需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用

方法文章

用于治疗眼表疾病的富血小板血浆裂解物

5.3K 次观看

⸱

DOI:

10.3791/63772

⸱

2022年8月2日

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

本文内容

摘要

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。

摘要

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。

引言

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。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

方案

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

  1. PRP 单采
    1. 根据意大利法律选择本方案的血小板供者:供者年龄应在 18 至 65 岁之间,血压和血常规参数正常,血小板计数不低于 180 × 109 血小板/L23。合格供者在献血前 1 周内不得服用抗血小板药物或抗凝药物。
    2. 使用自动化血液采集系统,按照制造商说明和国家法规23 进行血浆-血小板单采,以获得 1 个单位的单供者富血小板血浆(PRP)。使用腺嘌呤枸橼酸葡萄糖溶液 A(ACD-A)抗凝剂收集 PRP。
      注:血小板单采为连续性操作过程,采集时间通常在 40 至 90 分钟之间。供者所接受的 ACD 用量及操作时间取决于供者个体特征,例如红细胞压积和针头规格。
  2. PRP 单位的特性
    注:以下步骤通常由自动化血液采集系统在血浆-血小板单采过程中自动完成。请查阅制造商的操作手册。
    1. 将单采收集的 PRP 单位用适量保存液重悬,残留血浆量应尽可能少,以确保在整个保存期间 pH 值维持在 > 6.4 以上,最终净体积平均为 180 mL(不含约 40 mL 抗凝剂溶液)。
      注:根据意大利法律,质量控制需确认血小板(PLTs)计数至少为 2.0 × 1011 PLTs/单位,残余白细胞数应低于 1 × 106 个细胞/单位。
    2. 将去白细胞并经辐照处理的 PRP 在 22 °C ± 2 °C 条件下,置于血小板震荡器上保存,最长不超过 5 天,之后再进行进一步操作23。
  3. PRP 稀释
    1. 开始稀释 PRP 前,立即通过穿刺采血袋主袋获取样本,并使用血细胞计数器进行血小板计数。
      注:后续操作应在 II 级生物安全柜内无菌条件下进行。操作过程中需穿戴个人防护装备(实验服、手套和护目镜)。
    2. 用适量无菌 0.9% NaCl 溶液稀释 PRP,使最终浓度达到 0.32 × 109 ± 0.03 × 109 PLTs/mL,以模拟外周血中平均血小板浓度。
    3. 利用血袋专用穿刺针,将稀释后的 PRP 分装至 300 mL 空收集袋中,每袋净体积达到 190 mL。
    4. 取少量剩余稀释 PRP(通常为 1 mL)进行质量控制,检测可能的微生物污染。在微生物学实验室按照制造商说明进行无菌检测(见 材料表)。
      注:应使用专用于需氧血培养的培养瓶,能够从小体积血液样本中定性培养并回收需氧微生物(主要是细菌和酵母菌)。
    5. 将稀释后的 PRP 分装袋在 −80 °C 条件下保存,解冻前最长保存时间为 2 个月。

