骨髓血管和血流的研究進展

1、骨髓血管和血流的研究進展         摘要:研究骨髓血管和血流在各種生理和病理條件下的改變，對認識血液系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉歸，以及指導治療都有著十分重要的意義。由于骨髓位于骨性硬鞘內，研究方法具有一定的特殊性。本文綜述了骨髓血管、血流的各種研究方法，及其應用于各種血液系統(tǒng)疾病研究所取得的進展。 骨髓含豐富的血管系統(tǒng)，它是骨髓造血功能維持的必要條件。因此了解它在各種生理和病理條件下的改變，對認識血液系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉歸無疑有著十分重要的意義。與其它臟器不同，骨髓位于硬性骨鞘內，因此，對它的研究存在一定的

2、特殊性。為了研究在各種生理和病理條件下骨髓微循環(huán)的改變，人們在研究方法上進行了多方面的探索，取得了許多新的進展。 1骨髓血管、血流的研究方法 1.1一般形態(tài)學和免疫組化 通過骨髓組織切片的一般形態(tài)學觀察，計算血竇面積，也可反映骨髓的血流狀況。 perez-Atayde等1在骨髓石蠟切片中，用抗因子相關抗原、 cD31和 cD34單抗的免疫組化的方法能清晰地顯示血管內皮細胞，因而可計算骨髓的血管數目。 1.2電鏡觀察 透射電鏡可觀察骨髓血管內皮細胞的細微結構；最近，有作者采用原位血管造型和掃描電鏡相結合的方法，可清楚地顯示血管和血竇的狀態(tài)。 1.3骨髓血流原位觀察 宋增璇等2建立了小鼠刮骨后原位

3、觀察骨髓的方法，用直射光在顯微鏡下放大70100倍，可觀察到骨干段髓腔全層，骨髓血管系統(tǒng)圖像較清晰。如在物鏡視野中安裝可變速的模擬血流裝置，可用同步法間接測量血流速度。 1.4骨髓血流放射性元素檢測法 1.4.1放射性微球法(radioactive microsphere)利用不溶性材料如炭化塑料制成直徑15微米左右的球形體，用同位素131 i、141 ce等標記。在血流經過的部位，微球僅在毛細血管內沉積，沉積的數目與器官的血流量成正比。 iversen等3用大鼠實驗，從頸總動脈插管入左心室注射微球；另一根導管從肱動脈插入，送至腋區(qū)，以便收集動脈血。從注射前30秒鐘開始收集，持續(xù)到注射結束后1

4、分鐘 止，然后活殺動物沖出骨髓，測定骨髓和動脈血的放射活性。按公式計算骨髓血流。 1.4.2正電子發(fā)射顯像術(positron emission tomography PET)4其原理：動物或人持續(xù)吸入含 c15O2的混合空氣， c15O2可在體內轉化成 h2O， h2O在骨髓內逐漸蓄積達到最高值然后減少。在濃度達到最高時于骨上方用正電子發(fā)射照像儀測定其放射活性，同時取橈動脈血測定放射活性。按公式計算骨髓血流。用這種方法測得正常人骨髓血流為10.0±3.0ml/100cm3· min-1。另外， semb等5利用131 i標記的碘安替比林（131 i ap）清除法測動物骨髓

5、血流， lahtinen等6用133 xe清除法測人骨髓的血流，原理與此相同。 1.5核磁共振成像（ mRI） Kang等7給健康成年狗一次靜脈注射 gadopentetete dimeglumine 0.2m mol/kg,14分鐘后在髖骨部位做核磁共振連續(xù)成像。將核磁共振所得的數據與微球法測得的血流相比，有得高的相關性，說明核磁共振成像對骨髓血流的測定是可信的。 1.6氧分壓傳感針間接測定骨髓血流法 最近，沈安華等8用氧分壓傳感針法間接測定骨髓血流。即將針炙針頭（直徑不超過0.4mm）鍍上高純度金，制成針狀電極，又稱傳感針，它與參比電極組成電解電池。將傳感針插入骨髓組織中，在傳感針上氧發(fā)生

