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本文通过系统评价和荟萃分析,评估干细胞分泌组治疗糖尿病伤口的有效性。结果显示,干细胞分泌组能显著提高伤口闭合率,减少中性粒细胞和巨噬细胞数量,有望成为糖尿病伤口治疗的新策略,但仍需临床研究验证。
引言
糖尿病伤口(diabetic wounds),又称糖尿病溃疡(diabetic ulcers),是糖尿病患者面临的严峻挑战。由于糖尿病会损害血管和神经,导致组织再生能力下降,伤口愈合缓慢。高血糖还会使血管变硬、循环减少、微血管功能障碍,降低组织氧合,同时阻碍白细胞迁移,增加感染风险。糖尿病伤口的高患病率可能引发严重并发症,如截肢(14 - 24%)或死亡(40%)。
目前的治疗方法包括抗生素、抗菌剂和专业伤口护理疗法,但效果有限。干细胞具有强大的再生能力,在改善糖尿病伤口闭合率方面有一定潜力,但存在潜在致癌性和稳定性问题。干细胞分泌组(stem cell secretome),即干细胞产生的条件培养基,含有生长因子、细胞因子、细胞外囊泡和外泌体等生物活性分子,成为了一种有前景的替代方案。它无细胞,安全性更高,更易标准化,免疫原性也更低。不过,现有关于干细胞分泌组治疗糖尿病伤口的临床前研究样本量小、质量参差不齐,因此需要进行系统评价和荟萃分析来综合评估其效果。
材料和方法
- 方案和注册:本系统评价遵循 PRISMA 声明的指导原则,在 PROSPERO 平台注册,注册号为 CRD42023473726。
- 搜索策略和选择标准:检索 PubMed、Scopus、ScienceDirect 和 EBSCOhost 四个电子数据库,使用 “(secretome OR 'conditioned medium')” AND “(ulcer OR wound)” AND “(diabetes OR diabetic)” AND “('in vivo' OR 'preclinical')” 等关键词,不限出版日期。
- 研究选择:由两名 reviewers(CS 和 NW)独立评估文章标题和摘要,对于信息不明确的文章,检索全文进行审查。研究选择依据预先设定的纳入和排除标准,符合 PICO 原则,即研究对象为糖尿病动物模型,干预措施为干细胞分泌组治疗,对照组为接受载体或安慰剂治疗,主要结局为伤口闭合率,次要结局包括组织学特征(如成纤维细胞、中性粒细胞和巨噬细胞数量)等。
- 纳入研究的质量评估:两名独立 reviewers(CS 和 NW)使用 CAMARADES 10 项质量检查表评估纳入研究的偏倚风险。该检查表包含同行评审、温度控制、随机分组、盲法诱导模型、盲法评估结果、麻醉剂使用、动物模型选择、样本量计算、动物福利合规性和利益冲突披露等 10 个标准。对于动物福利合规性标准,部分研究虽未明确报告所有组件,但满足至少 7 个组件中的 3 个即可纳入。
- 数据提取:由两名作者(CS 和 NW)独立提取数据,如有差异,由第三和第四调查员(GW 和 AFAM)核实。提取的数据包括作者姓名、出版日期、动物物种、样本量、诱导糖尿病的方法、干细胞分泌组的来源、对照组治疗方案、给药途径、分析持续时间以及主要和次要结局等。
- 数据合成和统计分析:使用 RevMan 5.3 和 SPSS 29 软件进行数据分析。采用 Mantel - Haenszel 技术估计连续结局的标准化均数差(SMD)和 95% 置信区间(CI),以 P≤0.05 为有统计学意义。使用 Higgins 和 Thompson 的 I2 统计量评估异质性,I2 值 0 - 25% 为低异质性,26 - 75% 为中等异质性,大于 75% 为高异质性。由于纳入的研究数量有限,采用随机效应模型进行分析,并进行 Egger's 检验以探索发表偏倚。
结果
- 研究搜索:在四个数据库中共检索到 255 篇相关文章,去除重复后,对 144 篇进行标题和摘要审查,排除 85 篇不相关研究。对剩余 59 篇全文审查后,排除 33 篇不符合排除标准的文章,4 篇因无法获取全文、2 篇因数据不清晰且无法联系作者而排除,最终纳入 20 项研究进行定性分析,其中 5 项符合荟萃分析的进一步评估标准。
