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透明质酸的研究进展 大纲 A 透明质酸的概况 B 透明质酸的理化性质及生理功能 C 透明质酸的制备 D 透明质酸的应用 透明质酸的概况 透明质酸 Hyaluronicacid简称HA 又名玻璃酸 是一种高分子量的直链多糖1934年Meyel和Palmerl首次从牛眼的玻璃体组织分离出玻璃酸及其钠盐 以后将玻璃酸及其反离子所生成的离子对或盐统称为hyaluronan HA 由 1 3 2 乙酰氨基 2 脱氧 D 葡萄糖 1 4 D D 葡萄糖醛酸双糖重复单位所组成的直链粘多糖 其分子量一般在5800万 依来源和制取方式而定透明质酸存在于结缔组织如关节 玻璃体 滑液 脐带 软骨 皮肤 鸡冠 A族和C族溶血性链球菌和华顿胶中 以满足一些重要的功能如韧性 支持结构以及细胞的代谢调节 透明质酸的存在形式 HyaluronicAcid 透明质酸 SodiumHialuronate 透明质酸钠 Hyaluronan 透明质多糖 自然界存在的透明质酸通常连接着钠分子 透明质酸或透明质酸盐的定义更准确地反映了它的真实存在形式 在活体中 它以多离子聚合体的形式存在 而非酸的质子化形式 透明质酸的理化性质及生理功能 理化性质强亲水性 溶液中HA亲和的水分约为其本身重量的1000倍独特的流体力学性质 HA水溶液有着良好的粘弹性和应变性HA参与构成蛋白聚糖聚合体 在生理状态下 HA与其他糖胺聚糖 如硫酸软骨素 硫酸角质素等 协同连接到核心蛋白上 构成蛋白聚糖聚合体 生理功能HA对巨嗜细胞 粒细胞 淋巴细胞 自然杀伤细胞 NK 等均有一定作用 HA还可加速创面愈合 透明质酸的制备方法 1 组织提取法 动物源性 制备HA的常用原料有鸡冠 脐带 眼玻璃体 猪皮等 主要工艺过程包括提取 除杂 沉淀和分级分离2 微生物发酵法 非动物源性 利用微生物发酵生成HA非动物源性透明质酸 相比之下 动物源性透明质酸纯度不够 含有动物性抗原 容易引起过敏反应或变态反应动物源性的透明质酸需要通过高热消毒 会影响透明质酸的活性 7 膀胱粘膜表面有一层氨基葡萄糖保护层 GAG层 其成分包括透明质酸 肝素 硫酸软骨素 硫酸皮肤素 硫酸角蛋白 GAG层已被认为是移行上皮抵抗尿中刺激物的主要防护机制 膀胱粘膜保护层 氨基葡萄糖 GAG 层 多聚体与膀胱上皮的结合示意图 正常状态 疾病状态 膀胱上皮 结合点 多聚体 9 正常状态 疾病状态 修复缺损的GAG层 重建膀胱粘膜防御功能 避免潜在的炎症物质对膀胱的侵害 临时替代缺损的GAG层 减轻膀胱炎症过程 缓解膀胱刺激征 透明质酸 作用机理 GAGlayer GAG层 缺损 InterstitialCystitis PBS IC 间质性膀胱炎 RadiationinducedCystitis 放射引起的膀胱炎 RecurrentBacterialCystitis 复发性细菌性膀胱炎 HemorrhagicCystitis 出血性膀胱炎 OveractiveBladder 膀胱过度活动征 ChronicNonBacterialProstatitis 慢性非细菌性前列腺炎 ChronicPelvicPain 慢性盆底疼痛 临床应用 一 难治性非细菌性膀胱炎 膀胱内灌注透明质酸钠治疗难治性非细菌性膀胱炎的多中心试验 20例顽固性非细菌性膀胱炎 男1例 女19例 年龄22 68岁 平均47岁 病程1个月 30年 其中大于1年的16例 治疗方法1周1次 4次 然后4周1次 2次 随访16周 除1例患者中途退出外 共19例患者完成了16周随访 中华泌尿外科杂志 2006 27 7 483 485 结果 P 0 001 结论 膀胱内灌注透明质酸对顽固性非细菌性膀胱炎患者的尿路刺激症状有明显的改善作用 临床应用 二 慢性复发性细菌性膀胱炎 细菌性膀胱炎约占尿路感染 UTI 总数的50 70 大约有1 3的成年女性在其一生中曾患过尿路感染 1 大约有25 的急性膀胱炎可发展为复发性感染 其中1 3在3个月内复发或再感染 