2. 富血小板血浆裂解物(PRP-L)的制备

  1. 解冻
    1. 开始解冻程序前,确保已将水浴锅预热至 37 °C。将富血小板血浆(PRP)袋放入水浴中,等待其完全解冻。
  2. PRP-L 收集
    1. 在室温下以 3000 x g 离心 PRP 袋 30 分钟。
      ​注意:后续步骤应在 II 级生物安全柜内无菌条件下进行。
    2. 利用转移袋的穿刺针,将离心后的 PRP 袋与一个空的无菌 300 mL 转移袋连接。小心地将 PRP-L 上清液转移至新袋中,避免转移沉淀物。如有可能,使用血袋压挤器辅助转移。
    3. 使用血袋封口机密封 PRP-L 单元的连接管。
  3. PRP-L 分装
    注意:一个起始单元含 190 mL PRP(见步骤 1.3.3.)足以填充两套滴眼液套装(有关用于血液成分制备和保存滴眼液的具体医疗器械的详细信息,请参见材料表)。应在 II 级生物安全柜内打开滴眼液套装,将整条串联小瓶置于预连接注射器上方,并将三通阀中央箭头指向左侧,以避开细菌过滤器。
    1. 使用无菌注射器收集 30–60 mL PRP-L,并将注射器连接至灌装管路上的鲁尔锁接头。
    2. 根据制造商说明,将三通阀旋转半圈,打开 PRP-L 注射器与预连接注射器之间的通路。用 PRP-L 填充预连接注射器。
    3. 断开 PRP-L 注射器,关闭鲁尔锁接头的管帽,并将三通阀旋转回原始位置。使用滴眼液套装的注射器将 PRP-L 分装至各小瓶中。
    4. 重复步骤 2.3.1.–2.3.3.,直至所有给药小瓶均被填满。确保每个给药器均正确填充后,使用血袋封口机单独密封。
    5. 使用新的滴眼液套装重复上述分装程序。
    6. 取少量残留的稀释 PRP-L 样本,检测可能的微生物污染(见步骤 1.3.4.)。
      注意:若液体意外到达串联末端的细菌过滤器,吸液注射器可能会遇到阻力,从而阻碍填充过程。为继续分装,可将串联末端部分抬高约 5–6 个分装量,远离末端的疏水性细菌过滤器。在此位置,使用一个已装满空气的新的 30 mL 无菌注射器,连接至细菌过滤器的雌性鲁尔锁接口,用力并反复推动注射器活塞,以清除所有血液成分残留,使细菌过滤膜脱离液体。移除注射器后,继续填充剩余小瓶。
  4. PRP-L 储存
    1. 正确标记每个给药器,并将其放入塑料袋中。同时标记塑料袋,注意标明供体的血型。
    2. 根据意大利法律23和指南24,在 −80 °C 下储存,最长可保存 24 个月,直至分配给患者。

3. PRP-L 的配制

  1. 建议根据PRP-L血型进行患者分配。使用冷藏箱运送PRP-L给药瓶,并确保每瓶含有1.45 mL PRP-L,约相当于45滴。指导患者,给药瓶可在家中于−15 °C条件下保存最长1个月。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

结果

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...

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

讨论

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...

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

披露

作者声明无利益冲突。

致谢

作者感谢"Casa del Dono di Reggio Emilia"提供供体来源的血小板浓缩物。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
仪器设备
CompoSeal Mobilea IIFresenius Kabi, Germany血袋封口机
HeraSafe 通风柜Heraeus Instruments, GermanyII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,PF396iHelmer, USA血小板振荡器
Raycell X射线血液辐照仪MDS Nordion, CanadaX射线血液辐照仪
ROTIXA 50RSHettich Zentrifugen, Germany高速离心机
Sysmex XS-1000iSysmex Europe GMBH, Germany用于血小板计数的血细胞分析仪
恒温水浴箱,WB-M15Falc Instruments, Italy恒温水浴箱
材料
ACD-A 抗凝剂溶液 AFenwal Inc., USADIN 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, USABD 442020无菌检测
BD BACTEC Peds Plus/F 培养瓶BD Biosciences, USA442020至少2个培养瓶用于无菌检测
BD Luer Lok 注射器BD Plastipack, USA300865至少4个无菌注射器(50 ml)
Bio-Plex 人癌症检测面板1BioRad Laboratories, USA171AC500M用于PDGF亚型评估的标准面板
Bio-Plex 人癌症检测面板2BioRad Laboratories, USA171AC600M用于EGF评估的标准面板
Bio-Plex MAGPIX 多重检测仪BioRad Laboratories, USAMagpix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, USA10024984用于TGFb亚型评估的试剂盒及标准品
BioRetARIES s.r.l., ItalyA2DH0020至少4个用于血袋穿刺的穿刺针
血液采集管BD Vacutainer, USA3678351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., ItalyCOLC50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, USA171BC511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, USA171BC603M用于EGF评估的试剂盒
0.9% 氯化钠无菌溶液Baxter S.p.A., ItalyB05BB011000 ml
OSDI 问卷Allergan Inc., USAOSDI眼表疾病指数问卷
穿刺针BioRet ARIES s.r.l., ItalyBS051004穿刺针
血小板添加剂溶液 A+ T-PAS+TERUMO BCT Inc., Italy40842血小板浓缩物的保存溶液(1000 ml)
Excel 软件Microsoft, USAExcel数据分析软件
Teruflex 转移袋 1000 mlTERUMO BCT Inc., ItalyBB*T100BM用于PRP稀释,1个
Teruflex 转移袋 300 mlTERUMO BCT Inc., ItalyBB*030CM每采集一份PRP至少需要6个

