肝細胞生長因子治療下肢缺血性疾病的研究進展

張鑒清 蔣小兵

肝細胞生長因子治療下肢缺血性疾病的研究進展

張鑒清 蔣小兵

下肢缺血;肝細胞生長因子

下肢缺血性疾病是指因動脈狹窄或閉塞而引起的一系列疾病，包括下肢動脈硬化閉塞癥、血栓閉塞性脈管炎、雷諾癥、糖尿病動脈硬化閉塞癥等。臨床主要表現(xiàn)為因相應(yīng)供血區(qū)域缺血、缺氧引起的間歇性跛行、靜息痛、潰瘍及壞疽，嚴重者可出現(xiàn)全身中毒癥狀［1］。藥物治療和外科手術(shù)是下肢缺血性疾病的主要治療手段。但是這些治療手段只能延緩病程，其遠期療效并不令人滿意。隨著分子生物學和生物工程學等學科的快速發(fā)展，治療性血管新生成為人們關(guān)注的焦點。治療性血管新生是指將外源性血管新生誘導因子轉(zhuǎn)入缺血組織中促進其血管新生和側(cè)支血管形成，包括血管生成和血管發(fā)生。肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)作為血管生長因子家族中的一員，因其能夠促進損傷內(nèi)皮細胞的修復和再生，在治療性血管新生中被廣泛研究并應(yīng)用于臨床。本文就HGF在下肢缺血性疾病中的研究進展作一綜述。

1 HGF的生物學特性

HGF是一種間質(zhì)來源的多效性因子。在上世紀80年代，人們在實驗中發(fā)現(xiàn)了HGF，確定了其理化性質(zhì)［2-3］，并且成功的克隆出人和大鼠的HGF的cDNA［4］。HGF的主要受體為原癌基因c-met編碼的蛋白c-met［5］，它具有酪氨酸蛋白激酶受體活性。

HGF具有多種生物學活性［6］。HGF不但能調(diào)節(jié)細胞生長、運動和形態(tài)發(fā)生，而且在胚胎生長、創(chuàng)傷愈合、血管發(fā)生、器官形成過程中也起著重要作用。

2 HGF治療下肢缺血性疾病的基礎(chǔ)實驗研究

Taniyama等［7］分別制備了大鼠和家兔的后肢缺血模型，然后將表達人HGF基因的質(zhì)粒通過肌肉注射到大鼠和家兔的缺血后肢。在注射人HGF質(zhì)粒后第3～5周，大鼠缺血后肢的血流量明顯增加，而且注射部位周圍的毛細血管密度也顯著增加。血管造影顯示注射人HGF質(zhì)粒的家兔單側(cè)新生血管增加，并且與質(zhì)粒呈劑量依賴關(guān)系。他們［8］還將人HGF質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到糖尿病大鼠缺血后肢。在人HGF質(zhì)粒轉(zhuǎn)染后3～5周，激光多譜勒造影圖像顯示，同空質(zhì)粒組相比，轉(zhuǎn)染人HGF質(zhì)粒組大鼠缺血后肢血流量明顯增多，注射部位周圍組織中毛細血管密度明顯增加。值得注意的是糖尿病大鼠缺血后肢的血流量恢復明顯低于非糖尿病大鼠。于是，他們通過體外培養(yǎng)實驗進一步研究了糖尿病大鼠血管生成延遲的原因。結(jié)果顯示高濃度的D-葡萄糖導致基質(zhì)金屬蛋白酶-1 (MMP-1)和ets-1在內(nèi)皮細胞中表達下降。同時，高濃度的D-葡萄糖降低了內(nèi)皮細胞中HGF的mRNA和蛋白表達。MMP-1和ets-1表達的下調(diào)可能導致了HGF的明顯下降。

哈小琴等［9］將不同劑量的攜帶人肝細胞生長因子基因的真核表達質(zhì)粒pUDKH經(jīng)肌肉內(nèi)多點注射到犬左下肢血管完全閉塞性血管疾病模型。轉(zhuǎn)染pUDKH的不同劑量組，均能恢復損傷血管的功能，并且發(fā)現(xiàn)犬股動脈血流量可恢復到術(shù)前水平。脈搏搏動有力，后肢活動正常，肌電圖指標無明顯改變。血液中酶含量(AST、GPT、GOT、LDH、CKN)在正常值范圍內(nèi)波動。說明pUDKH基因治療是安全的，對心、肝、腎功能無明顯影響。

