魯 郡 綜述， 顧明君 審校

(上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院內(nèi)分泌科，上海 200135)

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·綜 述·

內(nèi)皮前體細(xì)胞移植在糖尿病足治療中的作用

魯 郡 綜述， 顧明君 審校

(上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院內(nèi)分泌科，上海 200135)

內(nèi)皮前體細(xì)胞(endothelial progenitor cells， EPCs)具有修復(fù)損傷血管內(nèi)皮，促進(jìn)新生血管形成的功能。近年來，EPCs被用于治療糖尿病足，并取得良好的療效。本文就EPCs治療糖尿病足的最新進(jìn)展進(jìn)行綜述。

內(nèi)皮前體細(xì)胞； 糖尿病足； 自體移植； 異體移植

根據(jù)2007年世界衛(wèi)生組織(World Health Organization， WHO)的定義，糖尿病足指的是神經(jīng)病變、局部缺血和感染引起的足部組織損傷的一組綜合征[1]。糖尿病足是糖尿病中晚期最為嚴(yán)重的慢性并發(fā)癥之一，是糖尿病治療的難題，也是糖尿病患者下肢截肢致殘的主要原因。大約有15%～20%糖尿病患者在其病程中發(fā)生足潰瘍或壞疽[2-4]。糖尿病足的截肢率是非糖尿病患者的15～20倍，在非創(chuàng)傷性截肢患者中約50%是糖尿病患者。

目前糖尿病足的治療分為內(nèi)科保守治療、外科截肢以及介入治療。內(nèi)科主要包括嚴(yán)格控制血糖、改善局部循環(huán)、抗感染以及中醫(yī)藥治療等手段。目前糖尿病足治療消耗大量醫(yī)療資源，國內(nèi)資料表明，糖尿病足病醫(yī)療花費超過了心肌梗死和冠心病搭橋手術(shù)[5]。

糖尿病足的發(fā)生與內(nèi)皮再生障礙和血管生成受損有關(guān)，因而損傷后反應(yīng)性血管生成對血流恢復(fù)和組織修復(fù)極其重要。目前，糖尿病足治療的藥物多數(shù)對促進(jìn)內(nèi)皮修復(fù)、再生和血管生成的作用甚微。因此，需要一種新的治療措施，可以促使靶器官內(nèi)皮細(xì)胞功能的修復(fù)和血管生成，進(jìn)而恢復(fù)血液動力學(xué)，達(dá)到治愈糖尿病足的目的。內(nèi)皮前體細(xì)胞(Endothelial progenitor cells， EPCs)具有促進(jìn)內(nèi)皮功能的修復(fù)和血液動力恢復(fù)的作用，在治療內(nèi)皮再生障礙和血管生成受損相關(guān)性疾病方面具有獨特作用，其對提高糖尿病足痊愈率、減少致殘率等方面的療效值得期待[6-7]。本研究就近年來關(guān)于內(nèi)皮前體細(xì)胞治療糖尿病足的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 內(nèi)皮前體細(xì)胞來源及其功能

1997年Isner和Asahara首次發(fā)現(xiàn)EPCs，并證實其能夠促進(jìn)新生血管形成[8]。內(nèi)皮前體細(xì)胞從骨髓、脂肪組織、血管壁、脾、肝臟和小腸等釋放進(jìn)入血液后，早期階段表達(dá)CD133，然后表達(dá)CD34/Flk-1及VEGFR2，參與受損血管內(nèi)膜修復(fù)、新生血管生成等病理生理過程。早期生長的EPCs以內(nèi)分泌功能為主，主要分泌血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor， VEGF)，PGI2，NO，TXA-2，IL-8等細(xì)胞因子；后期生長的EPCs以血管修復(fù)、再生為主，外周循環(huán)的成熟EPCs具趨化、黏附、遷移和整合等作用，它們能黏附到損傷的內(nèi)皮細(xì)胞，并進(jìn)一步分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞。EPCs可從外周血、臍帶以及骨髓中提取，并通過特異標(biāo)記物鑒別[9]。研究證實EPCs的數(shù)量和功能改變與心血管發(fā)病風(fēng)險有很強(qiáng)的相關(guān)性。將EPCs作為治療靶點是近年來的研究熱點。EPCs的利用是一個復(fù)雜的、多步驟的過程，包括細(xì)胞動員、歸巢、黏附、分化和功能形成。根據(jù)供體與受體的關(guān)系的關(guān)系，EPCs移植可分為自身移植和異體移植。其中自身移植的過程包括： 體內(nèi)EPCs動員；EPCs體外培養(yǎng)、增殖；EPCs局部肌肉注射等。

