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自體干細胞移植治療糖尿病足研究進展

阿賽古麗馬惠霞1張純2賀猛

(西北民族大學醫(yī)學院醫(yī)學技能教研室,甘肅蘭州730030)

〔關鍵詞〕糖尿病足;自體干細胞

1臨夏州康樂縣白王鄉(xiāng)衛(wèi)生院2蘭州理工大學校醫(yī)院檢驗科

第一作者：阿賽古麗(1972-)，女，教授，博士，主要從事臨床教學與研究。

糖尿病(DM)發(fā)病率在世界范圍內上升，已成為繼心血管疾病及腫瘤后的第3大非傳染性疾病。本文就自體干細胞(SC)移植治療糖尿病足(DF)的研究進展做一綜述。

1DF的概念和常規(guī)治療

DF〔1〕作為DM致死、致殘率較高的嚴重并發(fā)癥之一，是由于血管發(fā)生硬化、狹窄、阻塞等病變導致肢體末端缺血，同時伴有周圍神經病變，使患者出現感覺功能障礙且易并發(fā)細菌感染，常以靜息痛和足部潰瘍?yōu)橹饕憩F。DM所致的下肢血管缺血性改變與單純動脈硬化所致的下肢缺血性疾病相比較，前者的治療更為棘手，表現為治療更復雜、病程更長、預后更差。DF對各種治療方法不敏感,治療效果不佳,預后不良,病變惡化易導致截肢。DF的傳統(tǒng)治療方法有藥物治療、血管搭橋、局部涂抹中藥及介入治療，但是手術和介入治療對患者的選擇要求較高，有嚴格的指征，導致許多自身條件欠佳或合并有重要臟器嚴重病變而不能耐受搭橋手術及介入治療的中老年患者只能選擇藥物治療，而這些治療方法的遠期效果均不理想且不能從根本上解決問題，很多患者最終無法避免截肢的厄運。

2SC治療的機制

機體新血管的生成主要通過血管生成和血管新生2種方式，前者是指在胚胎發(fā)育過程中新生血管形成時，來源于中胚層的成血管細胞進行原位分化，主要分化為血管內皮祖細胞(EPC)及血管內皮細胞(VEC)，然后在原位形成原始的毛細血管網；后者是指通過VEC的增殖、遷移，內皮細胞(EC)以生芽的方式在原有的血管上生長出新的血管。DM患者在糖、脂代謝嚴重紊亂的情況下，可導致EPC數量減少和功能障礙，影響其增殖、黏附和血管生成的能力。使用SC移植治療DF的理論基礎主要是SC擁有高度增殖、自我更新及多向分化的潛力，骨髓中的單個核細胞和外周血在特定條件培養(yǎng)下能夠轉變成EPC，從而彌補DM患者新陳代謝紊亂所導致的EPC數量降低和功能的障礙。SC及EPC能分泌多種血管生成因子，改善患肢血液供應且能刺激缺血肢體形成新生血管，建立新的側支循環(huán)，改善局部血液循環(huán)，增加血液灌注，促進潰瘍愈合，使患者臨床癥狀減輕，降低截肢平面，甚至避免截肢。