75 80 在第1次感染2月内有复发 2 传统上RBC用间歇或长期抗菌药物治疗 但抗感染治疗仅能控制某次感染 而使效果有限且短暂 仍然不能很好的控制复发 长期使用容易产生耐药菌 部份妇女的细菌性膀胱炎会一直复发 导致持续依赖抗生素治疗 疾病基础 1 ValiquetteL Urinarytractinfectionsinwomen J CanJUrol 2001 8 1 6 122 RonaldA Theetiologyofurinarytractinfection traditionalandemergingpathogens J DisMon 2003 49 2 71 82 各种原因损伤膀胱粘膜 附着在粘膜表层的GAG层也受到破坏 细菌等有害物质通过缺损的GAG层进入膀胱内壁 慢性复发性细菌性膀胱炎 膀胱内灌注透明质酸治疗慢性复发性细菌性膀胱炎的效果 27 40岁女性20名均有复发性泌尿道感染病史 接受透明质酸膀胱内灌注 每次40mg 1周1次 4周后改为1个月1次 直至4个月 第一次灌注前15名有广泛的损伤和黏膜上皮纤维化 5名显示中度增生 治疗4周后再次活检 显示14名 70 膀胱黏膜愈合加速 膀胱纤维化受抑 6名患者没有相关的组织学增生 所有患者在治疗结束时均无复发 LianosE etal JournalofEndourologyJul2005 结论 透明质酸可以有效促进膀胱黏膜上皮愈合及抑制纤维化 实验方案 40例患者 接受膀胱灌注西施泰治疗 40mg 50ml 每周一次 4周后改为每月一次 直至4个月 结论 能显著改善患者症状 延长复发间隔时间 减少复发次数 Constantinidesetal PreliminaryresultsfromtheuseofHAasapreventativeagentforrecurrentcystitisinfemale BJUIntern 93 1262 1266 2004 膀胱内灌注透明质酸预防复发性细菌性膀胱炎的研究 P 0 001 InthetreatmentofRBC 治疗RBC的研究 StudyofM Lipovac M Imhof 2007 实验方案 20例有UTI史女性患者 接受膀胱灌注西施泰疗每周一次 4周后改为每月一次 直至5个月 P 0 001 治疗前36 2 6 2周内 20名患者泌尿道感染的总次数67次 治疗后47周内感染次数为10次 P 0 001 P 0 001 临床应用 三 透明质酸钠在放射性膀胱炎中的应用 2 KanaiA EpperlyM PearceL etal Differingrolesofmitochondrialnitricoxidesynthaseincardiomyocytesandurothelialcells AmJPhysiolHeartCircPhysiol 2004Jan 286 1 H13 21 动物实验表明放射线可使线粒体的一氧化氮合酶含量增加 产生的一氧化氮导致膀胱上皮粘膜细胞脱落 失去了上皮的保护和渗透性屏障 大量水分和尿素渗入膀胱平滑肌层 使神经过度兴奋 逼尿肌功能紊乱 从而产生突发性 无痛性血尿 并可伴膀胱刺激症状 2 放射对膀胱的损伤主要表现在膀胱粘膜的改变 1 疾病基础 当放射线照射子宫颈癌 前列腺癌 膀胱癌等盆腔脏器恶性肿瘤时 膀胱不可避免的会受到放射性损伤 其中宫颈癌放疗患者最常见 现有治疗针对已出现的放射性膀胱炎进行对症治疗 治疗方法无统一标准 临床治疗难以彻底治愈 疾病基础 TreatmentofPost hematopoieticStemCellTransplantationHemorrhagicCystitiswithIntravesicalSodiumHyaluronate膀胱内灌注透明质酸钠治疗造血干细胞移植后出血性膀胱炎 Miodosky 2006 HCDefinition 出血性膀胱炎的定义 HemorrhagicCystitis 出血性膀胱炎 除外妇科相关的出血 肾病和 或细菌或下尿路的真菌感染导致等其他原因出现的肉眼血尿 