人脐带间充质干细胞移植治疗动脉硬化闭塞症合并严重肢体缺血一例报道并文献复习

李星儿，陈建平，秦 曦，郭媛媛，詹瑶璇，黄晓珊



·个案报告·

人脐带间充质干细胞移植治疗动脉硬化闭塞症合并严重肢体缺血一例报道并文献复习

李星儿，陈建平，秦 曦，郭媛媛，詹瑶璇，黄晓珊

510700广东省广州市，广州医科大学附属第五医院康复医学科

【摘要】目的探讨人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)移植治疗动脉硬化闭塞症(ASO)合并严重肢体缺血(CLI)的疗效与可行性。方法2015-04-03，广州医科大学附属第五医院采用hUC-MSCs移植治疗1例下肢ASO合并CLI拟截肢患者，现报道其诊疗过程和结局，并复习相关文献。结果患者hUC-MSCs移植治疗前患肢褥疮和拇趾坏疽久治不愈，疼痛剧烈，褥疮破溃出现窦道，表面及周围见脓性分泌物，面临截肢。行hUC-MSCs移植治疗3次后，窦道表面闭合，结痂，脓性分泌物消失，创口干燥。治疗后6个月，窦道内部完全闭合，坏死组织脱落，创面完全愈合，患者避免截肢，临床痊愈。结论ASO合并CLI拟截肢患者可通过行hUC-MSCs移植治疗改善下肢缺血状态，实现病情逆转，hUC-MSCs有望成为骨髓间充质干细胞和脐血干细胞治疗ASO的替代品，值得进行进一步的临床试验和机制研究。

【关键词】间质干细胞移植；闭塞性动脉硬化；严重肢体缺血；坏疽；截肢

李星儿，陈建平，秦曦，等.人脐带间充质干细胞移植治疗动脉硬化闭塞症合并严重肢体缺血一例报道并文献复习[J].中国全科医学，2016，19(17)：2106-2110.[www.chinagp.net]

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下肢动脉硬化闭塞症(arteriosclerosis obliterans，ASO)是由下肢动脉粥样硬化性改变所导致的动脉狭窄或闭塞，引起肢体缺血表现的慢性疾病[1]。ASO以吸烟、糖尿病、高血压、高脂血症为高危因素，发病率随年龄增长而上升，55岁以下者少见，65岁以上者的发病率骤增为8%～10%，80岁以上者的发病率约为20%[2]。ASO起病隐匿，只有10%～30%的患者会出现典型的间歇性跛行症状[1]。加上老年人对肢体不适的感受力较低，容易耽误诊治，病情迅速恶化。针对重症下肢缺血者，外科的血管重建术是目前治疗ASO的最佳方案，但术后再狭窄是其常见的并发症[3-4]，且高达30%的患者因过高的手术风险或过度恶化的血管情况而不适宜接受手术[5]，患者无法得到有效的治疗。各种因素结合，该病预后不佳，截肢率高达39%[6]，严重影响患者的生活质量。干细胞移植于2002年首次用于慢性肢体缺血患者[7]，此后开始有研究者应用干细胞移植治疗ASO患者，但细胞类型以骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells，BM-MSCs)或脐血干细胞为主。本院于2015年应用人脐带间充质干细胞(human umbilical cord derived mesenchymal stem cells，hUC-MSCs)治疗1例ASO合并严重肢体缺血(critical limb ischemia，CLI)拟截肢的患者，疗效显著，现报道如下。

1病例简介

患者，男，72岁，脑血管意外病史4年，2014年8月因不慎摔倒致右侧股骨颈骨折，行右全髋关节置换术。2014-10-10，行双下肢动静脉彩超示：双侧股、腘、胫后、足背动脉粥样硬化并多发斑块形成，右侧腘、胫后动脉考虑重度狭窄，胫前、足背动脉考虑闭塞。2014年12月右足跟上方出现直径约2.5 cm褥疮，诊断为褥疮Ⅲ期，迁延不愈。2015年1月发现右小腿及足部多处瘀斑、青紫，右拇趾外侧青紫、肿胀，右足跟上方的压疮可见肌腱暴露、渗液，诊断为右足坏疽、右下肢ASO，保守治疗不愈。2015-01-19，行右下肢动脉数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)示：右侧髂总及髂内动脉显影良好，髂外动脉上中段造影剂通过缓慢，髂外动脉下段、股浅动脉及股深动脉上段闭塞，未见造影剂通过，周围见侧支循环形成，股深动脉中下段、腘动脉、胫后动脉经侧支沟通显影，腓动脉中上段显影可，造影剂速度缓慢，胫前动脉全程、腓动脉中下段未见显影(见图1)。