6、還原反應產生電流，經轉化得到氧分壓的數值在顯示器上顯示出 來。氧分壓的變化間接反映出了骨髓血流的變化。這種方法靈敏度高，達1.5×1011 a/Pa，操作簡單，并能長期、實時、動態(tài)地監(jiān)測某一部位的氧分壓。該方法已用于動物骨髓血流的研究。 綜上所述，研究骨髓血管和血流的方法各有其特點，但也各有其限制，有的只適用于動物，有的需用核素，有的需要暴露血管，有的不能作動態(tài)觀察等。比較起來，新近發(fā)展的氧分壓傳感針法具有一定的優(yōu)越性，操作較簡便，結果較.準確，而且有可能用于臨床。 2血液疾患時骨髓血管、血流的改變 2.1急性白血病 Iversen等9采用放射性微球法觀察了大鼠急性粒細胞白血病時骨髓

7、血流的改變，發(fā)現接種白血病細胞后5小時骨髓血流有短暫的升高，然后逐漸減少，至25天左右降至最初的50，同時肝、脾的血流也減少。作者認為骨髓血流減少可能是由于白血病細胞大量增生壓迫血管所致，并指出白血病細胞對血供的需求低于正常骨髓。 petrakis等早年測量過急性淋巴細胞白血?。?aLL）和急性早幼粒細胞性白血?。?aPL）患者的骨髓內壓力，發(fā)現患者高于正常人10 20mmHg；這與 iversen等的觀察是一致的。但是對于急性白血病時骨髓血流的改變也有不一致的發(fā)現。 petrakis等1953年用放射性131 i清除法測量急性白血病患者骨髓的血流，發(fā)現高于正常人。這些觀察結果的差異與檢測方法

8、有關，或者與白血病發(fā)展的階段有關，尚未獲得滿意的解釋。        關于急性白血病時骨髓血管數目的改變， petez-Atayde等1采用免疫組化顯示骨髓血管內皮細胞方法，發(fā)現兒童 aLL骨髓血管數目明顯高于正常，完全緩解后血管的數目仍維持在較高的水平。 aguayo等10發(fā)現急性髓細胞白血?。?aML）患者有相同的表現。對于白血病時骨髓微血管數目增多的機理， fiedler等11證明人 cML時存在一個旁分泌環(huán)，即白血病細胞分泌血管內皮細胞生長因子（ vEGF），促使內皮細胞產生 gM cSF， gM cSF又

9、反作用于白血病細胞，促使其增殖。 katoh等12的發(fā)現也支持這一結論。 2.2骨髓慢性增生性疾患 lahtinen等13證明真性紅細胞增多癥時骨髓血流比正常人高。 lahtinen等6利用133 xe清除法研究了慢性粒細胞白血?。?cGL）、骨髓纖維化患者骨和骨髓的血流改變，發(fā)現這些疾患時骨和骨髓的血流都增加， martiat等4利用 pET技術也有類似發(fā)現，并同時發(fā)現慢性淋巴白血病、慢性溶血患者骨髓血流并不增加，因而他認為骨髓慢性增生性疾患時血流的增加與其細胞數無關，而與血管增生有關。這一點在骨髓切片中已經證實。 aguayo等10利用免疫組化的方法也發(fā)現 cML、 mDS患者骨髓微血管密

10、度（微血管的面積百分比）比正常人高。多發(fā)性骨髓瘤病人骨的微血管密度和血管通透性也比正常人高，這一點已經得到證實14，15。 2.3 G cSF和 epo應用對骨髓血流的影響 Iversen等16發(fā)現給健康成年大鼠皮下注射 rhG-CSF10 g/kg后骨髓的血流逐漸增高，到8小時達到最高，為對照的2倍。骨組織的血流不受注射的 rhG-CSF的影響。給大鼠皮下注射 epo1000 g/kg×3次，間隔6小時，骨髓血流也逐漸增加，72小時后增至正常時的2倍。這些實驗結果為臨床應用 epo和 g-CSF提供了某些參考。例如骨髓移植時可以用 epo和 g-CSF促使骨髓血流增加，從而有利于造

