糖尿病足潰瘍 (DFU) 是糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥,也是一種具有挑戰(zhàn)性的疾病。DFU的常規(guī)治療方法不足以降低截肢率,因此需要額外的治療。在過去幾年中,已經(jīng)研究了基于干細(xì)胞的DFU療法。其治療作用是通過促進(jìn)血管生成、分泌旁分泌因子、刺激血管分化、抑制炎癥、改善膠原沉積、免疫調(diào)節(jié)等。干細(xì)胞的類型和來源,以及哪種給藥途徑最適合治療,都存在爭議。
近期,柏林健康研究所在《Biomedicines》期刊上發(fā)表了一篇關(guān)于干細(xì)胞療法成為治療糖尿病足潰瘍的有前途的方法的文章,該文章回顧了臨床和臨床前研究中用于治療DFU的干細(xì)胞的不同類型和來源以及給藥途徑。糖尿病導(dǎo)致患病患者的干細(xì)胞受損,這使得使用自體干細(xì)胞不太理想,需要尋找匹配的供體。此外,血管成形術(shù)可以作為干細(xì)胞療法的補(bǔ)充,支架對(duì)基于干細(xì)胞療法的DFU愈合過程具有積極影響。
簡而言之,基于干細(xì)胞的療法在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大有可為,但仍需要更多的研究來確定治療所需的理想干細(xì)胞類型、它們的安全性、適當(dāng)?shù)膭┝亢妥罴呀o藥途徑。糖尿病足潰瘍的治療方法
糖尿病足潰瘍通常是由兩個(gè)或多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素同時(shí)發(fā)生引起的。風(fēng)險(xiǎn)因素包括神經(jīng)病變、PAD和足部畸形,再加上外部創(chuàng)傷(例如不合腳的鞋類或足部輕微損傷),隨著時(shí)間的推移可導(dǎo)致DFU。DFU管理的主要目標(biāo)是傷口閉合,旨在早期治療DFU以實(shí)現(xiàn)快速愈合(圖1)。
干細(xì)胞療法治療糖尿病足潰瘍
干細(xì)胞可以通過改善傷口部位的微環(huán)境來全方位調(diào)節(jié)組織再生。據(jù)報(bào)道,干細(xì)胞可以通過刺激組織修復(fù)細(xì)胞活性、增加細(xì)胞外基質(zhì)的合成以及促進(jìn)缺血組織中的血管生成來影響許多病理生理過程,例如潰瘍愈合。一些動(dòng)物研究已經(jīng)證明,干細(xì)胞植入可改善缺血肢體的血流循環(huán)。
此外,最近的研究報(bào)告稱,干細(xì)胞療法可以降低截肢率。蔣等人提到的一項(xiàng)薈萃分析研究報(bào)告了慢性傷口和干細(xì)胞治療之間的關(guān)系,一次研究一種病因,例如糖尿病和嚴(yán)重肢體缺血。此外,干細(xì)胞在損傷后和常規(guī)穩(wěn)態(tài)皮膚修復(fù)中發(fā)揮重要作用。
最近,干細(xì)胞療法作為治療糖尿病下肢缺血性疾病,特別是糖尿病足潰瘍的新技術(shù)得到了關(guān)注。干細(xì)胞療法旨在通過刺激新血管的形成來促進(jìn)傷口愈合,從而增加血液供應(yīng)并緩解肢體缺血。
自體干細(xì)胞
自體干細(xì)胞療法 (ASCT) 已成為一種新的有前途的潰瘍愈合療法,適用于患有下肢慢性傷口的患者。2002 年的首次人體試驗(yàn)表明,骨髓單核細(xì)胞植入對(duì)于嚴(yán)重肢體缺血患者的治療性血管生成是有效且安全的。
同種異體干細(xì)胞
從同一物種的個(gè)體而不是從接受者分離的干細(xì)胞被認(rèn)為是同種異體的。胎盤、羊膜、胚胎、臍帶 (UC) 和臍帶血是同種異體來源,可從中獲取多能間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞。胎盤和羊水MSC具有獨(dú)特的分化潛力,而且它們易于獲取,這使它們?cè)谠偕煼ㄖ芯哂芯薮蟮呐R床價(jià)值。胎盤MSCs已被用于治療慢性傷口的缺血性并發(fā)癥,而臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞 (UCMSCs) 已被用于加速皮膚傷口愈合。
臨床試驗(yàn)中有關(guān)干細(xì)胞治療DFU的其他研究總結(jié)于表格1。
