干细胞治疗心脏病是一种成熟的临床治疗方法吗？

懒扎衣

千里之行,始于足下——骨髓干细胞修复梗死心肌在发展中前进

    浙江大学附属第二医院 浙江大学附属邵逸夫医院 王建安

    细胞移植修复梗死的心肌细胞是近年来国内外学者研究的焦点。从胚胎干细胞、平滑肌细胞、骨骼肌成肌细胞到骨髓干细胞(BMC),许多基础和初步临床研究显示,干细胞移植可以修复梗死心肌细胞,改善心功能。

    2001年,Orlic等首次在Nature上报告,BMC可以分化再生为心肌细胞。他们将增强型绿荧光蛋白(EGFP)转基因雄性小鼠的骨髓Lin-c-kit+细胞局部注射到雌性小鼠的心梗边缘区,术后第9天发现在梗死边缘区68%为新生的心肌细胞,这些表达EGFP和Y 染色体的细胞同时表达了MEF、GATA-4、Csx/Nkx2.5等心肌细胞转录因子以及肌凝蛋白、肌钙蛋白、α肌动蛋白和连接蛋白43(connexin-43)等心肌特异性蛋白。处于分裂期的心肌细胞体积较小,部分胞浆内有肌纤维,类似于胚胎心肌细胞或新生的心肌细胞,40%~50% Ki67或Brdu阳性的细胞(Ki67和Brdu可作为细胞增殖指标)同时表达EGFP,说明移植的BMC在心肌组织内分化为有增殖能力的心肌细胞。BMC参与构成新生的血管结构,细胞移植组LVEDP、LVDP、dP/dt等心功能指标显著改善。

    Kajstura在2005年再一次证明,BMC在心梗局部分化为心肌细胞和冠状血管。所有新生的心肌细胞表达GATA-4、Csx/Nkx2.5、MEF2C、α肌动蛋白、肌凝蛋白重链、肌钙蛋白I和结蛋白。细胞注射5天后,在新生心肌细胞内可检测到connexin-43和N-cadherin,在10天时更加明显。Brdu、Ki67和MCM5等增殖性标志的检出提示移植的BMC具有增殖能力。在心梗局部,BMC还表达内皮细胞转录因子、vWF、平滑肌细胞转录因子(GATA-6)和平滑肌α肌动蛋白,参与新生冠状小动脉和毛细血管结构,修复受损心肌。Kajstura等所证明的移植的BMC是分化为再生心肌,而不是发生细胞间的融合,给先前持不同意见的怀疑者以有力的实验基础和理论依据。

    我院从2001年开始采用骨髓间质干细胞同种异体间和异种间移植治疗急性心梗动物的实验,观察到注射到局部心梗边缘区的骨髓间质干细胞分化为新生的心肌细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞,表达特异性蛋白,参与修复梗死的心肌组织。我们对31例近期陈旧性心梗(心梗1~6月,PCI术后1个月以上)伴心功能不全的患者(对照组15例,细胞组16例)的随机对照研究显示出经皮冠脉内骨髓间质干细胞移植的疗效与安全性。随访6个月后患者血浆BNP水平下降,6分钟步行路程延长,LVEF增加,LVEDD下降,未发现有栓塞、炎症反应和致心律失常等不良事件。

    在已经完成发表的9项临床研究中,有8项取得满意的疗效(表1)。从Strauer通过冠脉注射骨髓单个核细胞治疗急性心梗开始,许多研究中心都在密切关注细胞移植的疗效与安全性。BOOST、TOPCARE-AMI、MAGIC等研究均为经冠脉内BMC移植,术后6~12个月的随访结果显示,患者心功能指标显著提高,运动耐量增加,心肌灌注改善,且并不增加负性临床事件,包括致心律失常和支架内再狭窄等。Kuethe等研究的阴性结果可能与入选对象为大面积急性心梗患者、小样本研究(5例)和细胞移植数量(仅为TOPCARE-AMI研究的1/4)等因素有关。

    采用不同的细胞移植途径,包括CABG时经心外膜直接注射和采用NOGA系统经心内膜注射,同样显示细胞移植有助于改善慢性缺血性心肌病患者的心功能,且安全可行。POZNAN研究采用TransAccess系统在血管内超声引导下经冠状静脉窦行细胞移植,术后患者NYHA心功能改善,为细胞移植开辟了新的途径。

    临床上细胞移植的疗效和安全性的关键主要在于移植细胞类型的选择。最早的临床研究是在CABG患者中局部注射自身骨骼肌成肌细胞,3个月后患者LVEF增加了18%,超声心动图显示细胞移植组局部室壁运动增强,PET检查可看到梗死区心肌灌注改善。虽然有学者报告成肌细胞移植后出现非持续性室速,但通过药物可得到控制。

    真理是在不断发展中完善的,在细胞移植修复梗死心肌上也是如此。我们只有通过不断研究探索,才能更加客观、科学地评价细胞治疗。我们今天的探讨目的也在于进一步完善细胞移植在心血管病中的应用。



    点 评

    高润霖教授:

    目前,在心血管领域,对急性心梗病人尽管治疗进展很多,但继发于心梗后心室重构导致的充血性心衰的治疗,仍然是当今医疗界的主要难题之一。现有的医疗方法没有办法解决,而干细胞移植给我们提供了一个非常诱人的前景。

    首先,基础医学创造了条件,提供了比较可靠的依据,也提供了一个相对成熟的技术平台,使临床医生能尝试用干细胞来治疗晚期心脏病病人,修复坏死的心肌。初步的临床试验结果证实,患者EF可增加5%~10%。可见,干细胞移植一定要往前走,但是需谨慎地向前走。

    干细胞移植也应该按照新药上市前后必要的程序走。由于目前国际上文献报道的病例才200例左右,因此干细胞移植治疗心脏病的研究属于临床试验阶段,必须在临床试验中进一步证实它的有效性和安全性,如验证在动物实验或小部分病例中出现的不良反应(增殖、血栓形成、钙化、心律失常等)是否会在大规模临床试验中出现等。

    我国医务工作者一定要对此进行多中心随机化研究,严格按照干细胞分离的标准化条件,遵循规范化的治疗方案和评价目标,按照新药上市前后必要的程序走,这样才能真正提高我国干细胞的研究水平。

    总之,干细胞治疗心脏病前途光明,只是目前还处于临床试验阶段,还未进入到新药上市后的临床广泛应用中,有许多问题亟待阐明,我们应该科学理性地对待这一新兴事物。