3SC的分類和臨床應用

3.1自體骨髓SC移植現用于移植的骨髓SC成分大體分為5種:骨髓單個核細胞、骨髓間充質干細胞(MSC)、造血干細胞(HSC)、邊緣細胞群和特殊細胞群等〔2〕。研究認為HSC可表現為血管、血液的雙重活性，是血液循環(huán)中EC的豐富來源〔3〕。MSC在缺血、缺氧等特定刺激作用下可分化成EPC，后者進一步增殖、分化形成VEC，重塑和形成新的血管。MSC具備內皮分化的細胞免疫學基礎，首先向EPC方向分化成一種過渡性細胞群，此類型細胞再分化為VEC〔4〕。缺血和(或)缺氧等刺激可促進組織向微環(huán)境中分泌有關的血管生長因子，骨髓單個核細胞含有數種細胞成分，包括EPC、MSC及骨髓基質細胞等，其中CD34+細胞中含有EPC，這些細胞在組織缺血時可以分化成為VEC。在缺血缺氧的組織中，骨髓單個核細胞里面的CD34+細胞可以釋放出很多種能夠促進血管生長的因子，因而可以促使新生血管形成〔5,6〕。骨髓單個核細胞移植后起主要作用的是EPC，EPC移植到DM患者缺血下肢，在肢體缺血這種特定環(huán)境刺激下即可分化出大量EPC，通過分裂、增殖、產生大量成熟的EC，VEC再經過增殖、分化、遷移能誘導毛細血管生成，改善缺血肢體的血液循環(huán)，達到治療目的。自體骨髓SC移植方法：在連續(xù)硬膜外麻醉或局部麻醉下在髂前上棘、髂前后棘等處抽取自體骨髓血 200~400 ml，去除紅細胞，經密度梯度離心，分離出單核細胞懸液30~40 ml，計數細胞總量，并測出CD34+細胞的含量。將采集來的單個核細胞配制成16×108/ml的干細胞混懸液，然后在病變肢體小腿腓腸肌內按1 cm×1 cm間距進行多點注射，注射完畢后再對注射部位進行較為適當的加壓包扎。谷涌泉等〔7〕首次采用下肢局部肌肉注射及下肢動脈導管注射SC治療血管病變導致缺血的肢體，取得較滿意的效果。張會峰等〔8〕選用30個臨床上已確診是DM下肢動脈血管阻塞或DF、還同時有不同程度周圍神經病變的患者；選擇癥狀明顯、實驗室檢查提示有嚴重的動脈閉塞及明顯神經電生理改變的下肢為治療組，進行自體骨髓單個核細胞移植治療，對側肢體作為對照組，結果治療組總有效率(9.0%)高于對照組(4.0%)(P<0.05)。 Prochazka等〔9〕選取37例經傳統(tǒng)藥物治療無效發(fā)生潰爛的患者進行自體骨髓SC移植。全組30例患者通過治療保肢成功，7例由于末端發(fā)生了嚴重缺血導致壞疽，病情惡化而截肢。經治療有效的患者行各項實驗室檢查如經皮動脈血壓測定、患肢血流灌注、感覺功能等均較治療前有明顯提高，再次證明骨髓SC移植對血管再生的有效性。

3.2自體外周血SC移植正常情況下人體內的SC主要以骨髓為儲存場所，外周血中SC數量很少，不足以進行SC移植，缺乏臨床研究價值。研究顯示正常健康人的循環(huán)血中CD34+細胞含量僅占外周血單核細胞數的0.02%〔10〕；經骨髓動員后，外周血中的CD34+細胞含量明顯升高，CD34+細胞中含有較高濃度的EPC，而EPC在特定的刺激下如機體缺血、缺氧時可定向分化成VEC，從而促進血管新生，改善患肢血液循環(huán)，促進潰瘍愈合。在自體外周血HSC的移植過程中，進行外周血HSC的動員時，最常使用的是重組人粒細胞集落刺激因子。它主要有兩方面作用：一方面能促進粒系造血祖細胞的增殖與分化；另一方面還可有效地促進骨髓中的HSC大量釋放到外周血中，促進新生血管形成，改善患肢血液循環(huán)，促進潰瘍愈合。2003年Matsui等〔11〕首次對骨髓和外周血SC進行移植治療DM周圍血管性病變進行臨床對照研究，結果肯定了自體骨髓單核細胞移植在有效增加缺血肢體血管再生方面的療效，而對于自體外周血單核細胞移植治療的有效性并沒有確切的證據。黃平平等〔12〕研究證明使用自體外周血SC移植對治療下肢缺血性疾病具有顯著療效，并提供相對有效的證據：他們對1例下肢動脈硬化閉塞的患者采用自體外周血SC移植，治療效果顯著，臨床癥狀較治療前明顯緩解，肢體末梢冷感和疼痛感顯著減輕，保留住了患肢，避免截肢的命運。重組的人粒細胞集落刺激因子對骨髓單核細胞系具有明顯促進作用，尤其對中性粒細胞的作用強大，它可促進中性粒細胞分泌血管內皮生長因子并釋放入血。通過動員EPC入外周血，促進新生血管生成，促進創(chuàng)傷愈合。在SC動員過程中，外周血白細胞計數在3~5 d內急劇升高為正常值的數倍甚至數十倍，血液黏稠度明顯增加，易形成靜脈血栓，發(fā)生腦梗死、心肌梗死等心腦血管意外的可能性明顯高于正常人。研究〔13〕顯示，在動員的整個過程中，形成急性血栓或并發(fā)腦梗死、心肌梗死等并發(fā)癥的概率尚不足5%，且主要發(fā)生于外周血白細胞總數超過40×109/L時。為降低動員期間腦血管意外發(fā)生率應注意：①使用各種措施控制血糖、血壓及血脂，盡可能保持在正常范圍之內。對同時合并有冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、缺血性腦卒中的患者應積極使用相關藥物加以控制，密切觀察病情變化，使患者盡量處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)，減少血糖、血壓及血脂的波動幅度。②可在同一時間里皮下注射低分子肝素5 000 U/d或靜滴肝素10 000 U/d，加強抗凝。③用于動員的集落刺激因子的量要適當，避免因過量引起外周血白細胞數過高。④4~5 d是進行動員的最佳時間，動員期間應每日行血常規(guī)檢查,觀察外周血白細胞總數的上升速度及幅度，同時觀察患者的臨床癥狀，把握采集的最佳時機，當外周血白細胞總數升至(40~50)×109/L左右時可進行采集，但如果發(fā)現有血栓形成及心腦血管并發(fā)癥出現的先兆時，可適當提前采集的時間，但必須保證外周血白細胞總數高于30×109/L，在采集過程中適當補充血容量，加大循環(huán)血量〔13〕。