HemorrhagicCystitis 出血性膀胱炎 Complicationobservedafterhigh dosechemoradiotherapy mainlyinhematopoietcstemcelltransplantation HSCT 大剂量化放疗后 主要是造血干细胞移植后出现的并发症 Early onset1w 晚发型 1周 Viralreactivation Difusebladdermucosainflammation 病毒再激活 弥漫性膀胱粘膜炎症 I MicroscopicHematuria 镜下血尿 II MacroscopicHematuria 肉眼血尿 III MacroHem Presenceofclotsand ornecessityofbloodtransfusions 肉眼血尿 出现血块和 或必要时输血 IV Life threateningbleedingrequiringsurgicalintervention 出血威胁到生命 需要外科手术介入来止血 HCSeverity HC根据严重程度分级 Study 研究 123patientswhounderwentHSCT 7developedclinicallysignificantHC 6 123位患者接受造血干细胞移植 7位发展为临床上严重的HC 6 MedianTime 30d aftertransplantation 平均发病时间 移植后30天 1Earlytransplantation 1例移植早期发病 76Late onset 6例晚期发病 GradeIII 为III级 HCTreatment HC治疗 Cystistat1Vial 西施泰 1瓶 SlowinstillationthroughaFoleycatheter 通过气囊导尿管缓慢灌注 Minimumtimeinbladder 20min 保持在膀胱内最少20分钟 Whennoresponse7d later anotherinstillation 如果7天内没有任何反应 之后再次灌注 Allpatientsreceivedhyperhydrationandtransfusionsupport 所有患者接受水疗和输血支持 Results 结果 4patientsimprovedW1 4位患者1周后得到改善 2patientsimprovedW2 2位患者2周后得到改善 1patientdidnotimprove 1位患者未得到改善 TreatmentwithCystistatinitiated3d afterthedevelopmentofsymptoms 症状出现后开始的3天接受西施泰治疗 结果 治疗结束时 西施泰组病人的放射毒性水平降低了46 治疗结束时 第7周 西施泰组病人的最大放射毒性水平为 级 而常规治疗组仍有24 的病人为2级 p 0 0001 随访两个月时 第15周 常规治疗组有20 的病人出现 级放射毒性 而西施泰治疗组无一例出现 p 0 0025 西施泰组仅出现一例尿道感染 而常规治疗组则有四例尿道感染发生常规治疗组有两例病人因为放射毒性需推迟放疗计划 而西施泰组没有病人中断放疗计划 实验方案 90例接受外部和近距离放疗的宫颈癌患者常规治疗组 45例 接受标准放射治疗西施泰组 45例 在每周接受标准放射治疗时 进行膀胱灌注透明质酸 40mg 50ml 保留30分钟 试验报道 透明质酸在预防放疗诱导的膀胱炎方面的应用 Delgadoetal HAinthepreventionofRCcystitis PresentedatASCO2003 四 透明质酸治疗IC PBS 临床应用 膀胱疼痛综合征 间质性膀胱炎是对传统间质性膀胱炎临床诊断的一种延伸 国际尿控学会仍然保留间质性膀胱炎的诊断 主要指 有典型的膀胱镜下表现和组织学特征 否则 尿频 尿急 膀胱或盆底疼痛为临床特征的病人在排除了肿瘤 结核 结石 前列腺炎等其他病理改变后统一归入膀胱疼痛综合征 间质性膀胱炎 1 关于本病的确切病因与发病机理尚不清楚 