血小板裂解物是治疗眼表疾病的一种新兴工具。本文提出一种从血小板捐献者采集的血小板裂解物的制备、分装、储存及表征方法。
血小板裂解物是治疗眼表疾病的一种新兴工具。本文提出一种从血小板捐献者采集的血小板裂解物的制备、分装、储存及表征方法。
多种眼表疾病采用血液来源的眼药水进行治疗。由于此类眼药水中含有促进眼表再生的代谢物和生长因子,其已在临床实践中得到应用。血液来源的眼药水可从不同来源(例如全血或血小板单采捐献)制备,并可通过不同方案(例如不同的稀释比例和冻融循环次数)进行生产。这种多样性阻碍了临床方案的标准化,从而影响对其临床疗效的评估。详细描述并共享方法学流程有助于制定通用指南。近年来,异体来源产品逐渐推广,作为自体治疗的替代方案,因其可提供更高的疗效标准;其中,富血小板血浆裂解物(PRP-L)眼药水的制备工艺较为简便。在意大利雷焦艾米利亚AUSL-IRCCS输血医学科,PRP-L来源于血小板单采捐献。该产品最初用0.9% NaCl将血小板浓度稀释至0.3 × 109 血小板/mL(起始平均浓度为1 × 109 血小板/mL)。稀释后的血小板经过冷冻-解冻处理,随后离心以去除碎片。最终产物分装为每份1.45 mL,于−80 °C保存。在发放给患者前,需对眼药水进行无菌检测。患者可将血小板裂解物在−15 °C保存最多1个月。此外,还对随机选取的分装样品进行生长因子成分分析,其平均值在本文中予以报告。
血液来源的产品被广泛应用于伤口护理1、颌面外科和骨科手术,以及多种眼表疾病2(如干眼症(DED)3)的治疗。在 DED 中,由于参与泪液生成和维持眼表完整性的多种因素功能异常,导致泪膜稳态受到破坏4,5。
干眼症(DED)的病因和严重程度具有异质性6,7,8,可能由多种因素引起,如衰老、性别9、佩戴隐形眼镜、局部或全身用药10,以及干燥综合征等原有疾病10。尽管症状较轻,干眼症仍影响全球数百万人,对其生活质量及医疗系统均造成影响6。
针对该病理已报道多种治疗方法,但目前对于最有效的治疗方案仍无共识12。迄今为止,人工泪液作为一线治疗手段,旨在恢复泪膜的水相成分,但这些替代品并不含有天然泪液中的主要生物活性溶质6,11。基于血小板的产品被视为人工泪液的一种有效替代方案12,13,然而其临床疗效、使用建议以及制备方法仍存在争议3。
血液制品与泪液在代谢物14、蛋白质、脂质、维生素、离子、生长因子(GFs)、抗氧化化合物11以及渗透压(300 mOsm/L)11方面的组成相似。通过其组分的协同作用,血液制品可促进角膜上皮再生,抑制炎性细胞因子的释放,并增加结膜中杯状细胞的数量及黏蛋白的表达2,3。
迄今为止,文献中已记录了眼科血液来源产品的异质性;这些产品可根据血液供体的来源进行分类,即自体来源或同种异体来源,以及根据血液来源进行分类,即外周血、脐带血、血清或血小板。
尽管自体产品曾是最广泛使用的类型3,但同种异体产品现正逐渐成为首选,因其能提供更高的疗效和安全性标准15,同时显著降低使用成本16,17。事实上,既往研究已证实,从患有自身免疫性和/或系统性疾病患者体内获取的血液制品,其质量和功能可能存在异常6,16,17。尽管基于血清的眼药水目前应用最为广泛,但基于血小板的产品近年来正被确立为一种有效的替代方案,因其制备简便且能维持显著的治疗效果3,11。目前可用的血小板来源产品主要包括富血小板血浆(PRP)、富血小板血浆裂解物(PRP-L)以及富含生长因子的血浆(PRGF)3。
其中,PRP-L 的优势在于其为一种可长期冷冻保存的产品。PRP-L 可通过单采法、白膜层制备,甚至可利用即将过期的血小板(PLTs)制备18,19,从而有效减少资源浪费。分装后的 PRP-L 可在血站于 −80 °C 下保存数月,或在患者家中于 −15 °C 下短期保存。
PRP-L 富含生长因子(GFs),已被证实可促进眼表再生12,20,21。然而,该领域报道的临床研究较少,且所有研究均采用自体来源3,22。由于目前尚无标准化的制备、分装和储存指南,PRP-L 在常规用于治疗眼表疾病之前仍需进一步验证和表征3。