注：箭头所示为造影剂无法通过的起始处，提示血流中断、动脉闭塞

图1双下肢动脉DSA检查

Figure 1DSA examination of the double lower limb artery

2015-01-22，患者突发右下肢疼痛加剧，于当地其他医院诊断为“右下肢急性缺血”，行右下肢闭塞动脉球囊扩张+支架植入术。治疗后效果不佳，右下肢褥疮和右拇趾坏疽进行性加重，褥疮破溃出现窦道，医院曾建议截肢，患者及家属不同意，辗转多家医院求医无效。

2015-04-03，患者以“右下肢ASO”入住本院行康复治疗。入院时查体，患者右下肢下方可见一处较大破损，表面及周围见脓性分泌物，内有上下两处窦道，上方窦道长约5 cm，下方窦道长约3 cm，表面及周围见脓性分泌物，右拇趾皮肤呈黑色，坏疽状，周围见脓血性分泌物，右足跟上方见一压疮，大小为3.0 cm×1.5 cm，有较多脓性分泌物(见图2 A、B、C)。入院后除局部换药、改善循环、物理治疗等常规治疗方法外，另外采用局部注射和静脉滴注交替进行的方法行hUC-MSCs移植术。hUC-MSCs由深圳市合一康生物科技股份有限公司提供，取检测合格的新生儿脐带华通胶(Wharton jelly)组织行细胞分离、扩增、传代、流式表型鉴定、冻存、移植前快速解冻复苏，制成纯化的hUC-MSCs制剂，于2015-04-30、2015-06-01行静脉滴注，每次移植总量为5×107个细胞，1次/d；2015-05-04、2015-06-08、2015-06-19在小腿窦道周围的肌肉、右拇趾坏疽组织周围皮下贴近骨膜处进行多点注射，每次移植总量为2×107个细胞，1次/d；并在患者住院期间，每日取少量hUC-MSCs用0.9%氯化钠溶液稀释，注射器吸取后均匀喷洒在窦道和坏疽创口和正常皮肤肌肉的交接处。hUC-MSCs移植治疗3次后，患者右小腿窦道表面闭合，结痂，脓性分泌物消失，创口干燥(见图2 D、E、F)。hUC-MSCs移植治疗后6个月，患者窦道内部完全闭合，坏死组织脱落，创面完全愈合(见图2 G、H、I)。

2讨论

2.1ASO名称下肢ASO的发病机制是下肢动脉粥样硬化性改变导致动脉狭窄或闭塞，从而引起肢体缺血。CLI是ASO最严重的临床表现，以动脉闭塞引起的缺血性静息痛、溃疡或坏疽为主要特点，预后差，具有高截肢率和高病死率[8]。最新的ASO权威定义出自2011年原卫生部颁布的《WS 399-2011下肢动脉硬化闭塞症诊断》[1]，这是我国血管外科学领域第一个正式、有法律效力的国家行业标准[9]，该标准将ASO和血栓性脉管炎(thromboangiitis obliterans，TAO，又称Buerger病)正式区分。而在美国、英国等以英语为母语的国家，研究ASO的大部分文献均以“外周动脉疾病(peripheral arterial disease，PAD)”为标题词，未将ASO与PAD区分。笔者分别以“arteriosclerosis obliterans”和“peripheral arterial disease”为标题关键词，在PubMed上检索2005-01-01至2015-11-04的文献，分别获得49篇和218篇文献，且前者多为中国、日本、荷兰、乌克兰、法国等非英语国家发表的文献，可见ASO并非英语国家的常用关键词。2015年Cooke等[2]指出，狭义的PAD通常指由动脉粥样硬化妨碍血流通向下肢所导致的动脉闭塞性疾病，但广义的PAD包括所有原因引起的非冠状动脉疾病，如TAO、动脉瘤、动静脉瘘等，尽管这些原因不是最常见的。

