彭 艷，程 培(綜述)，徐 勇(審校)

(1.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科，四川瀘州646000;2.宜賓市二醫(yī)院綜合內(nèi)科，四川宜賓644000)

糖尿病足是糖尿病最嚴(yán)重的并發(fā)癥和非外傷性截肢的主要原因。與普通人群相比，糖尿病患者下肢截肢的概率要高出15～40倍，成人中40%的足和下肢截肢為糖尿病所致。老年人的危險(xiǎn)性更高，據(jù)報(bào)道，50歲以上的糖尿病患者下肢血管病變的發(fā)生率為25%～30%。由于糖尿病足預(yù)后差，最終的結(jié)局是潰瘍、截肢、死亡“三部曲”，所以糖尿病足正成為威脅人類健康的世界性公共衛(wèi)生問(wèn)題［1］。傳統(tǒng)的藥物治療、血管搭橋及支架置入的遠(yuǎn)期療效均不理想，尤其是下肢動(dòng)脈流出道閉塞而且缺乏代償性側(cè)支循環(huán)的患者，采用現(xiàn)有的手段都難使血管再通，足部壞疽時(shí)截肢往往是患者和醫(yī)師的唯一選擇，有些患者截肢后仍危及生命，因此，進(jìn)一步研究糖尿病足的有效治療方法有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 糖尿病足發(fā)病機(jī)制與一般治療

糖尿病足的發(fā)生與神經(jīng)病變、血管病變和感染有關(guān)。其中血管病變?cè)谔悄虿“l(fā)病與難以恢復(fù)中起著重要作用。

目前糖尿病足的治療針對(duì)其發(fā)病機(jī)制大致有治療神經(jīng)病變的藥物如彌可保等，或者體外反搏理療;改善動(dòng)脈硬化及循環(huán)使用前列腺素E1、中藥、他汀類藥等;控制感染使用抗生素及局部處理傷口。局部處理傷口也采用了很多方式，如清潔傷口的超聲刀、負(fù)壓吸引;使傷口創(chuàng)面肉芽容易生長(zhǎng)的各種敷料與血小板凝膠。也有改善循環(huán)的血管搭橋與支架置入。以上治療方法大都效果不佳，僅能暫時(shí)或者局部解決問(wèn)題，臨床需要更多更有效的血管病變的治療方法。

2 內(nèi)皮祖細(xì)胞治療血管缺血

由于血管病變?cè)谔悄虿∽阒衅鹬陵P(guān)重要的作用，治療血管病變改善循環(huán)成為治療糖尿病足的關(guān)鍵問(wèn)題。糖尿病不僅能促進(jìn)血管病變而致嚴(yán)重缺血性疾病，而且同時(shí)伴有側(cè)支血管形成能力嚴(yán)重受損使其不易恢復(fù)。糖尿病血管病變以側(cè)支血管形成能力嚴(yán)重受損為特征，這就需要改善側(cè)支循環(huán)，建立新生血管。血管新生過(guò)程包括血管形成和血管生成。血管形成是指胚胎期血管內(nèi)皮前體細(xì)胞形成血管網(wǎng)絡(luò)，而血管生成是指在原有血管的基礎(chǔ)上內(nèi)皮細(xì)胞增殖而形成新的血管網(wǎng)。血管內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cell，EPC)具有自我增殖、定向歸巢的特性，可定向分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)血管新生，修復(fù)損傷內(nèi)膜。要全面、長(zhǎng)久改善糖尿病下肢缺血，內(nèi)皮祖細(xì)胞移植是一種值得期待的治療方式。

