3 小时间歇性骑行对造血干细胞和自然杀伤细胞影响的深度探究

《Stem Cell Research & Therapy》：Examining the effect of intermittent cycling throughout a 3-h period on peripheral blood concentrations of haemopoietic stem and progenitor cells and cytolytic natural killer cells

为解决外周血干细胞（PBSC）采集时缩短采集时间、获取足够造血干细胞（HSPCs）剂量的临床需求，研究人员开展了探究 3 小时内间歇性骑行对 HSPCs 和细胞溶解性自然杀伤（CD56dim NK）细胞影响的研究。结果显示，MIIE 和 HIIE 能持续动员免疫细胞，但 HSPCs 与休息组无显著差异，这为相关研究提供了方向。

　　在全球范围内，造血干细胞移植（HSCT）已成为治疗血液系统恶性肿瘤的重要手段，每年有超过 90,000 例移植手术。外周血干细胞（PBSC）捐赠是收集造血干细胞和祖细胞（HSPCs）的主要方式，但目前面临着诸多挑战。在自体捐赠中，约 40% 的供者在注射粒细胞集落刺激因子（G-CSF）后，HSPCs 剂量不理想（<2×10⁶/kg），导致移植效果不佳，治疗周期延长；而异基因捐赠虽然大多能达到临床所需的 HSPCs 剂量（>4×10⁶/kg），但采集的免疫移植物组成会影响感染、疾病复发和移植物抗宿主病（GvHD）等风险 。

为了改善这种状况，研究人员一直在探索新的方法。此前研究发现，运动可以快速动员 HSPCs 等免疫细胞进入外周血，但运动诱导的免疫细胞动员是短暂的，且在 PBSC 采集过程中（3 - 4 小时），持续运动的实用性有限。此外，高强度运动对部分供者来说可能不可行，而中等强度间歇运动（MIIE）或许是更好的选择。然而，目前尚不清楚在 3 小时内进行高强度间歇运动（HIIE）或 MIIE 能否维持 HSPCs 和其他免疫细胞的数量。

来自英国伯明翰大学的研究人员针对上述问题展开了深入研究。他们通过随机交叉试验设计，让 18 名成年人（9 名年轻人：22.7 ± 3.2 岁，9 名老年人：65.2 ± 12.9 岁）分别完成 3 次 3 小时的试验，包括 HIIE（9×2 分钟以 80 - 85% 最大心率（HR_max）骑行 / 9×18 分钟休息）、MIIE（9×4 分钟以 65 - 70% HR_max骑行 / 9×16 分钟休息）和 REST（180 分钟休息）。在试验过程中，研究人员对参与者的免疫细胞亚群进行了监测，并分析了相关指标。

研究人员用到的主要关键技术方法如下：一是采用随机交叉试验设计，让参与者分别进行不同运动方案和休息对照试验；二是运用流式细胞术（Flow cytometry），识别并分析全血中的 HSPCs 和 CD56^dim NK 细胞等免疫细胞；三是通过多次采集外周血样本，检测不同时间点的细胞浓度等数据。

下面介绍研究结果：

• 参与者特征：老年人（OA）和年轻人（YA）年龄差异显著，但在身体质量、身高、BMI 等方面无明显差异，仅 YA 的中等至剧烈身体活动（MVPA）水平更高。同时，试验期间参与者的生活习惯在不同试验间无显著变化。
• 生理反应：HIIE 和 MIIE 期间，参与者平均心率分别维持在 85.0±7.5% HR_max和 67.7±3.6% HR_max。HIIE 的峰值心率和自觉用力程度（RPE）更高，且年轻人在 MIIE 中的能量消耗大于老年人和 HIIE。此外，MIIE 和 HIIE 的依从性分别达到 100% 和 99.4%，参与者在 MIIE 和 HIIE 中分别有 95% 和 84% 的时间处于目标心率区间。
• 外周血细胞浓度变化：
  • HSPCs：MIIE 和 HIIE 后，外周血 HSPC 浓度峰值和平均浓度显著高于 REST，但三者的曲线下面积（AUC）和估计总细胞剂量无显著差异。按年龄分层后，仅 OA 在 MIIE 中的峰值 HSPCs 浓度高于 REST。
  • CD56^dim NK 细胞：MIIE 和 HIIE 的峰值和平均 CD56^dim NK 细胞浓度显著高于 REST，HIIE 的 AUC、平均浓度和估计总细胞剂量也显著高于 REST，MIIE 和 HIIE 的估计总细胞剂量显著高于 REST。按年龄分层后，OA 在 HIIE 中的平均浓度、AUC 和估计剂量显著高于 MIIE。
  • 淋巴细胞和单核细胞：MIIE 和 HIIE 中，总淋巴细胞、CD56^bright NK 细胞、T 细胞和单核细胞的峰值浓度显著高于 REST，淋巴细胞和单核细胞的估计细胞剂量也显著高于 REST。
  
  
• 主观可行性感知：参与者认为 MIIE 和 HIIE 不如 REST 愉快，HIIE 更困难，且在 HIIE 中口渴感更明显，但两组的饥饿感无差异，56% 的参与者更倾向于 MIIE。

研究结论和讨论部分表明，3 小时内的 HIIE 和 MIIE 能反复动员 HSPC 和 CD56^dim NK 细胞，但 HSPCs 与休息组相比无可靠差异。虽然 HSPCs 剂量在试验中未显示出显著差异，但其他免疫细胞的变化可能对移植后的免疫重建和临床结局产生重要影响。例如，CD56^dim NK 细胞数量与疾病复发风险和 GvHD 发生率相关，其在 HIIE 和 MIIE 中的增加可能具有临床意义。此外，研究还发现年龄对细胞反应影响不大，且 HIIE 和 MIIE 在 3 小时内具有较高的可行性。然而，本研究也存在一定局限性，如细胞剂量的估算方法、时间点的选择以及未测量部分免疫细胞亚群等。总体而言，该研究为探讨 PBSC 采集过程中运动的作用提供了重要依据，未来研究可进一步优化运动方案，为临床实践提供更有效的指导。该研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上，为该领域的发展做出了重要贡献。