注：A、B、C为hUC-MSCs移植治疗前，D、E、F为hUC-MSCs移植治疗3次后，G、H、I为hUC-MSCs移植治疗后6个月

图2患者hUC-MSCs移植治疗前后

Figure 2Conditions before and after hUC-MSCs treatment

2.2hUC-MSCs移植治疗ASO

2.2.1研究现状2000—2015年，研究者们在探索hUC-MSCs移植治疗ASO患者的可行性上取得了许多进展。2015年Liu等[10]进行的荟萃分析，共纳入2000年1月—2014年10月公开发表的PAD患者接受干细胞移植治疗的13个临床试验，527例患者。结果表明，干细胞移植组与安慰剂对照组相比，截肢率、溃疡治疗效果和踝肱指数均显著改善，并且这种改善与疗程长短及干细胞来源相关，对于降低截肢率而言，血液来源的干细胞优于骨髓来源；对于改善溃疡症状和踝肱指数而言，骨髓来源的干细胞优于血液来源。

然而，这些研究中未见采用hUC-MSCs进行移植治疗的临床试验。在Liu等[10]纳入的13个临床试验中，移植的干细胞类型包括骨髓单核干细胞(BM-MNCs)、BM-MSCs、粒细胞集落刺激因子动员的外周血单核细胞(granulocytecolony-stimulating factormobilized peripheral blood mononuclear cells，G-CSF PB-MCs)和外周血来源的干细胞(peripheral blood-derived stem cells，VesCell)。由此可见，以脐带血作为移植的干细胞来源治疗ASO的研究很少，hUC-MSCs移植治疗ASO属于新的探索。

2.2.2治疗优势尽管hUC-MSCs和BM-MSCs均为间充质干细胞，但与BM-MSCs相比，hUC-MSCs具有明显的优点。获取患者自体BM-MSCs时会对患者造成侵入性损伤，为了获得足够数量的BM-MSCs，还必须对患者应用药物以动员骨髓释放干细胞，即便如此，也很难获取足够治疗数量的干细胞，更难以大规模制备以促进干细胞制剂的临床转化和应用推广。而hUC-MSCs的获取过程无侵入性，只要能收集到足够数量的脐带组织，即可大规模制备。

hUC-MSCs和脐血干细胞均来自新生儿，但脐血干细胞在获取过程中对新生儿会有一定程度的伤害，受伦理道德的限制，受到各国法律的约束。而hUC-MSCs完全来自分娩废弃物，不受伦理道德的限制，来源更广泛，取材更便捷。

因此，采用hUC-MSCs替代BM-MSCs和脐血干细胞作为移植治疗的干细胞来源，具有更广阔的应用前景。

2.2.3治疗效果目前PubMed收录的期刊中未见采用hUC-MSCs移植治疗ASO或PAD或CLI的报道，采用BM-MSCs或脐血干细胞移植治疗该病的临床研究则有十几篇。Yang等[11]采用脐血源性间充质干细胞(hUCB-MSCs)肌肉注射移植治疗8例不适宜接受血管成形术治疗的CLI患者，每例患者单侧肢体的移植剂量为1×107个细胞，选择膝关节以下缺血的腓肠肌上沿着胫后动脉和腓动脉走向的20个不同部位进行注射，结果表明该疗法是安全的，移植后6个月内未发现与干细胞移植相关的不良事件；踝肱指数未改善，但是运动平板试验显示无痛步行的距离延长；4例合并难以治愈的溃疡患者中，有3例在移植后6个月内溃疡彻底痊愈，无一例患者被截肢；3例患者在移植后6个月时的血管造影检查证实更多旁系血管生成。

