《科学转化医学》(STM): 免疫细胞注射可预防缺血性截肢

一项研究发现，一种名为单核细胞的特殊白细胞亚群可能是慢性肢体重度缺血(CLTI)患者腿部血管再生的关键。

该研究第一作者兼通讯作者来自伦敦国王学院BHF卓越中心、心血管与代谢医学与科学学院、南岸院区血管外科教研室；Guy ' s & StThomas NHS基金会信托基金和伦敦国王学院生物医学研究中心。

伦敦国王学院

在七年的研究过程中，研究人员发现，将这些单核细胞注射到缺血的肢体中可以通过刺激大血管的生长来挽救截肢的肢体。

血液中的白细胞（White blood cells）与其中的单核细胞（Monocytes）

血管外科临床高级讲师、血管和血管腔内外科顾问Ashish Patel博士指出：

我们的研究揭示了一种潜在的细胞疗法，可以作为常规外科治疗的辅助手段，在促进CLTI患者肢体血管发育方面找到临床效用，也可以在严重缺血之前将细胞疗法应用于血供不足的肢体。

CLTI的病因是动脉斑块的积聚，导致患肢持续疼痛和溃疡和坏疽的发展。尽管有现代外科治疗方法，包括搭桥手术和血管成形术或支架置入术，但仍有高达30%的患者需要在手术治疗后一年内截肢。患者的生活质量可能与晚期癌症患者相似。

尽管在过去的二十年里，人们一直致力于开发新的生物疗法来刺激血管再生，但迄今为止还没有开发出有效的治疗方法。

在该小组先前研究的基础上，发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)上的一篇新论文揭示了单核细胞由多个亚群组成。在缺血肢体中，这些亚群中的一个能够调节血管重塑——血管在各种刺激下发生结构变化的过程。

研究人员发现，向缺血肢体注射单核细胞亚群(一种在免疫反应中很重要的白细胞)可以刺激大血管的生长，从而使肢体免于截肢。

本研究首先在实验室中分析了CLTI对循环单核细胞亚群反应的精确表型，并发现CD16亚群在CLTI患者中被动员。研究团队从CTLI患者中分离出这些单核细胞，并且在体外和体内模型中均显示出刺激血管重塑，这凸显了它们作为细胞疗法的潜在用途。

对于以细胞为基础的治疗，至关重要的是给予的细胞在患者体内的目标部位停留一段时间，以便它们能够发挥治疗效果。细胞滞留不良被认为是以往研究中细胞血管再生失败的原因之一。因此，研究团队与盖伊和圣托马斯信托基金(Guy's and St Thomas’Trust)细胞和基因治疗部门的一个团队合作，开展了第一项人体细胞追踪研究。

该临床研究表明，注射的单核细胞在腿部可存活72小时，80%以上的细胞仍可用于治疗。注射部位的血管系统也有改善。

1例患者的组织活检提示，这些细胞注射部位的血管重塑得到改善。纳入的第1例患者接受了计划的截肢，但接受治疗的其他4条肢体在3年内均未需要大截肢。

附 1：原研究概要

尽管数十年来人们一直致力于开发临床有效的细胞疗法(包括混合群体单核细胞)，以重建缺血肢体的血运，但目前仍缺乏基于患者的研究来说明候选细胞类型的功能和命运。

在这项研究中，研究团队表明，表达FcγIIIA受体CD16的循环促血管生成/动脉生成单核细胞(PAMs)在慢性肢体重度缺血(CLTI)患者中升高，而这些数量在血运重建后降低。

与CD16阴性单核细胞不同，PAMs在体外与内皮细胞和平滑肌细胞培养时表现出大血管重塑特性，并在体内促进小鼠后肢缺血模型缺血肢体的保肢。

PAMs有向缺血肌肉迁移和结合的倾向，并分泌血管生成/动脉生成因子、血管内皮生长因子a (VEGF-A)和肝素结合表皮生长因子。

研究团队开展了第一项人体单臂队列研究，将自体PAMs注射到5例CLTI患者的缺血肢体内。

超过25%的注射细胞在腿部保留至少72小时，其中80%以上是活细胞，有证据表明注射肌肉区域的大血管重塑增强。

综上所述，该研究团队确定了循环PAM亚群的上调是CLTI中肢体缺血的内源性反应，并测试了一种潜在的临床相关治疗策略。

原论文图1：PAMs在CLTI作用下表达上调，并具有体外血管重塑特性。

原论文图2：PAMs促进血管重塑，挽救试验动物缺血后肢。

原文图4：在临床分级条件下，可从CLTI患者分离出PAMs，并在自体递送至缺血腿部后进行追踪。