參考 | 學(xué)習(xí)規(guī)劃 | 細(xì)胞類型 | 給藥途徑 | 結(jié)果 | 跟進(jìn) |
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基拉納等人2012 | 24名DFU患者 2個(gè)治療組: – 骨髓單個(gè)核細(xì)胞 (BMC) – 組織修復(fù)細(xì)胞 | 自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 | – 肌內(nèi)注射 – 動(dòng)脈內(nèi)注射 | 兩組在傷口愈合方面都有改善,但沒有顯著差異。在兩組中都檢測(cè)到TcPO2的改善。 | 45周 |
馬里諾等人 | 下肢慢性潰瘍PAD患者20例 -細(xì)胞溶解法提取AMSCs治療10例 | 自體AMSCs | 局部注射 | 十分之六的人完全康復(fù)。觀察到潰瘍閉合。 | 90天 |
秦2016 | 53例患者 – 2組: 對(duì)照組, 實(shí)驗(yàn)組 – 兩組均接受血管成形術(shù);實(shí)驗(yàn)組的人也接受了 HUCMSCs | 同種異體 HUCMSC | -動(dòng)脈內(nèi)輸注-肌肉內(nèi) | 實(shí)驗(yàn)組在以下方面有顯著改善: – 皮膚溫度 – 踝臂壓力指數(shù) – 經(jīng)皮氧分壓 – 跛行距離 | 1-3個(gè)月 |
許、梁2016 | 127 名患者接受了 粒細(xì)胞集落刺激因子 (G-CSF) 治療。 – 提取的 PBSC 懸浮液 | -G-CSF -自體PBSC | 在栓塞血管周圍的多個(gè)點(diǎn)注射到缺血的下肢 | 患者缺血面積明顯改善。 | 4周 |
曾等2017 | 57 歲 DFU 患者 – PDMSC 水凝膠 | 同種異體PDMSCs | 局部的 | -觀察到足部潰瘍愈合。 -步行足部功能得到很好的保護(hù)。 | 6個(gè)月 |
吳等2018 | 一名 54 歲的 DFU 患者。接受包括清創(chuàng)、換藥、持續(xù)負(fù)壓抽吸在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)治療,隨后進(jìn)行自體富血小板凝膠(APG)和BMMSC移植 | 自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 | 局部注射 | 檢測(cè)到傷口顯著改善和完全愈合。 | 30天 |
趙等2020 | 12名DFU患者 | -同種異體臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞 (UCMSCs) -臍帶血來源的內(nèi)皮集落形成細(xì)胞 (ECFCs) | 局部注入 | -觀察到聯(lián)合療法治療的傷口愈合加速。 -檢測(cè)到傷口縮小。 | 1-4周 |
斯卡泰納等人2021 | 76名無選擇的嚴(yán)重缺血 (NO-CLI) 患者DFU—— 所有接受相同標(biāo)準(zhǔn)治療的患者(對(duì)照組); – 38 名患者還接受了自體 PBMNC植入物治療 | 自體外周血單核細(xì)胞 | – 肌內(nèi) – 局部病灶周圍 注射 | – 在PBMNC組中完成了 38 例截肢中的四例 (10.5%)。 – 對(duì)照組38例截肢中有 15 例 (39.5%) (?p=0.0037) 已完成。 – 在2年的隨訪中,80%的 PBMNC組仍然活著,而對(duì)照組只有20% (?p=0.000)。 – PBMNC 組有33名患者痊愈 (86.6%)。 – 一名患者在對(duì)照組中痊愈。 | 2年 |
卡斯滕斯等人2021 | 63名患有慢性DFU的2型糖尿病患者——所有截肢候選者 ——用30×106SVF細(xì)胞治療 | 自體脂肪來源的基質(zhì)血管部分 (SVF) | – 血管旁注射(足動(dòng)脈) – 局部病灶周圍注射 | -在6個(gè)月時(shí), 登記的63名受試者中有59名可評(píng)估關(guān)閉。 -50名可評(píng)估受試者在12 個(gè)月時(shí)實(shí)現(xiàn)了關(guān)閉。 – 其余四名可評(píng)估受試者的傷口閉合率≥85%。 | 6-12個(gè)月 |