研究发现其发病可能与隐匿性感染 遗传因素 神经源性炎症反应 肥大细胞活化 自身免疫性疾病 膀胱上皮功能不良等因素有关 2 目前尚无治愈间质性膀胱炎的办法 其治疗目的为缓解症状及延缓病程 3 疾病基础 在各种病因中 尿路上皮功能障碍 GAG层的缺陷被广泛接受 GAG层的破坏 粘膜下神经末梢暴露于来自尿液的有害物质 从而产生尿频 尿急和尿痛等症状 扫描电镜也证实尿路上皮粘膜紧密连接变宽及通透性明显增加 4 疾病基础 透明质酸治疗IC PBS Riedl C R P F Engelhardt etal 2008 Hyaluronantreatmentofinterstitialcystitis painfulbladdersyndrome IntUrogynecolJPelvicFloorDysfunct19 5 717 21 患者人数 121 女性 平均年龄 49 4IC症状平均持续时间 6 1y纳入标准阳性改良钾离子试验 最大膀胱容量差异 30 方法 HA剂量 40mg 50ml qW灌注时间 2h抗生素应用 预防插管引起的膀胱炎疗效评估IC相关症状问卷调查 时间为上次灌注结束到此次问卷结束VAS visualanaloguescale 症状评分Qol qualityoflife 评分 结果 VAS评分 结论 HA可以明显改善IC PBS患者症状经验灌注时间 2h预防性抗生素应用阳性改良钾离子试验应用以了解膀胱壁表面是否有GAG缺陷 从而选择敏感性高的患者 以提高疗效 麻醉下持续性水扩张和膀胱内灌注HA治疗难治性IC Ahmad I N SarathKrishna etal 2008 Sequentialhydrodistensionandintravesicalinstillationofhyaluronicacidundergeneralanaesthesiafortreatmentofrefractoryinterstitialcystitis apilotstudy IntUrogynecolJPelvicFloorDysfunct19 4 543 6 患者人数 23 男性4 女性19 平均年龄 53 4诊断方法 症状 膀胱镜检 组织学所有患者IC症状持续时间均 12个月至少3种以上其它保守方案治疗无效 方法 麻醉 全麻膀胱水扩张灌注压 80cm水柱持续时间 5min水扩张后HA膀胱灌注HA剂量 40mg 50ml平均灌注时间 3 4h 结果 溃疡愈合和炎症消退有效率 74 平均随访时间 15 8m两次治疗平均间隔时间 3 1m平均治疗次数 6 6膀胱容量 治疗前 492ml 治疗后 776ml伴有溃疡的反应性好于无溃疡 结论 膀胱水扩张和HA灌注联合应用治疗难治性IC效果良好 临床应用 五 神经源性膀胱泌尿系感染 实现正常的膀胱功能 需要中枢神经 外周神经及肌肉的相互协调 神经源性膀胱 膀胱功能障碍 神经源性膀胱 控制排尿的中枢神经或外周神经受损 膀胱粘膜防御功能受损 粘附于膀胱粘膜表面的GAG层受损 加重 神经源性膀胱 神经源性膀胱对膀胱粘膜防御功能的影响 排尿障碍 膀胱压力 导尿术 残余尿内的尿结晶 沉渣 盐类及脓性物质等不断刺激膀胱壁 6 膀胱内压增加及过度充盈膨胀可引起膀胱粘膜的血流减少 8 留置导尿可损伤尿路黏膜 破坏机体防御屏障 同时增加了逆行感染的机会 研究表明留置导尿14天以上100 感染 7 9 膀胱对细菌的 机械 性冲刷作用减弱 7 透明质酸预防和治疗神经源性膀胱患者泌尿道感染的保护机制 膀胱内灌注透明质酸 可以有效地形成GAG层的临时替代 避免细菌粘附于膀胱移行上皮表面 最大限度地减少了功能受损的膀胱中细菌的入侵 阻隔细菌的侵袭 促进膀胱自身防御功能的修复 膀胱内灌注透明质酸可以隔绝结晶 沉渣等刺激物对膀胱粘膜的刺激作用 从而促进膀胱粘膜自身防御功能的修复 预防和治疗泌尿道感染 透明质酸 临时替代缺损的GAG层 试验结论 对于脊髓损伤患者留置导尿引起的尿路感染 接受膀胱内透明质酸灌注治疗能使其发病率比对照组显著下降5 7倍 是传统抗生素治疗的有效替代方法 并认为该方法可用