本文分享了意大利雷焦艾米利亚AUSL-IRCCS输血医学科制备用于治疗干眼症(DED)患者PRP-L的详细操作方案。我们旨在帮助科学界建立标准化的制备方法,以提高全球范围内相关研究和临床实践的一致性与可比性。
用于生长因子定量评估的PRP-L是在一项更广泛的PRP产品表征研究中采集的,该研究旨在用于再生医学目的,由雷焦艾米利亚AUSL-IRCCS开展,并于2019年1月10日获得艾米利亚诺尔德广大地区伦理委员会批准(协议编号2019/0003319)。捐献者均根据《赫尔辛基宣言》签署了知情同意书。收集用于评估眼表疾病指数(OSDI)问卷的汇总性匿名数据无需伦理审批,该问卷为临床医生常规用于监测干眼综合征症状的工具。图1A展示了所遵循的实验流程示意图,而图1B中的图片则展示了该操作的主要步骤。
1. 富血小板血浆(PRP)的采集
2. 富血小板血浆裂解物(PRP-L)的制备
3. PRP-L 的配制
使用血清来源的眼药水(这是治疗眼表疾病最常用的血液制品)的理论依据在于其含有生长因子(GFs),这些生长因子几乎完全来源于循环中的血小板。与外周血清相比,富血小板血浆(PRP)含有显著更高数量的血小板(因此也含有更高浓度的血小板来源生长因子),其血小板浓度范围为 0.15 x 109-0.45 x 109 PLTs/mL。根据意大利法规,PRP 制品中的血小板计数应至少达到 0.9 x 109-1 x 109 PLTs/mL。因此,为了获得能够模拟血清眼药水疗效的产品,在制备裂解物之前,应将 PRP 稀释至生理水平的血小板含量。
然而,由于组织修复主要由血小板来源的生长因子(GFs)驱动,仅凭血小板计数可能对眼表疾病的治疗效果产生误导。在干眼病(DED)中,泪液分泌和泪膜稳态功能受损,而DED是目前最常使用血液来源滴眼液治疗的眼病。因此,用于治疗DED的血小板制剂还应模拟泪液的生理成分。
为了确定最适合治疗眼表疾病的PRP-L(如本方案步骤1.3.2中所述),我们初步评估了不同血小板浓度(介于0.7 × 109/mL至0.3 × 109/mL之间)的PRP稀释度,以及一些已知参与眼组织修复的代表性生长因子12,20,21。
使用血细胞计数板进行血小板计数,而生长因子(GFs)则通过多重蛋白质定量检测进行评估。该检测按照制造商的说明,参照先前描述的方法进行25。本文中所展示的生长因子是在对富血小板血浆(PRP)裂解物进行初步筛选36种生长因子及生长因子受体(GFRs)的半定量蛋白芯片分析后,选定用于定量的。Luminex定量检测针对36种中筛选出的3种生长因子进行:EGF和PDGF(在本研究的PRP裂解物中含量最丰富),以及TGFβ-1,2,3亚型(其含量对眼表治疗具有重要意义21)。EGF和PDGF的含量测定因其可能影响PRP-L的疗效22,而TGFβ亚型则因其在免疫信号调控中的已知作用而被选中21。
由于蛋白质芯片属于另一类 体外 不同PRP的表征研究26,这些数据未在本文中展示。
我们对来自两位不同供体(D1和D2)的PRP裂解物中的EGF、PDGF和TGFβ进行了定量评估,这些PRP样本先前已在0.9% NaCl中稀释至0.7 x 109-0.3 x 109 PLTs/mL范围内。图2展示了0.3 x 109 PLTs/mL稀释浓度下的结果,该浓度最终被证实与泪液成分最为接近。
根据关于泪液成分的文献数据,选择了0.3 x 109 PLTs/mL的稀释度。与泪液平均值相比,EGF含量较低,但仍处于正常范围内27。即使PDGF在两位供体之间存在较大差异,其浓度始终与正常泪液中的浓度相当20。最后,TGFβ-1被发现是PRP-L中最丰富的同工型,与泪液相似21。
在确定制备单采血小板富集血浆(apheresis PRP-L)最适宜的血小板稀释度后,输血医学科自2015年起开始将此类制品用于治疗眼表疾病患者。眼科医生常规收集OSDI问卷以监测干眼症(DED)症状;OSDI测试用于评估与生活质量相关的指标,例如眼部刺激感及其对视觉相关功能的影响。该问卷由艾尔建公司(Allergan Inc.)于1995年成立的结果研究小组开发,现已被公认为监测DED的有效工具,问卷的发放与分析方法如前所述28,29。