蔣等人2021 | 薈萃分析: – 作者評(píng)估了隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn) (RCT),并提取了關(guān)于完全愈合率、截肢率和外周循環(huán)結(jié)果的數(shù)據(jù)。-使用隨機(jī)效應(yīng)模型 匯集的提取數(shù)據(jù)- 共有28項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)符合條件 | 自體干細(xì)胞療法 (ASCT) | 肌肉注射 | -與下肢慢性傷口 (LECW) 的標(biāo)準(zhǔn)治療相比,ASCT顯著提高了傷口完全愈合率。 -ASCT可以促進(jìn)LECW的愈合。 | 1-5個(gè)月 |
哈利勒等人。2021 | 10名患有開放性DFU傷口的患者 分為2組: – A組:單獨(dú)注射PRF – B組:注射嵌入PRF的AMSC | 自體AMSCs | 局部的 | B組的愈合指數(shù)優(yōu)于A組。 | 2-4個(gè)月 |
烏尊等2021 | 20 名DFU患者 2組:AMSC, 標(biāo)準(zhǔn)傷口護(hù)理 | 同種異體脂肪來源的間充質(zhì)干細(xì)胞 | 局部病灶內(nèi) 注射 | 與對(duì)照組相比,治療組的傷口愈合更好更快。 | 48個(gè)月 |
給藥途徑
治療DFU的干細(xì)胞療法有兩種不同的給藥方式。這兩種途徑是局部的和全身的,研究表明這兩種途徑都對(duì)DFU的治愈有效。總的來說,局部注射是細(xì)胞遞送最常用的方法,其中肌內(nèi)遞送在臨床研究中使用最多,而皮內(nèi)和皮下注射多用于臨床前研究。
全身細(xì)胞遞送可以通過血管內(nèi)給藥,例如動(dòng)脈內(nèi)或靜脈內(nèi)。全身給藥可在血管成形術(shù)期間進(jìn)行,它可能具有免疫調(diào)節(jié)作用并可優(yōu)化葡萄糖穩(wěn)態(tài)。然而,這種給藥途徑手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高,植入可能較差,而且價(jià)格昂貴。
局部給藥,它風(fēng)險(xiǎn)低、簡單,而且在水凝膠和支架以外的情況下,它被認(rèn)為是便宜的。然而,局部細(xì)胞應(yīng)用可能需要在治療前進(jìn)行傷口清創(chuàng)。在注射和局部噴霧劑或滴劑的情況下,除了肌內(nèi)、皮內(nèi)或皮下注射的感染風(fēng)險(xiǎn)外,還存在細(xì)胞死亡高、植入不良、細(xì)胞密度和間距無法控制的風(fēng)險(xiǎn)。
此外,臨床研究表明局部給藥有助于細(xì)胞代謝、分化和遷移。局部給藥還可以通過刺激細(xì)胞外基質(zhì)分泌和組織再生來縮短治療時(shí)間并提高移植物的存活率。這些結(jié)果表明,局部給藥和肌肉內(nèi)給藥比動(dòng)脈內(nèi)給藥更有效。
結(jié)論
研究結(jié)果表明,間充質(zhì)干細(xì)胞在治療糖尿病病足潰瘍?cè)偕t(yī)學(xué)領(lǐng)域很有前景。它們的治療機(jī)制包括促進(jìn)血管生成、分泌旁分泌因子、刺激血管分化、抑制炎癥、改善膠原沉積和免疫調(diào)節(jié)。這些結(jié)果證明,間充質(zhì)干細(xì)胞療法可有效促進(jìn)傷口愈合并降低截肢率。
研究還報(bào)道,干細(xì)胞的不同功能和特性,包括血管生成、多能狀態(tài)、分化、代謝和免疫調(diào)節(jié),在糖尿病患者中受損。因此,使用同種異體而非自體、糖尿病和受損干細(xì)胞可能是促進(jìn)DFU愈合的細(xì)胞療法的更好選擇。至于干細(xì)胞治療DFU的給藥途徑,有報(bào)道稱肌注和局部給藥比血管內(nèi)給藥更安全、更有效。而且,干細(xì)胞分泌蛋白組已被證明在不同情況下有利于治愈DFU。
盡管有這些結(jié)果,但仍需要更多規(guī)模更大、給藥途徑不同的研究,因?yàn)閳?bào)告的大多數(shù)研究顯示的是局部而非全身應(yīng)用干細(xì)胞的結(jié)果。簡而言之,需要更多的研究來確定治療所需的理想干細(xì)胞類型、它們的安全性、適當(dāng)?shù)膭┝亢妥罴呀o藥途徑。