11、血細胞的種植。關于 epo和 g-CSF增加骨髓血流的原理， iversen等17認為這些細胞因子對骨髓的血管有直接的擴張作用，但其直接的聯系尚未發(fā)現。一氧化氮在這些細胞因子引起的血管擴張中可能起信使的作用。 2.4放療和化療對骨髓血管、血流的影響 Narayan等18給 c3H小鼠靜脈注射5-FU150mg/kg或分次全身照射8Gy，采用骨髓切片和掃描電鏡觀察發(fā)現，給予發(fā)現5-FU或全身照射后第5天骨髓細胞大量減少，靜脈竇明顯擴張，融合，推測可能是由于骨髓細胞數量減少，因而減少了對竇壁的壓力所致。到第21天，靜脈竇擴張消失，血管系統(tǒng)的體積恢復正常，僅靜脈竇的形態(tài)和大小變化不一致。這為臨床對白

12、血病的治療提供了有益的指導，即大劑量持續(xù)較長時間用藥與較短時間內用藥在骨髓內達到的有效藥物濃度是相當的，長時間用藥反而增加了化療的毒副作用。     3展望 如前所述，與其它臟器不同，骨髓位于硬性骨鞘內，因此其血管和血流也有其特殊性，研究方法也應有所不同。從目前的研究結果來看，動物白血病時隨著疾病的進展，骨髓血流逐漸減少。以此為依據， nooter等19采用先給白血病大鼠注射少量的環(huán)酰胺，再給予柔紅霉素的方法，明顯提高了柔紅霉素的療效，認為其機理可能是由于環(huán)磷酰胺使骨髓細胞減少，血流改善，局部組織酸度降低，因而提高了柔紅霉素的親脂性和對細胞的通透性。但對

13、人類白血病骨髓血管和血流的檢測結果，多認為血管增多，血流增加。因而，有作者提出，對白血病治療也可象實體瘤一樣，可通過抑制骨髓血管生長來抑制白血病細胞的生長。由此也可看出，有關生理和病理情況下骨髓血管和血流改變特性的研究，對指導臨床治療和提出新的治療對策都是有重要意義的。目前國內外對于骨髓血管和血流的研究尚未受到廣泛的重視，但我們相信，隨著現代分子生物學和生物傳感技術的發(fā)展，必將有更加敏感、更加簡便的測定骨髓血管和血流的方法問世，使人們對骨髓血管和血流與造血細胞增殖、生長和發(fā)育的關系有更深入的了解。 作者單位：300020，天津，中國醫(yī)學科學院中國協(xié)和醫(yī)科大學血液學研究所 參考文獻 1 pere

14、z-Atayde AR, sallan SE, Tedrow U, et al .Am J Pathol,1997;150(3):815 2宋增璇，姜學英，楊崇禮，中華血液學雜志，1980;1(1):44 3 iversen PO, Nicolaysen G, Benestad HB.Blood,1992;79:594 4 martiat A, Ferrant M, Cogneau A.Br J Haematol,1987;66:307 5 semb H, Malmo.Surg Gynecol Obster,1971;133:472 6 lahtinen R, Lahtinen T, Romp

15、panen T, et al.J Nuc Med,1982;23:218 7 kang YS,Tsukamoto H, McVeigh E. Radiology,1991;179(2):535 8沈安華，胡水熙，江琦.傳感世界，1996;7:26 9 iversen PO, Thing-Mortens B. Nicolaysen G.Leuk Res,1993;17:663        10 aguayo a, Kantarjian H,Talpaz M, et&n bsp;al .Blood,1998;

16、92(S1):607 a 11 fiedler W, Graeven U, ergun S, et al .Blood,1997;89(6):1870 12 katoh O, Tauchi H, kawaishi K,et al.Cancer Res,1995;55:5687 13 lahtinen R, Lahtinen t, Hyodynman S, Eur J Nucl Med,1983;3:19 14 moehler TM, Hawghors h, Max R, et al.Blood,1998;92(S1):99a 15 rajkumar SV, Fonseca r, Witzig TE, et al .Blood,19