2 EPCs細(xì)胞數(shù)量與糖尿病周圍血管病變和糖尿病足的關(guān)系

糖尿病患者體內(nèi)EPCs細(xì)胞數(shù)量較正常人顯著下降。研究表明，糖尿病患者體內(nèi)EPCs較正常人群下降40%；EPCs數(shù)量隨糖尿病病程延長其下降更顯著[10，11]。糖尿病患者EPCs下降與其從骨髓遷移減少和存活率下降有關(guān)[12]。

外周血EPCs可作為2型糖尿病內(nèi)皮功能改變的生物學(xué)指標(biāo)[13]。EPCs的細(xì)胞數(shù)量改變對糖尿病心血管疾患和外周血管疾病具有很高的診斷價值[14]。周圍血管病變的患者其EPCs下降達(dá)47%，其細(xì)胞數(shù)量與ABI顯著相關(guān)；有血管性足病患者EPCs的數(shù)量最低，其EPCs數(shù)量不到健康對照組的15%： 該研究表明EPCs細(xì)胞數(shù)量下降與外周血管病變和糖尿病足發(fā)生有關(guān)[10]。此外，EPCs的細(xì)胞數(shù)量改變程度與心血管疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)[15]。

Sambataro等[16]研究了2型糖尿病患者外周血EPCs與神經(jīng)性足病變，包括缺血性和非缺血性足病變；以及內(nèi)皮前體細(xì)胞與神經(jīng)病變的關(guān)系。與正常對照組比較，神經(jīng)病變、神經(jīng)性足病甚至是近期新生血管生成的神經(jīng)性足病患者CD34+和CD133+EPCs數(shù)量下降。近期新生血管形成的神經(jīng)性足病患者中，恢復(fù)患者CD34+KDR+內(nèi)皮前體細(xì)胞數(shù)量較慢性遷延者的水平為高。而在神經(jīng)性足病患者中，急性期患者體內(nèi)CD133+EPCs水平上升。該研究亦表明，糖尿病足患者體內(nèi)EPCs細(xì)胞數(shù)量對糖尿病足的預(yù)后有預(yù)測作用。

3 自身內(nèi)皮前體細(xì)胞移植治療糖尿病足

3.1 內(nèi)皮前體細(xì)胞動員治療糖尿病足

研究證實糖尿病足患者體內(nèi)內(nèi)皮前體細(xì)胞動員有利于病足的愈合。Seo等[17]研究表明，創(chuàng)口負(fù)壓治療可以動員體內(nèi)的內(nèi)皮前體細(xì)胞，使內(nèi)皮前體細(xì)胞集落形成單位(EPC colony forming units， CFUs)數(shù)量顯著增加，從而促進(jìn)糖尿病足治療。另有研究表明，糖尿病足患者局部運用細(xì)胞基質(zhì)來源的細(xì)胞因子-1α(stromal cell-derived factor-1α， SDF-1α)可以促進(jìn)外周血EPCs的動員、歸巢、新生血管形成以及足病的愈合[18]。