此处展示了2020年1月至2021年1月期间接受治疗的干眼症(DED)患者OSDI测试的汇总结果(n = 27)。经过6个月的PRP-L治疗后,OSDI评分从56 ± 21下降至45 ± 21,表明患者的生活质量有所改善(图3)。
尽管这些数据仍处于严重范围内,且未关联到疗效的临床结局,但它们提示干眼病(DED)患者认为富血小板血浆-液体(PRP-L)是一种能够改善眼部不适的有用产品;这一方面应在前瞻性临床试验中进一步研究,以评估其在治疗眼表疾病中的疗效。
在表1中,我们对当前的制备方法与另一种用于制备同种异体PRP-L滴眼液30及其他用途22的方法进行了比较。据我们所知,Zhang等30的方案与本研究的方案是目前唯一已发表的用于制备眼表用PRP-L的方法。两种方法均通过单采术获得PRP-L;为优化PRP-L的制备工艺,应比较两者在冻融循环次数和离心步骤等方面的差异。然而,这些方法学上的差异尚未被证实会对PRP-L在其他组织上测试的再生能力产生不利影响22。

图 1:PRP-L 制备方案的主要步骤。(A)从 PRP 采集到 PRP-L 制备与分装的流程示意图。 (B) 各主要步骤的代表性图片。请点击此处查看该图的放大版本。

图2:PRP-L在0.3 × 109/mL稀释度下血小板源性生长因子的Luminex定量分析。 (A)表皮生长因子(EGF);(B)血小板源性生长因子(PDGF);(C)转化生长因子-β同工型1(TGFβ1);(D)转化生长因子-β同工型2(TGFβ2);(E)转化生长因子-β同工型3(TGFβ3)。数值以pg/mL表示,为三次独立测量的平均值±标准差。D1和D2为两位不同的血小板供体。请点击此处查看该图的高清版本。

图3:2020年1月至2021年1月期间在中国台湾省Reggio Emilia AUSL-IRCCS眼科门诊接受PRP-L治疗的干眼病(DED)患者的OSDI总评分。 N = 27例患者。OSDI评分的汇总结果以均值±标准误表示,p值通过配对t检验并使用数据分析软件计算得出。 请点击此处查看该图的放大版本。
| 本文 | 用于眼部的PRP-L(富血小板血浆-左旋)体外 研究29 | PRP-L 的其他用途21 | |
| 源 | 血小板单采术 | 血小板单采术 | 单采术与全血 |
| 冻融循环 | 1(在 -80 °C) | 2(在 -80 °C) | 1-3(在 -20 °C 和 -80 °C) |
| 储存温度 | 在 -80 °C | 在 -80 °C | 在 -20 °C 和 -80 °C |
| 储存前离心速度 | 3000 × g / 30 分钟 | 3500 × g/30 分钟 | 400-3000 × g / 6 分钟 - 30 分钟 |
| 储存前过滤 | 无 | 是 | 否/是 |
表1:采用血细胞分离术采集的富血小板血浆制品制备同种异体PRP-L方案的比较。
近年来,基于血小板的产品在眼表疾病治疗中的临床应用日益增多,但其推广受到科学依据不足的限制。这主要是由于供体来源和制备方案存在较大异质性,且这些信息常常未被充分披露,或未针对具体临床用途进行专门设计。特别是通过单采法收集的血小板制品的相关信息仍较为缺乏。因此,本研究旨在详细描述通过单采法获取富血小板血浆裂解物(PRP-L)并用于干眼症(DED)治疗的逐步制备流程。
PRP-L 是制备滴眼液的理想来源,因其生长因子含量高于其他血液制品22, ,且与血清或 PRP 相比,其制备和储存成本更低、操作更简便。制备 PRP-L 时,需对血小板进行裂解(通常通过一次或多次冻融循环),以释放其内含物。该过程可确保获得富含活性分子的溶液,从而促进组织再生22,26。目前已有越来越多的疾病采用 PRP-L 进行治疗22,但在眼科领域的应用指征仍较弱,主要原因是血小板采集和 PRP-L 制备过程缺乏标准化标准3,22。
应优先选择同种异体血小板制品,因为与自体血小板制品相比,其在供者特征和制备方法方面均具有更高的可标准化性。患者健康状况可能影响制品的质量6,16,17,而在输血服务无法直接获取的情况下,使用院内试剂盒从全血中采集自体血小板的方法无法达到输血医学所要求的标准质量31。