楊繼武等［10］將重組人肝細胞生長因子(rhG-HGF)經(jīng)皮下注射到兔左下肢缺血模型。在注射后第15天和30天，注射rhG-HGF組側(cè)支血管計數(shù)均高于對照組。第40天內(nèi)收肌毛細血管密度也明顯高于對照組。說明rhG-HGF可以增加兔缺血下肢的毛細血管數(shù)量，促進血管新生。

3 HGF治療下肢缺血性疾病的臨床試驗研究

隨著HGF基礎(chǔ)研究的不斷深入，針對HGF在臨床應(yīng)用中的安全性及有效性的相關(guān)研究也相繼展開。Ryuichi等［11］對于HGF基因治療下肢缺血的的安全性進行了Ⅰ期臨床試驗。通過對有無過敏反應(yīng)，新生血管形成相關(guān)疾病發(fā)生機率(如腫瘤)以及有無其他嚴重并發(fā)癥三個方面進行了安全性評估。結(jié)果顯示，無論是小劑量的實驗治療還是治療劑量的注射，患者均無過敏反應(yīng)，未見系統(tǒng)及局部的炎癥反應(yīng)，無明顯的基因治療相關(guān)不良反應(yīng)，未見水腫。實驗期內(nèi)無明顯的血清HGF水平升高。2個月的隨訪，未見腫瘤或血管瘤發(fā)生，也無腫瘤進展及糖尿病視網(wǎng)膜病變進展。說明HGF基因治療下肢缺血性疾病是安全的。

Powell［12］等研究發(fā)現(xiàn)，HGF治療嚴重下肢缺血后，經(jīng)皮氧分壓指標增加值在不同劑量組及對照組間有差異，但踝肱指數(shù)、趾肱指數(shù)、疼痛、潰瘍愈合、截肢率等指標間無明顯差異。他們最近還在多普勒超聲引導下對下肢缺血患者進行肌肉注射，對于每一個患者做到注射位置的個性化治療。在6個月時趾肱指數(shù)明顯提高，靜息痛評分明顯下降。但是兩組的截肢率(HGF 29%，安慰劑33%)和死亡率(HGF 19%，安慰劑17%)差別不大［13］。

Morishita等［14］也通過I/IIa臨床試驗對于編碼HGF的裸質(zhì)粒DNA治療下肢缺血的安全性和可行性進行了評估。22名下肢缺血疾病的患者兩次經(jīng)肌肉內(nèi)注射HGF裸質(zhì)粒(2 or 4 mg)，注射后2個月，與治療前相比，患者踝肱指數(shù)增高，缺血引起的潰瘍面積減小，靜息痛評分下降。在治療后跟蹤隨訪的6個月中，沒有發(fā)現(xiàn)由基因治療引起的嚴重的不良反應(yīng)，特別重要的是沒有外周性水腫發(fā)生。在治療過程中，也未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性的HGF蛋白水平的升高。

Shigematsu等［15］對編碼人類HGF的裸質(zhì)粒基因通過肌肉注射治療下肢缺血疾病的安全性和有效性進行了多中心、隨機、雙盲及安慰劑對照的Ⅲ期臨床試驗。44名患者參與了試驗，其中有40名患者的結(jié)果被進行了療效分析。在第0天和28天注射安慰劑或人HGF質(zhì)粒，基于血管造影術(shù)的研究結(jié)果，選擇患肢作為注射部位。12周后進行療效的評估。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在改善沒有潰瘍的患者的靜息痛及減少潰瘍患者的潰瘍面積上，HGF治療組為70.4%(19/27)，而安慰劑組僅為30.8%(4/13)，兩組具有顯著性差異。同時，通過對踝肱指數(shù)、截肢情況及生活質(zhì)量的評估，發(fā)現(xiàn)HGF治療組同時明顯提高了患者的生活質(zhì)量。

4 結(jié)論與展望

綜上所述，HGF能夠促進缺血下肢血管新生，改善肢體的血流灌注，提高下肢缺血患者的生活質(zhì)量。但是，由于HGF具有促進血管新生的作用，因此在治療缺血的同時也帶來了可能導致與血管新生相關(guān)疾病的危險，如腫瘤的發(fā)生，糖尿病視網(wǎng)膜病變惡化等。鑒于目前HGF的治療多為基因治療，所以對于基因轉(zhuǎn)染的效率、轉(zhuǎn)染劑量及基因表達的調(diào)控等還需要進一步研究。相信隨著對HGF的生物學功能研究的不斷深入以及臨床試驗病例的不斷增加，會加快HGF治療下肢缺血性疾病的臨床應(yīng)用進程。

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