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下肢缺血性疾病基因治疗性血管生成的现状、挑战和展望 基金项目：国家自然科学基金面上项目 （No. 82170515）； 国家自然科学青年基金 （No. 82100520） 【摘要】 下肢缺血性疾病（Lower extremity peripheral artery disease，LEPAD）发病率高，基于开放手术和腔内治疗的血运重建是首选方案。严重下肢缺血（Critical limb ischemia，CLI）是疾病的终末阶段，治疗存在困难。治疗性血管生成（Therapeutic angiogenesis，TA）旨在通过血管新生来恢复缺血组织的灌注，一开始就在PAD的治疗中引起了极大的兴趣。基于TA理念的方法主要有基因治疗、细胞治疗。基因治疗作用明确、易于同质化、安全性高，在药品开发中受到更多关注。在临床前的研究中，基因疗法在PAD中显示出极大的转化潜力，但到目前为止，基因治疗仅仅取得了非常有限的成功。本文对基于促血管生长因子的基因疗法在PAD治疗中的临床研究进行了梳理，试图就基础研究进展和临床现状来探讨基因疗法从实验室成功走向临床成功的潜在挑战，并对未来基因疗法如何更好地实现TA目标做出展望。 【关键词】周围血管疾病；严重下肢缺血；治疗性血管生成；肝细胞生长因子 Current status, challenges and prospects of gene therapeutic angiogenesis in lower extremity peripheral artery disease Li Ruihao1, Li Yongjun1 1Department of Vascular Surgery, Beijing Hospital, National Center of Gerontology, Institute of Geriatric Medicine，Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100730, China 【Abstract】 The incidence of lower extremity peripheral artery disease (LEPAD) has been rising. Open surgery and endovascular treatment-based revascularization is the first-choice strategy. Critical limb ischemia is the end-stage of PAD, and its treatment can be challenging. Therapeutic angiogenesis (TA) refers to attempts of restoring perfusion to ischemic tissues via neovascularization, and that concept attracts huge concentration in the field of PAD treatment since its proposal. Specifically, there are gene therapy and cell therapy for TA， and the former one is more favored in R&D due to predicted effect, easy-to-homogenization, and better safe profile. Huge translational potential has been shown in pre-clinical researches, yet very limited success has been rendered as revealed by clinical trials. In this review, the authors endeavor to summarize available clinical trials of pro-angiogenic factor-based gene therapies, and try to sum up challenges that impede a gene therapy form a laboratory success to a clinical success from both basic and clinical perspectives, and finally look forward to possible directions gene therapies to better achieve TA goals. 【keywords】Peripheral artery disease; Critical limb ischemia; Therapeutic angiogenesis; Hepatocyte growth factor 前言 伴随老龄化进程加快，我国外周动脉疾病（Peripheral artery disease，PAD）发病率、患病率快速提升[1]。《中国心血管健康与疾病报告 2022》预估我国下肢PAD（即下肢缺血性疾病）的患者已达4530万[2]。严重下肢缺血（Critical limb ischemia, CLI）是下肢缺血性疾病的终末期，表现为静息痛、难以愈合的溃疡和坏疽，患者面临更高的截肢或死亡的风险，其5年死亡率超过 50%[3]。基于开放手术和腔内治疗的血运重建是CLI治疗首选方案，但对相当一部分患者并不适用，因此，替代策略成为CLI治疗中的重要研究方向。 治疗性血管生成（Therapeutic angiogenesis，TA）这一术语由Höckel等在1989年正式提出，最初指通过诱导毛细血管生长改善组织灌注以增强术后组织的存活能力，后来进一步用于描述通过促进血管生长来治疗局部乏血管病理临床情况的策略，在缺血性疾病的研究中引起了极大的关注[4, 5]。研究显示，PAD患者下肢肌肉毛细血管密度降低，并且毛细血管密度与功能损害相关，这些发现进一步确立了治疗性血管生成在PAD中应用前景[6, 7]。目前认为，TA通过血管生成、动脉生成、血管新生三种途径来增加缺血组织的血流灌注[8]。TA的具体手段主要包括基因疗法、细胞疗法、生物材料或组合疗法。其中，基因疗法是指将编码目的基因的遗传材料注射到患者缺血部位来增加再血管化的方法，目标基因通常由非病毒载体（如质粒DNA）或病毒载体引入到宿主中并表达[9, 10]。本文将对PAD治疗中基因疗法的现状、所面临的挑战进行梳理和讨论，并对未来的研究方向做出展望。 一、基因疗法TA的临床研究进展 1996年，Isner等[11]报道了一项成功的人体实验，他们使用涂有水凝胶的球囊导管将编码VEGF-A蛋白的phVEGF165递送到右腿缺血的一位女患者身上，1月后造影发现患者小腿出现了显著的侧支血管开放。尽管此前几例低剂量的尝试均未获得理想效果，且本例患者在给药5月后仍需截肢，但该研究仍极大地推动了基因治疗下肢缺血性疾病的探索。近20年来，多项基于促血管生长因子的基因疗法临床试验相继开展，笔者在此对其进行梳理。 1. VEGFA 在TA领域，研究最广泛的促血管生长因子之一是血管内皮生长因子-A（Vascular endothelia growth factor A，VEGF-A）。人类VEGFA基因位于染色体6p12上，跨越16,272个碱基对，并具有八个外显子[12]。VEGF-A家族成员以存在八个保守半胱氨酸残基为特征，在物种间高度保守，在迄今为止已经检查过的所有脊椎动物中都存在[13]。Rajagopalan等[14]将腺病毒介导的VEGF121基因（AdGVVEGF121.10）注射到了6名PAD患者的下肢，在基线和治疗30天时，通过热稀释法测量了动脉内注射内皮依赖性和非内皮依赖性激动剂后的患肢血流，结果显示治疗后下肢血流储备增加，并且随着内皮功能的改善，最大步行时间也相应增加 |