据我们所知,目前尚无关于同种异体PRP-L在眼科临床应用的临床研究3,仅有少数关于自体PRP-L滴眼液的报道3,且仅有一项研究使用来自脐血的同种异体PRP-L治疗眼表疾病患者32。尽管同种异体PRP-L已被列入临床指南24,并有研究提出其应用建议3,30, 但相较于其他治疗方法及其他血液来源产品(如血清),其疗效仍缺乏充分证据。本文所述方案旨在帮助科学界建立统一的制备方法,并阐明不同研究间的方法学差异。
本文描述了从通过单采术收集的同种异体PRP制备PRP-L的方法。用于制备血小板裂解物的基于血小板的同种异体产品也可来源于白膜层(BCs),两种来源均有同等报道31。BCs来自多个供体的混合(通常为四或五个),从而最小化个体间差异。相反,混合会增加传播传染性病原体或朊病毒的风险,或引发同种异体反应31,33。单采术是一种复杂且侵入性的操作,仅有少数供体符合或能够耐受该程序34。然而,通过单采术获得的基于血小板的产品不含其他残留的循环血细胞,并含有更高数量的PLTs35。基于这些原因,目前的研究重点是开展临床研究,以比较来自这两种不同来源的PRP-L。
在本方案中,通过单采术收集的PRP单位中PLT的起始浓度平均为1 x 109/mL,这与其他基于血小板制品中报道的浓度一致22。在本方法中,PLT随后用0.9% NaCl溶液稀释至0.3 x 109/mL。其他方案报道使用血浆进行稀释22。
目前很少有研究报道PRP-L在眼科中的应用;在这些研究中,自体眼药水的血小板浓度制备范围为0.5 × 109/mL 至 1 × 109/mL36,37,38。如前所述,标准化指标是可取的,也有助于确定合适的稀释比例。例如,本文报告了PRP-L中一些关键生长因子(GFs)的浓度。EGF和PDGF的含量影响PRP-L的疗效22,而TGFβ亚型参与调控免疫信号通路21,39,其浓度受到精细调节。因此,基于血小板的眼药水中TGFβ的浓度不仅可能影响疗效,还可能引发潜在的不利作用39;因此,在确定合适稀释比例之前应对其进行仔细研究。尽管如此,所选择的稀释比例(0.3 × 109 PLTs/mL)是基于泪液中生长因子的含量21,25。Zhang等人先前比较了自体和同种异体血清来源的眼药水以及血小板裂解物,分析了它们的生长因子含量以及在体外促进角膜细胞再生的能力30。该研究表明,这些产品具有相似的特性,其中PRP-L的EGF浓度较高,但纤维连接蛋白较低。在他们的方案中,冻融过程重复两次,离心条件为3500 × g 离心30分钟,血小板裂解物储存于−80 °C30。
冷冻与解冻确实是一个关键步骤;大多数方案(包括本方案)均采用−80 °C冷冻和37 °C解冻,但也有在−24 °C、−196 °C和−150 °C进行冷冻的报道22,33。冻融循环次数也各不相同,范围从1次到5次不等22,33。少数研究还报道使用超声处理或溶剂/去垢剂处理以获得血小板裂解物22,33。在PRP-L制备过程中,此前报道的其他方法学变量还包括离心步骤——离心力介于300 × g至10000 × g之间,时间从2分钟到60分钟——以及长期保存条件,多数情况下保存于−80 °C,尽管也有类似产品直接储存于−20 °C的报道22。尤其应密切监测储存条件,因其可能影响裂解物中生长因子的可及性与活性。在此高度异质性的背景下,亟需开展质量控制和临床研究,以评估生物活性因子的释放情况及治疗效果的差异。
最后,本文展示了该方法在一项针对接受PRP-L治疗6个月的干眼病患者进行的综合分析中取得了积极结果(OSDI问卷3)。尽管结果令人鼓舞,但仅依靠OSDI尚不足以确定PRP-L在治疗干眼病(DED)及其他眼表疾病中的疗效,仍需开展关于同种异体PRP-L临床应用的进一步研究。此外,由于不同方法学步骤(如冻融、离心、储存)可能导致产品成分的差异,应对此进行比较,以优化方法学流程。