EPC至今尚無(wú)一個(gè)明確的定義，現(xiàn)在的EPC被定義為表達(dá)干細(xì)胞表面標(biāo)志物(如CD34或CD133)和內(nèi)皮標(biāo)志物雙陽(yáng)性的細(xì)胞群。成人后骨髓、臍血、以及外周血中都可以分離出EPC。EPC分為兩種類型:早期和晚期，早期4～7 d形成中央為圓形細(xì)胞周圍為梭形細(xì)胞的典型的放射狀集落。晚期為2～3周出現(xiàn)的EPC，呈鵝卵石樣的集落。有研究表明兩類EPC移植在促血管新生方面效果相當(dāng)［2］。研究發(fā)現(xiàn)，EPC不僅參與人胚胎血管生成，同時(shí)也參與出生后血管新生和內(nèi)皮損傷后的修復(fù)過(guò)程，也可遷移到其他缺血、炎癥及腫瘤組織中，形成新生血管［3］。EPC在血管方面的功能主要有:參與出生后的血管新生;參與炎癥損傷修復(fù);參與損傷血管修復(fù);維持內(nèi)皮細(xì)胞的完整和血管的動(dòng)態(tài)平衡［4］。

3 糖尿病足與內(nèi)皮祖細(xì)胞治療

3.1 糖尿病與內(nèi)皮祖細(xì)胞 血管損傷后除局部血管壁細(xì)胞參與損傷血管修復(fù)外，外周血及骨髓中的EPC也參與修復(fù)過(guò)程［5］。但是糖尿病患者外周血中EPC數(shù)量較非糖尿病者明顯減少，長(zhǎng)期高血糖可導(dǎo)致EPC功能受損，血管形成和血管新生作用減弱，EPC數(shù)量、增殖能力與糖化血紅蛋白、糖尿病病程呈負(fù)相關(guān)，高血糖濃度、持續(xù)時(shí)間對(duì)EPC數(shù)量、增殖能力有決定性影響［6］。糖尿病導(dǎo)致血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子通路上任一環(huán)節(jié)受損均影響缺血誘導(dǎo)的EPC動(dòng)員。糖尿病患者組織表皮細(xì)胞和肌纖維母細(xì)胞表達(dá)趨化因子減少，可能是EPC歸巢減少的原因［7］。由于糖尿病患者的外周循環(huán)中EPC的數(shù)量與功能明顯下降，通過(guò)自體EPC動(dòng)員難以達(dá)到治療的目的。因此將EPC進(jìn)行體外培養(yǎng)和擴(kuò)增并進(jìn)行一定的基因修飾，移植到患者體內(nèi)，可能是治療糖尿病血管病變的理想手段。利用健康人外周血EPC能夠有效地修復(fù)損傷的糖尿病患者視網(wǎng)膜血管［8］。在臨床常發(fā)現(xiàn)存在缺血性血管形成受損的糖尿病患者常伴有視網(wǎng)膜的血管新生，即“糖尿病矛盾現(xiàn)象”。但Losordo等［9］觀察了900余例接受過(guò)治療性血管新生的糖尿病患者，并未發(fā)現(xiàn)EPC移植能增加糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)病率或加重糖尿病視網(wǎng)膜病變的進(jìn)展。

3.2 糖尿病足內(nèi)皮祖細(xì)胞治療 內(nèi)皮祖細(xì)胞移植到糖尿患者的下肢，在肢體缺血這種特定的環(huán)境下，分化出大量的內(nèi)皮細(xì)胞的內(nèi)皮祖細(xì)胞，內(nèi)皮祖細(xì)胞分裂、增殖、產(chǎn)生出大量成熟的內(nèi)皮細(xì)胞，再經(jīng)過(guò)有序的排列形成血管，發(fā)生新的側(cè)支循環(huán)，增加患足的血液灌注。于是利用內(nèi)皮祖細(xì)胞的這種特性應(yīng)用于治療糖尿病足成為可能。內(nèi)皮祖細(xì)胞分為骨髓內(nèi)皮祖細(xì)胞，外周血內(nèi)皮祖細(xì)胞，臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞，前兩種細(xì)胞移植治療糖尿病下肢缺血的研究較多。