2.2.4作用机制研究表明，MSCs治疗外周血管疾病的作用机制与其转分化、归巢能力、自分泌和旁分泌、免疫抑制效应有关[12]。MSCs是多能干细胞，能自我更新和分化为多谱系的细胞类型，包括成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞[13]，通过转分化作用，MSCs还能被诱导分化为血管内皮细胞、肌细胞、成纤维细胞，参与慢性难治性创面的组织修复。MSCs能自动归巢和生存于缺血环境中[14]。通过自分泌及旁分泌效应，MSCs能释放多种血管生长因子如血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(bFGF)、间充质细胞来源生长因子1α来诱导新生血管生成[15]。这些特性促使MSCs促进缺血后的血管再生，促进缺血性疾病的血流恢复[16-17]，并且已获得直观可见的证据[18]。MSCs具有独特的免疫调节效应，允许MSCs在异基因环境下继续存活[19]。MSCs能激活具有免疫抑制活性的广泛谱系的免疫细胞，包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞和树突细胞[20]。这一独特的免疫抑制效应赋予MSCs作为细胞移植疗法最佳候选细胞的优势。但是，关于MSCs究竟通过哪些具体信号通路发挥上述效应，目前尚无清晰完整的阐述，有待进一步深入研究。

综上所述，采用hUC-MSCs移植治疗可改善ASO合并CLI患者下肢缺血状态，逆转病情，避免截肢，提高患者生活质量，值得进行进一步的临床试验和机制研究。

本文文献检索策略：

在PubMed上以“arteriosclerosis obliterans/peripheral arterial disease/ critical limb ischemia”和“stem cells/stem cell”为标题/摘要的检索关键词。

作者贡献：李星儿进行资料收集整理、撰写论文、成文并对文章负责；陈建平、秦曦、郭媛媛采用hUC-MSCs移植治疗患者并对患者的院内诊疗过程负责；詹瑶璇进行患者图像采集、文章质量控制及审校；黄晓珊进行hUC-MSCs的接收及患者移植前准备。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：贾萌萌)

Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell Therapy for Patient With Critical Limb Ischemia Due to Atherosclerosis Obliterans：One Case Report and Literature Review

LIXing-er，CHENJian-ping，QINXi，etal.

DepartmentofRehabilitationMedicine，theFifthAffiliatedHospitalofGuangzhouMedicalUniversity，Guangzhou510700，China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the curative effect and feasibility of human umbilical cord mesenchymal stem cell(hUC-MSCs)therapy for patients with critical limb ischemia(CLI)due to atherosclerosis obliterans(ASO).MethodsThe treatment process and outcome of a patient with CLI due to ASO who planed to receive amputation but accepted the hUC-MSCs therapy in the Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University in 2015-04-03 were reported，and related literature was reviewed.ResultsBefore hUC-MSCs therapy，the patient suffered from severe pain due to the bedsore in the limbs and the gangrene of the hallux toe.There were sinus tracts under the bedsore which were surrounded by a lot of purulent secretions.Then the patient planed to receive amputation.However，after three times of hUC-MSCs therapy，the surface of sinus tracts closed，purulent secretions disappeared，and the wounds scabbed and dried；six months after hUC-MSCs therapy，the inner parts of the sinus tracts closed，necrotic tissues fell off，and the wound shealed.The patient was able to avoid amputation and had clinical recovery.ConclusionhUC-MSCs therapy may improve the ischemic condition of patients with CLI due to ASO who plan to have amputation and even reverse the disease condition.hUC-MSCs may be a potential alternative for bone marrow derived mesenchymal stem cells and umbilical cord blood derived stem cells in the treatment of ASO.However，further clinical trials and mechanism research are needed.

【Key words】Mesenchymal stem cells transplantation；Arteriosclerosis obliterans；Critical limb ischemia；Gangrene；Amputation

通信作者：李星儿，510700广东省广州市，广州医科大学附属第五医院康复医学科；E-mail：aquamarine1984@126.com

【中图分类号】R 617 R 543.5

【文献标识码】D

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.17.023

(收稿日期：2015-12-28；修回日期：2016-03-14)