- 纳入研究的特征:20 项研究均为英文,发表于 2013 - 2023 年,共涉及 382 只动物,实验组和对照组各 191 只。使用的动物物种包括 Sprague - Dawley 大鼠、Wistar 大鼠、C57BL/6 小鼠和转基因小鼠。糖尿病模型通过链脲佐菌素、四氧嘧啶、高脂肪饮食或转基因方法诱导。干细胞分泌组的来源有 8 种,包括人脂肪组织来源的间充质干细胞(hAD - MSCs)、人骨髓来源的间充质干细胞(hBM - MSCs)等。对照组接受安慰剂、磷酸盐缓冲盐水(PBS)、未条件培养基或无治疗。给药途径包括腹腔注射、静脉注射、皮下注射、皮内注射和局部给药,随访时间为 9 - 28 天。主要结局伤口闭合率在 12 项研究中进行了评估,还评估了多种次要结局,如菌落形成单位(CFU)、结合刚度、高应力负荷等。
- 纳入研究的质量评估:使用 CAMARADES 10 项质量检查表评估偏倚风险,各项研究的得分在 4/10 - 8/10 之间,平均分为 6.3/10。所有研究均为同行评审,使用合适的动物模型,使用无显著皮肤保护或毒性的麻醉剂,并披露了潜在利益冲突。但 12 项研究未提及温度控制,7 项未说明随机化过程,所有研究均未报告结局评估的盲法,仅 1 项研究描述了样本量计算,2 项未声明遵守动物福利法规。尽管部分研究质量得分较低,但因其符合关键方法学标准,仍被纳入分析。
- 荟萃分析结果
- 伤口闭合率:四项研究表明,干细胞分泌组显著提高了伤口愈合进度(SMD = 9.63;95% CI = 2.01 - 17.25;P = 0.01,I2 = 91%)。
- 成纤维细胞数量:两项研究显示,干细胞分泌组与对照组相比,成纤维细胞数量无显著增加(SMD = 18.10;95% CI = - 7.79 - 43.99;P = 0.17;I2 = 90%)。
- 中性粒细胞数量:两项研究表明,干细胞分泌组治疗后中性粒细胞数量显著减少(SMD = - 8.47;95% CI = - 13.05 - - 3.90;P = 0.0003;I2 = 50%)。
- 巨噬细胞数量:两项研究显示,干细胞分泌组显著降低了巨噬细胞数量(SMD = - 5.32;95% CI = - 9.09 - - 1.55;P = 0.006;I2 = 66%)。
- 发表偏倚:Egger's 检验表明,伤口闭合率存在潜在发表偏倚(P = 0.025 (<0.05);t = 6.258)。由于纳入荟萃分析的研究数量有限,部分参数无法进行敏感性分析或发表偏倚评估。
讨论
- 证据总结:本研究是首个评估干细胞分泌组治疗糖尿病动物模型伤口有效性的临床前系统评价和荟萃分析。结果显示,干细胞分泌组能显著提高伤口闭合率,减少中性粒细胞和巨噬细胞数量,但伤口闭合率和成纤维细胞数量的结果存在高异质性。这种异质性可能源于分泌组和干细胞来源的多样性,不同来源的分泌组所含生长因子和细胞因子不同,影响其疗效。由于研究数量有限,无法通过亚组分析确定异质性的主要原因,未来需要大样本高质量研究来验证结果并进行更全面的亚组分析。
- 优势:本研究首次系统评价和荟萃分析了干细胞分泌组治疗糖尿病伤口的动物模型研究。纳入的 20 项观察性研究涵盖了多种情况,其结果一致支持干细胞分泌组在糖尿病伤口愈合中的潜在有效性。
- 局限性:本研究存在一些局限性。首先,可能遗漏了相关研究。其次,存在选择偏倚,阴性结果可能未被充分报告或发表。第三,具有相同定量参数的研究数量有限,导致纳入荟萃分析的研究较少,异质性高且难以确定原因。第四,纳入研究在动物物种、样本量、糖尿病建模方法、干细胞分泌组来源、给药途径和随访时间等方面存在较大差异。
- 研究意义:动物模型在优化临床试验中至关重要,多种方法可用于建立糖尿病伤口动物模型,但各有特点,建模方法的差异可能导致荟萃分析结果的高异质性。干细胞分泌组显著提高糖尿病伤口闭合率,这得益于其所含的多种生长因子,但难以确定哪种生长因子起主要作用。此外,干细胞分泌组具有抗炎特性,能减少中性粒细胞和巨噬细胞数量,有助于伤口愈合。
- 未来研究建议:未来研究应开展大规模、多中心、涉及多种动物模型的研究,探索最佳给药方法和剂量;进行长期随访研究,评估干细胞分泌组再生效果的稳定性和持久性;基于干细胞来源、给药途径和糖尿病模型等因素进行亚组分析,明确干细胞分泌组最有效的应用条件;标准化结局指标的报告,提高研究的可比性和可靠性。
结论
本临床前系统评价和荟萃分析表明,干细胞分泌组有望成为糖尿病伤口治疗的新策略,它能提高伤口闭合率,具有抗炎特性。但这些结果来自动物模型,外推至人体临床应用时需谨慎。未来需进一步开展临床研究,验证干细胞分泌组在人体患者中的疗效和安全性,同时明确最有效的分泌组来源,为糖尿病伤口的个性化治疗提供依据。