总之,血液来源和制备方案的高度异质性仍然阻碍了基于血液的产品在眼表疾病临床治疗中的确切转化。尽管富血小板血浆-液体(PRP-L)是一种具有某些优势特征的新兴产品,但仍需进一步研究以验证其应用并制定通用指南。共享并详细描述制备方案可能有助于扩大其可用性,并阐明其中的关键步骤。
作者声明无利益冲突。
作者感谢"Casa del Dono di Reggio Emilia"提供供体来源的血小板浓缩物。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
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| 仪器设备 | |||
| CompoSeal Mobilea II | Fresenius Kabi, Germany | 血袋封口机 | |
| HeraSafe 通风柜 | Heraeus Instruments, Germany | II级生物安全柜 | |
| MCS+ 9000 移动式血小板采集系统 | Haemonetics, Italy | 用于捐献血小板、红细胞、血浆或组合血液成分的自动化血浆及多组分采集设备 | |
| 血小板振荡器,PF396i | Helmer, USA | 血小板振荡器 | |
| Raycell X射线血液辐照仪 | MDS Nordion, Canada | X射线血液辐照仪 | |
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| 恒温水浴箱,WB-M15 | Falc Instruments, Italy | 恒温水浴箱 | |
| 材料 | |||
| ACD-A 抗凝剂溶液 A | Fenwal Inc., USA | DIN 00788139 | 用于血小板分离的抗凝剂溶液(1000 ml) |
| BD BACTEC Peds Plus/F 培养瓶 | BD Biosciences, USA | BD 442020 | 无菌检测 |
| BD BACTEC Peds Plus/F 培养瓶 | BD Biosciences, USA | 442020 | 至少2个培养瓶用于无菌检测 |
| BD Luer Lok 注射器 | BD Plastipack, USA | 300865 | 至少4个无菌注射器(50 ml) |
| Bio-Plex 人癌症检测面板1 | BioRad Laboratories, USA | 171AC500M | 用于PDGF亚型评估的标准面板 |
| Bio-Plex 人癌症检测面板2 | BioRad Laboratories, USA | 171AC600M | 用于EGF评估的标准面板 |
| Bio-Plex MAGPIX 多重检测仪 | BioRad Laboratories, USA | Magpix | 该仪器利用功能化磁珠实现多种免疫检测 |
| Bio-Plex Pro TGF-b 检测试剂盒 | BioRad Laboratories, USA | 10024984 | 用于TGFb亚型评估的试剂盒及标准品 |
| BioRet | ARIES s.r.l., Italy | A2DH0020 | 至少4个用于血袋穿刺的穿刺针 |
| 血液采集管 | BD Vacutainer, USA | 367835 | 1支,用于进行血小板计数 |
| 滴眼液套件。COL 医疗器械,用于从血液成分中制备和保存滴眼液 | Biomed Device s.r.l., Italy | COLC50 | 滴眼液套件。每采集一份富血小板血浆(PRP)至少需要2套 |
| 人癌症PDGF-AB/BB 检测试剂盒 1x96孔 | BioRad Laboratories, USA | 171BC511 | 用于PDGF亚型评估的试剂盒 |
| 人癌症2 EGF 检测试剂盒 1x96孔 | BioRad Laboratories, USA | 171BC603M | 用于EGF评估的试剂盒 |
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