肝细胞生长因子治疗下肢缺血性疾病的研究进展

张鉴清 蒋小兵

肝细胞生长因子治疗下肢缺血性疾病的研究进展

张鉴清 蒋小兵

下肢缺血;肝细胞生长因子

下肢缺血性疾病是指因动脉狭窄或闭塞而引起的一系列疾病，包括下肢动脉硬化闭塞症、血栓闭塞性脉管炎、雷诺症、糖尿病动脉硬化闭塞症等。临床主要表现为因相应供血区域缺血、缺氧引起的间歇性跛行、静息痛、溃疡及坏疽，严重者可出现全身中毒症状［1］。药物治疗和外科手术是下肢缺血性疾病的主要治疗手段。但是这些治疗手段只能延缓病程，其远期疗效并不令人满意。随着分子生物学和生物工程学等学科的快速发展，治疗性血管新生成为人们关注的焦点。治疗性血管新生是指将外源性血管新生诱导因子转入缺血组织中促进其血管新生和侧支血管形成，包括血管生成和血管发生。肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)作为血管生长因子家族中的一员，因其能够促进损伤内皮细胞的修复和再生，在治疗性血管新生中被广泛研究并应用于临床。本文就HGF在下肢缺血性疾病中的研究进展作一综述。

1 HGF的生物学特性

HGF是一种间质来源的多效性因子。在上世纪80年代，人们在实验中发现了HGF，确定了其理化性质［2-3］，并且成功的克隆出人和大鼠的HGF的cDNA［4］。HGF的主要受体为原癌基因c-met编码的蛋白c-met［5］，它具有酪氨酸蛋白激酶受体活性。

HGF具有多种生物学活性［6］。HGF不但能调节细胞生长、运动和形态发生，而且在胚胎生长、创伤愈合、血管发生、器官形成过程中也起着重要作用。

2 HGF治疗下肢缺血性疾病的基础实验研究

Taniyama等［7］分别制备了大鼠和家兔的后肢缺血模型，然后将表达人HGF基因的质粒通过肌肉注射到大鼠和家兔的缺血后肢。在注射人HGF质粒后第3～5周，大鼠缺血后肢的血流量明显增加，而且注射部位周围的毛细血管密度也显著增加。血管造影显示注射人HGF质粒的家兔单侧新生血管增加，并且与质粒呈剂量依赖关系。他们［8］还将人HGF质粒转染到糖尿病大鼠缺血后肢。在人HGF质粒转染后3～5周，激光多谱勒造影图像显示，同空质粒组相比，转染人HGF质粒组大鼠缺血后肢血流量明显增多，注射部位周围组织中毛细血管密度明显增加。值得注意的是糖尿病大鼠缺血后肢的血流量恢复明显低于非糖尿病大鼠。于是，他们通过体外培养实验进一步研究了糖尿病大鼠血管生成延迟的原因。结果显示高浓度的D-葡萄糖导致基质金属蛋白酶-1 (MMP-1)和ets-1在内皮细胞中表达下降。同时，高浓度的D-葡萄糖降低了内皮细胞中HGF的mRNA和蛋白表达。MMP-1和ets-1表达的下调可能导致了HGF的明显下降。

哈小琴等［9］将不同剂量的携带人肝细胞生长因子基因的真核表达质粒pUDKH经肌肉内多点注射到犬左下肢血管完全闭塞性血管疾病模型。转染pUDKH的不同剂量组，均能恢复损伤血管的功能，并且发现犬股动脉血流量可恢复到术前水平。脉搏搏动有力，后肢活动正常，肌电图指标无明显改变。血液中酶含量(AST、GPT、GOT、LDH、CKN)在正常值范围内波动。说明pUDKH基因治疗是安全的，对心、肝、肾功能无明显影响。

杨继武等［10］将重组人肝细胞生长因子(rhG-HGF)经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组侧支血管计数均高于对照组。第40天内收肌毛细血管密度也明显高于对照组。说明rhG-HGF可以增加兔缺血下肢的毛细血管数量，促进血管新生。

3 HGF治疗下肢缺血性疾病的临床试验研究

随着HGF基础研究的不断深入，针对HGF在临床应用中的安全性及有效性的相关研究也相继展开。Ryuichi等［11］对于HGF基因治疗下肢缺血的的安全性进行了Ⅰ期临床试验。通过对有无过敏反应，新生血管形成相关疾病发生机率(如肿瘤)以及有无其他严重并发症三个方面进行了安全性评估。结果显示，无论是小剂量的实验治疗还是治疗剂量的注射，患者均无过敏反应，未见系统及局部的炎症反应，无明显的基因治疗相关不良反应，未见水肿。实验期内无明显的血清HGF水平升高。2个月的随访，未见肿瘤或血管瘤发生，也无肿瘤进展及糖尿病视网膜病变进展。说明HGF基因治疗下肢缺血性疾病是安全的。

Powell［12］等研究发现，HGF治疗严重下肢缺血后，经皮氧分压指标增加值在不同剂量组及对照组间有差异，但踝肱指数、趾肱指数、疼痛、溃疡愈合、截肢率等指标间无明显差异。他们最近还在多普勒超声引导下对下肢缺血患者进行肌肉注射，对于每一个患者做到注射位置的个性化治疗。在6个月时趾肱指数明显提高，静息痛评分明显下降。但是两组的截肢率(HGF 29%，安慰剂33%)和死亡率(HGF 19%，安慰剂17%)差别不大［13］。

Morishita等［14］也通过I/IIa临床试验对于编码HGF的裸质粒DNA治疗下肢缺血的安全性和可行性进行了评估。22名下肢缺血疾病的患者两次经肌肉内注射HGF裸质粒(2 or 4 mg)，注射后2个月，与治疗前相比，患者踝肱指数增高，缺血引起的溃疡面积减小，静息痛评分下降。在治疗后跟踪随访的6个月中，没有发现由基因治疗引起的严重的不良反应，特别重要的是没有外周性水肿发生。在治疗过程中，也未发现系统性的HGF蛋白水平的升高。

Shigematsu等［15］对编码人类HGF的裸质粒基因通过肌肉注射治疗下肢缺血疾病的安全性和有效性进行了多中心、随机、双盲及安慰剂对照的Ⅲ期临床试验。44名患者参与了试验，其中有40名患者的结果被进行了疗效分析。在第0天和28天注射安慰剂或人HGF质粒，基于血管造影术的研究结果，选择患肢作为注射部位。12周后进行疗效的评估。结果发现，在改善没有溃疡的患者的静息痛及减少溃疡患者的溃疡面积上，HGF治疗组为70.4%(19/27)，而安慰剂组仅为30.8%(4/13)，两组具有显著性差异。同时，通过对踝肱指数、截肢情况及生活质量的评估，发现HGF治疗组同时明显提高了患者的生活质量。

4 结论与展望

综上所述，HGF能够促进缺血下肢血管新生，改善肢体的血流灌注，提高下肢缺血患者的生活质量。但是，由于HGF具有促进血管新生的作用，因此在治疗缺血的同时也带来了可能导致与血管新生相关疾病的危险，如肿瘤的发生，糖尿病视网膜病变恶化等。鉴于目前HGF的治疗多为基因治疗，所以对于基因转染的效率、转染剂量及基因表达的调控等还需要进一步研究。相信随着对HGF的生物学功能研究的不断深入以及临床试验病例的不断增加，会加快HGF治疗下肢缺血性疾病的临床应用进程。

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