2001年日本Eriko等［10］最早報(bào)道應(yīng)用自體骨髓內(nèi)皮祖細(xì)胞移植治療下肢缺血，他們用自體骨髓單個(gè)核細(xì)胞移植(直接腓腸肌內(nèi)注射)治療了45條下肢缺血性疾病，其中39條下肢的癥狀得到改善，30條下肢的踝肱指數(shù)的增加幅度超過(guò)了0.1，數(shù)字減影顯示有明顯的側(cè)支血管生成。該實(shí)驗(yàn)未出現(xiàn)任何相關(guān)的并發(fā)癥，臨床安全性和有效性都得到了初步肯定。國(guó)內(nèi)宣武醫(yī)院谷涌泉等［11］采用自體骨髓干細(xì)胞移植治療慢性下肢缺血94例，采用非隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，入選病例包括糖尿病下肢缺血病變、單純下肢動(dòng)脈閉塞硬化、脈管炎等，采用動(dòng)脈腔內(nèi)注射內(nèi)皮祖細(xì)胞及小腿局部肌肉注射內(nèi)皮祖細(xì)胞兩種方法，觀察間歇性跛行的改善、疼痛改善、冷感評(píng)分、踝肱指數(shù)、經(jīng)皮氧分壓測(cè)定、數(shù)字修改減影等主客觀指標(biāo)，得出結(jié)論:自體骨髓干細(xì)胞移植治療下肢缺血患者，適合病變的早、中期階段，但對(duì)于缺血晚期特別是患肢存在組織壞疽者的治療效果仍有待進(jìn)一步提高。陳兵等［12］應(yīng)用自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞體外擴(kuò)增后移植治療糖尿病足，自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植后患足癥狀明顯緩解、踝肱指數(shù)顯著上升、側(cè)支血管增多，與常規(guī)治療組相比存在顯著性差異。同時(shí)細(xì)胞移植組所有患者創(chuàng)面(包括潰瘍、瘺道、2例足趾壞疽行手術(shù)切除者)在治療后2～4周內(nèi)均完全愈合，較常規(guī)治療組提前3～4周的時(shí)間。

黃平平等［13］最早在國(guó)際上開(kāi)展自體外周血干細(xì)胞移植治療下肢缺血，對(duì)1例確診為嚴(yán)重下肢動(dòng)脈硬化性閉塞癥患者，應(yīng)用自體外周血干細(xì)胞移植移植，3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)，患肢冷感、疼痛、間歇性跛行、潰瘍明顯好轉(zhuǎn)，數(shù)字減影下肢動(dòng)脈造影結(jié)果顯示新側(cè)支血管形成明顯增加。2000年 Kalka等［14］將人 EPC在體外擴(kuò)增后經(jīng)心腔注入股動(dòng)脈結(jié)扎的裸鼠體內(nèi)后28 d，缺血肢體的血流量恢復(fù)至手術(shù)前的70%，組織切片證實(shí)人EPC參與了新血管的形成。王富軍等［15］利用自體外周血干細(xì)胞移植治療缺血性下肢血管病取得了很好的療效，未發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)，不少國(guó)外學(xué)者也有類似報(bào)道。

3.3 糖尿病足與臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞治療 相比骨髓內(nèi)皮祖細(xì)胞與外周血內(nèi)皮祖細(xì)胞，臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞具備自我更新和增殖的能力，并能在特定因素的影響或誘導(dǎo)下向各種細(xì)胞或組織分化。而且臍血來(lái)源容易，成本低廉，采集過(guò)程簡(jiǎn)單無(wú)痛苦，臍血EPC數(shù)量和質(zhì)量較優(yōu)，其中干(祖)細(xì)胞濃度是外周血的10～20倍，細(xì)胞增殖能力也較強(qiáng)，且其配型要求較低，因此，臍帶血內(nèi)皮祖細(xì)胞因獨(dú)特優(yōu)勢(shì)受到越來(lái)越多科學(xué)家的青睞。