3.2 內(nèi)皮前體細(xì)胞局部應(yīng)用治療糖尿病足

EPCs細(xì)胞可以促進(jìn)局部細(xì)胞因子表達(dá)和增加傷口新生血管形成，促進(jìn)糖尿病小鼠傷口愈合。Asai等[19]研究表明，局部運用體外培養(yǎng)的EPCs可以有效促進(jìn)小鼠足潰瘍愈合，包括愈合率和傷口血管生成。免疫染色分析提示EPCs移植可以增加血管內(nèi)皮生長因子和成纖維細(xì)胞生長因子水平明顯升高。國內(nèi)亦有研究[20]指出，自體外周血內(nèi)皮前體細(xì)胞局部移植治療能有效緩解糖尿病足患者下肢疼痛、肢體溫度覺，患者行走距離延長，踝肱指數(shù)亦有所改善[20]。有研究表明，經(jīng)處理的EPCs培養(yǎng)基對糖尿病皮膚潰瘍有治療作用[21]。Kato等[22]研究表明，骨髓來源的干細(xì)胞可以有效促進(jìn)糖尿病足潰瘍傷口愈合。進(jìn)一步研究表明，這與骨髓來源的干細(xì)胞促進(jìn)角質(zhì)細(xì)胞多種細(xì)胞因子分泌有關(guān)，如pFAK，MMP2，EGF和IGF-1。

4 異體內(nèi)皮前體細(xì)胞移植治療糖尿病足

EPCs異體移植亦被用于糖尿病足治療。Barcelos等[23]運用胎兒動脈CD133+前體細(xì)胞(即EPCs)治療糖尿病潰瘍的研究指出，CD133+細(xì)胞通過旁分泌作用促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移及存活，從而促進(jìn)潰瘍愈合。張弛等[24]通過沿缺血下肢股動脈走向肌肉注射人臍血干細(xì)胞組、骨髓干細(xì)胞組觀察治療糖尿病大鼠下肢缺血模型的有效性和安全性。研究表明，臍血干細(xì)胞和骨髓干細(xì)胞移植對改善糖尿病大鼠下肢缺血，治療糖尿病下肢缺血具有相似的效果，但臍血干細(xì)胞異體移植免疫排斥副作用小。Zhao等[25]通過左股動脈移植人間充質(zhì)干細(xì)胞，觀察其對治療小鼠糖尿病足潰瘍的療效，研究表明，移植后第3天即出現(xiàn)新生血管和炎性細(xì)胞增殖；移植后第7天即出現(xiàn)肉芽組織顯著增加；移植后第14天即出現(xiàn)鱗狀上皮和復(fù)層鱗狀上皮細(xì)胞增多。此外，與對照組比較，移植組小鼠Ⅰ和Ⅱ型膠原蛋白表達(dá)水平增加。

目前，關(guān)于內(nèi)皮前體細(xì)胞治療糖尿病尚處于臨床試驗和動物實驗階段，其臨床療效尚有待進(jìn)一步評估。EPCs異體移植可以解決糖尿病患者自身內(nèi)皮前體細(xì)胞來源不足、細(xì)胞功能較差等缺點，對糖尿病足具有良好的治療前景。

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Endothelial progenitor cell transplantation in treatment of diabetic foot

LUJun，GUMing-jun

(Dept. of Endocrinology and Metabolism， Gongli Hospital， Shanghai Pudong New Area， Shanghai 200135， China)

Endothelial progenitor cells(EPCs) can repair impaired vascular endothelium， promote neovascularization. Recent studies indicate that EPCs transplatation can precipitate the healing of diabetic foot. In this article， we review the research progress on EPCs and the application of EPC transplantation in treatment of diabetic foot.

endothelial progenitor cells； diabetic foot； autoplastic transplantation； allogeneic transplantation

10.16118/j.1008-0392.2016.02.025

2015-05-21

上海市浦東新區(qū)衛(wèi)生局衛(wèi)生科技項目(PW2012B-1)

魯 郡(1981—)，主治醫(yī)師，博士.E-mail： lujundoctor@163.com

顧明君.E-mail： gumj1234@126.com

R 587.1

A

1008-0392(2016)02-0110-03