参考文献

  1. Everts, P. A., et al. Platelet-rich plasma and platelet gel: A review. The Journal of Extra-Corporeal Technology. 38 (2), 174(2006).
  2. Giannaccare, G., et al. Blood derived eye drops for the treatment of cornea and ocular surface diseases. Transfusion and Apheresis Science. 56 (4), 595-604 (2017).
  3. Bernabei, F., et al. Blood-based treatments for severe dry eye disease: The need of a consensus. Journal of Clinical Medicine. 8 (9), 1478(2019).
  4. Findlay, Q., Reid, K. Dry eye disease: When to treat and when to refer. Australian Prescriber. 41 (5), 160-163 (2018).
  5. Clayton, J. A. Dry eye. New England Journal of Medicine. 378 (23), 2212-2223 (2018).
  6. Jones, L., et al. TFOS DEWS II management and therapy report. The Ocular Surface. 15 (3), 575-628 (2017).
  7. Holland, E. J., Darvish, M., Nichols, K. K., Jones, L., Karpecki, P. M. Efficacy of topical ophthalmic drugs in the treatment of dry eye disease: A systematic literature review. The Ocular Surface. 17 (3), 412-423 (2019).
  8. Shih, K. C., Lun, C. N., Jhanji, V., Thong, B. Y. H., Tong, L. Systematic review of randomized controlled trials in the treatment of dry eye disease in Sjogren syndrome. Journal of Inflammation. 14, 26(2017).
  9. Rusciano, D., et al. Age-related dry eye lactoferrin and lactobionic acid. Ophthalmic Research. 60 (2), 94-99 (2018).
  10. Craig, J. P., et al. TFOS DEWS II definition and classification report. The Ocular Surface. 15 (3), 276-283 (2017).
  11. Drew, V. J., Tseng, C. L., Seghatchian, J., Burnouf, T. Reflections on dry eye syndrome treatment: Therapeutic role of blood products. Frontiers in Medicine. 5, 33(2018).
  12. Giannaccare, G., et al. Blood derived eye drops for the treatment of cornea and ocular surface diseases. Transfusion and Apheresis Science. 56 (4), 595-604 (2017).
  13. Acebes-Huerta, A., et al. Platelet-derived bio-products: Classification update, applications, concerns and new perspectives. Transfusion and Apheresis Science. 59 (1), 102716(2020).
  14. Quartieri, E., et al. Metabolomics comparison of cord and peripheral blood-derived serum eye drops for the treatment of dry eye disease. Transfusion and Apheresis Science. 60 (4), 103155(2021).
  15. Badami, K. G., McKellar, M. Allogeneic serum eye drops: Time these became the norm. British Journal of Ophthalmology. 96 (8), 1151-1152 (2012).
  16. Hwang, J., et al. Comparison of clinical efficacies of autologous serum eye drops in patients with primary and secondary Sjögren syndrome. Cornea. 33 (7), 663-667 (2014).
  17. Chiang, C. C., Lin, J. M., Chen, W. L., Tsai, Y. Y. Allogeneic serum eye drops for the treatment of severe dry eye in patients with chronic graft-versus-host disease. Cornea. 26 (7), 861-863 (2007).
  18. Jonsdottir-Buch, S. M., Lieder, R., Sigurjonsson, O. E. Platelet lysates produced from expired platelet concentrates support growth and osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. PLoS One. 8 (7), 68984(2013).
  19. Altaie, A., Owston, H., Jones, E. Use of platelet lysate for bone regeneration - Are we ready for clinical translation. World Journal of Stem Cells. 8 (2), 47-55 (2016).
  20. Vesaluoma, M., Teppo, A. M., Grönhagen-Riska, C., Tervo, T. Platelet-derived growth factor-BB (PDGF-BB) in tear fluid: A potential modulator of corneal wound healing following photorefractive keratectomy. Current Eye Research. 16 (8), 825-831 (1997).
  21. Zheng, X., et al. Evaluation of the transforming growth factor β activity in normal and dry eye human tears by CCL-185 cell bioassay. Cornea. 29 (9), 1048(2010).
