR4和CXCR7的小分子受体拮抗剂AMD3100和CCX771，可以减少BMSC招募至子宫内膜异位病变组织，并可降低促炎细胞因子的产生和血管形成[38]。在EMS小鼠模型中，对EMS小鼠使用上述拮抗剂治疗后，子宫内膜异位病灶体积明显缩小[38]。
综上所述，在EMS起源的干细胞学说中，干细胞迁移和移植，参与EMS发病机制，并且在EMS发生、发展中起着重要作用[5,33]。但是，干细胞转化为EMS干细胞过程中所涉及的途径及机制迄今尚未阐明[8]。目前，关于EMS起源的干细胞学说中，尚待探索的问题主要包括以下方面。①子宫内膜干细胞是否有特异性生物标志物；②腹腔局部微环境如何诱导干细胞向异位子宫内膜细胞分化，以及诱导、增殖、分化过程中涉及的信号通路等。
在女性良性疾病治疗中，干细胞治疗卵巢早衰、宫腔黏连、Asherman综合征均取得一定成果[23]。EMS作为一种严重影响女性，尤其是育龄期女性身心健康的疾病，目前的治疗手段并不令人十分满意。深入研究干细胞基因调控和EMS的干细胞发病机制，探索针对子宫内膜干细胞，尤其是子宫外的子宫内膜异位干细胞治疗手段，这将是一项艰巨却极为有益的工作[5]。不同来源的子宫内膜干细胞，可能对相同内环境的反应不同，即使是相同来源的子宫内膜干细胞，也可能由于其可塑性而改变行为[3]。如何选择和处理子宫内膜干细胞，从而靶向治疗EMS，并且不促进病变生长至关重要。对EMS的干细胞相关诊疗虽然尚处于研究探索阶段，但是为EMS的诊断、治疗提供了很好的思路和方向，在未来临床实践中，干细胞也许可作为EMS患者的无创诊断方法或治疗靶点。
所有作者均声明不存在利益冲突