黃平平等〔12〕開創(chuàng)了國內使用SC對下肢缺血性病變進行治療的先例。楊曉鳳等〔14〕對下肢缺血性病變患者采用同樣的方法進行治療，大部分患者在早期即表現出對這一先進技術的良好的反應性，主要體現為：患者逐漸減輕的局部疼痛感、較前升高的皮膚溫度及逐漸紅潤的皮膚色澤，但各項檢查如血管超聲、血管造影均顯示此時尚未形成新生血管?；颊甙Y狀緩解可能的原因主要是SC及EPC分泌釋放的各種血管生成因子,包括血管內皮生長因子、堿性成纖維細胞生長因子及白細胞介素-18等〔15〕，促進局部血液循環(huán)，使患肢血供得到改善。蔣銳等〔16〕使用自體外周血SC移植對23例臨床癥狀較為明顯的重度DF患者進行治療，分別選取左下肢14條、右下肢12條，所選取的26條患肢均有明顯的靜息痛；其中發(fā)生足壞疽者18例，經過一段時間治療后，治療組患者的疼痛緩解率85.70%(12/14)、冷感緩解率85.70%(12/14)、間歇性跛行緩解率71.40%(10/14)、潰瘍愈合率64.30%(9/14)。對照組分別為25.00%(3/12)、16.70%(2/12)、8.30%(1/12)、33.30%(4/12)和8.30%(1/12)。研究取得良好的效果，肯定其臨床應用價值，再次證明自體外周血SC移植治療DF的有效性。

4安全性問題

進行SC移植治療的過程中，免疫排斥反應及刺激機體組織腫瘤生長是頗受關注的主要安全性問題。自體SC移植不會發(fā)生免疫排斥問題，但由于SC是未分化的具有多向分化潛能的細胞，是否會在移植部位分化為其他組織如肌肉組織、神經組織、肝臟組織等，是否會激發(fā)體內潛在惡性腫瘤及血管瘤的生長，目前尚未見報道。自體SC移植治療DF理論上講是安全而有效的，尤其是對于病變嚴重、自身條件差或合并有其他重要臟器病變不能進行血管搭橋及介入手術的患者，但還需加大研究樣本，延長隨訪年限，進一步明確有無遠期并發(fā)癥的發(fā)生。

5展望

國內外已有大量研究人員使用自體外周血SC及自體骨髓血SC移植治療下肢缺血性相關疾病，并取得顯著療效。為使這項新技術能廣泛應用于廣大DM患者，廣大學者應致力于以下問題的研究完善:①治療的效果與所選移植細胞的種類、數量及移植方式之間的關系。②完善SC采集方法。③選用的最好移植途徑、最有效治療量及最恰當的移植時間。④移植SC的質量檢測、動員多長時間最為適宜及動員期間外周血白細胞數量的控制。⑤對SC移植的安全性問題，對移植后SC分化方向如何進行監(jiān)控。⑥移植后產生的新生血管是否會再次出現狹窄甚至閉塞，如何預防其狹窄及閉塞。⑦自體SC在移植部位的增殖潛能及影響增殖潛能的各種因素。

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〔2014-11-08修回〕

(編輯王一涵)

〔中圖分類號〕R587.2

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)04-1020-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.120