  22. Zamani, M., et al. Novel therapeutic approaches in utilizing platelet lysate in regenerative medicine: Are we ready for clinical use. Journal of Cellular Physiology. 234 (10), 17172-17186 (2019).
  23. Ministro della Salute. Disposizioni relative ai requisiti di qualità e sicurezza del sangue e degli emocomponenti. Italian Ministry of Health. , DECRETO 2 Novembre 2015 (2015).
  24. Aprili, G., et al. Raccomandazioni SIMTI sugli emocomponenti per uso non trasfusionale. Società Italiana di Medicina Trasfusionale e Immunoematologia. , (2012).
  25. Schiroli, D., et al. Comparison of two alternative procedures to obtain packed red blood cells for β-thalassemia major transfusion therapy. Biomolecules. 11 (11), 1638(2021).
  26. Pulcini, S., et al. Apheresis platelet rich-plasma for regenerative medicine: An in vitro study on osteogenic potential. International Journal of Molecular Science. 22 (16), 8764(2021).
  27. Ohashi, Y., et al. Presence of epidermal growth factor in human tears. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 30 (8), 1879-1882 (1989).
  28. Vitale, S., Goodman, L. A., Reed, G. F., Smith, J. A. Comparison of the NEI-VFQ and OSDI questionnaires in patients with Sjögren's syndrome-related dry eye. Health Quality of Life Outcomes. 2, 44(2004).
  29. Schiffman, R. M., Christianson, M. D., Jacobsen, G., Hirsch, J. D., Reis, B. L. Reliability and validity of the Ocular Surface Disease Index. Archives of Ophthalmology. 118 (5), 615-621 (2000).
  30. Zhang, J., et al. Characteristics of platelet lysate compared to autologous and allogeneic serum eye drops. Translational Vision Science and Technology. 9 (4), 24(2020).
  31. Henschler, R., Gabriel, C., Schallmoser, K., Burnouf, T., Koh, M. B. Human platelet lysate current standards and future developments. Transfusion. 59 (4), 1407-1413 (2019).
  32. Samarkanova, D., et al. Clinical evaluation of allogeneic eye drops from cord blood platelet lysate. Blood Transfusion. 19 (4), 347-356 (2021).
  33. Strunk, D., et al. International Forum on GMP-grade human platelet lysate for cell propagation: Summary. Vox Sanguinis. 113 (1), 80-87 (2018).
  34. Schiroli, D., et al. The impact of COVID-19 outbreak on the Transfusion Medicine Unit of a Northern Italy Hospital and Cancer Centre. Vox Sanguinis. 117 (2), 235-242 (2021).
  35. Klatte-Schulz, F., et al. Comparative analysis of different platelet lysates and platelet rich preparations to stimulate tendon cell biology: An in vitro study. International Journal of Molecular Science. 19 (1), 212(2018).
  36. Fea, A. M., et al. The effect of autologous platelet lysate eye drops: An in vivo confocal microscopy study. BioMed Research International. 2016, 8406832(2016).
  37. Abu-Ameerh, M. A., et al. Platelet lysate promotes re-epithelialization of persistent epithelial defects: A pilot study. International Ophthalmology. 39 (7), 1483-1490 (2019).
  38. Geremicca, W., Fonte, C., Vecchio, S. Blood components for topical use in tissue regeneration: evaluation of corneal lesions treated with platelet lysate and considerations on repair mechanisms. Blood Transfusion. 8 (2), 107-112 (2010).
  39. De Paiva, C. S., et al. Disruption of TGF-β signaling improves ocular surface epithelial disease in experimental autoimmune keratoconjunctivitis sicca. PLoS One. 6 (12), 29017(2011).

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

重印与许可

探索更多文章

PRP 裂解物眼表疾病血液来源滴眼液生长因子血小板单采术血浆稀释冻融循环无菌检测同种异体滴眼液