CD34抗原是造血干細(xì)胞分離純化的主要標(biāo)志。臍血中CD34+細(xì)胞約占有核細(xì)胞的1%，所占比例與骨髓相似，高于外周血，其中早期造血前體細(xì)胞CD34+CD38－和CD34+Thy－1+lin－亞群比例高于骨髓和外周血。臍血中的紅系集落形成單位的數(shù)量也高于成人外周血及骨髓。骨髓中也可檢測(cè)到高增殖潛能集落形成細(xì)胞，但其檢出頻率只有臍血的1/8。臍血中低表達(dá)或不表達(dá)細(xì)胞凋亡配基CD95Fas，因此其壽命更長(zhǎng)。臍血富含各系造血干細(xì)胞，比骨髓、外周血更原始，具有更高增殖潛能。能耐受更大程度上的HLA(人類白細(xì)胞抗原)配型不符等生物學(xué)特性［16］。更易找到HLA相合的無(wú)關(guān)供者，抗原表達(dá)弱，淋巴細(xì)胞的細(xì)胞毒性低，臍帶血中不會(huì)有腫瘤細(xì)胞。臍血富含CD34和CD133共同表達(dá)的EPC［17］。收集方法簡(jiǎn)單，可做到完全無(wú)菌，耐冰凍，可長(zhǎng)期保存。Yang等［18］證實(shí)從臍血CD133細(xì)胞中可誘導(dǎo)出內(nèi)皮祖細(xì)胞，表現(xiàn)為表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志的貼壁細(xì)胞，移植后的內(nèi)皮祖細(xì)胞可以在缺血組織分化成內(nèi)皮細(xì)胞，整合到缺血部位新生血管內(nèi)，移植EPC后裸鼠缺血后肢的毛細(xì)血管密度、血流灌注及壞死程度均較對(duì)照組明顯改善。徐建萍等［19］發(fā)現(xiàn)臍血單個(gè)核細(xì)胞在血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子等細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下可定向分化為內(nèi)皮細(xì)胞。Kim等［20］應(yīng)用臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞移植治療Buerger病，結(jié)果顯示:細(xì)胞移植后患者靜息痛緩解，肢體皮膚潰瘍4周愈合，血管阻力降低。血管造影顯示肢體遠(yuǎn)端毛細(xì)血管密度增加、直徑加大。因此臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞具有應(yīng)用于臨床治療糖尿病足的可能性，臍血作為一種改善循環(huán)的干細(xì)胞庫(kù)具有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

4 問(wèn)題與展望

內(nèi)皮祖細(xì)胞為治療糖尿病足提供了有效方式，應(yīng)用前景廣闊，但也存在一些問(wèn)題需要解決。內(nèi)皮祖細(xì)胞常常取材量較小，異體間存在排斥反應(yīng)的可能。移植后的內(nèi)皮祖細(xì)胞是否會(huì)在移植部位分化為其他組織細(xì)胞，如骨組織或出現(xiàn)腫瘤樣生長(zhǎng)?是否會(huì)促進(jìn)體內(nèi)潛在惡性腫瘤及血管瘤的生長(zhǎng)?是否會(huì)促進(jìn)糖尿病眼底病變的惡化導(dǎo)致失明，或者相反?是否在促進(jìn)肢體側(cè)支循環(huán)的同時(shí)又改善了心肌缺血、腦缺血?所有這些均有待進(jìn)一步研究。對(duì)于注射方式是缺血局部還是靜脈注射效果更佳?靜脈注射有無(wú)不良反應(yīng)?注射細(xì)胞最適劑量是多少?這些技術(shù)問(wèn)題也有待進(jìn)一步探討。由于臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞有其獨(dú)到優(yōu)勢(shì)，對(duì)于臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞治療糖尿病足進(jìn)行深入研究將可能給糖尿病足患者的治療和預(yù)后帶來(lái)希望。

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