CD34+干细胞与心功能关系的研究

高海英，曲 鹏

(1.大连医科大学 附属第二医院 综合一病房，辽宁 大连 116027；2.大连医科大学 附属第二医院 心内科，辽宁 大连 116027)

近十年来，中国急性心肌梗死的发病率一直呈明显上升趋势。为保护和增加具有收缩功能的心肌细胞，急性心肌梗死的治疗从药物、介入治疗发展至干细胞治疗。研究表明[1，2]，心肌梗死发生后，骨髓干细胞可经动员进入外周血归巢于心肌缺血组织，发挥其修复的作用。本研究以急性心肌梗死患者为研究对象，探讨心肌梗死后外周血单个核CD34+细胞(CD34-positive mononuclear cells,MNCCD34+对心功能的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象

2006年10月～2007年5月在大连医科大学附属第二医院心内科住院的急性心肌梗死患者共50人作为病例组，分为PCI组(n=28)和非PCI组(n=22)。病例组男性35例(70%)，女性15例(30%)，男女比例2.33∶1，平均年龄(64±10)岁；对照组10例(男7例，女3例)，平均年龄(63±10)岁。三组在性别，年龄上基本匹配(P>0.05)。入选标准：(1)符合中华医学会心血管病学分会制定的急性心肌梗死的诊断标准[3],AMI诊断必须至少具备下列3条标准中的2条：缺血性胸痛的临床病史；心电图的动态演变；心肌坏死的血清心肌标志物浓度的动态改变。 (2)年龄≤80岁。(3)无交流困难及精神障碍，并签署知情同意书。选择性别和年龄匹配的无冠心病10人作为对照组，要求年龄相差<5岁，对照组均签署知情同意书。

以下情况均剔除：合并脑卒中、严重的肝肾损害；恶性肿瘤和风湿性疾病患者；近期严重感染、高热以及应用炎症抑制药物如非甾体类抗炎药、类固醇及鸦片类药物等。

1.2 方 法

1.2.1 CD34+%的测定： PCI组及非PCI组患者均在心梗后第2、3、4、5、7、30、90、120 d进行肘静脉血采集。对照组患者在入院第2、3、4、5、7、30、90、120 d进行采集。所采集新鲜血标本在4 h之内经流式细胞仪(FACS Calibur,Becton-Dickinson)进行检测分析。

1.2.2 心功能评价：所有心肌梗死患者均于心肌梗死后第1个月及3个月进行超声心动图检查。采用美国超声心动图学会推荐的16节段法，对左心室室壁运动进行半定量分析。运动正常计1分，运动减弱计2分，运动消失计3分，矛盾运动计4分。左室壁运动积分指数(WMSI)=各节段室壁的积分之和/参与积分的室壁节段数。用Simpson法计算出左室射血分数(LVEF%)。用E/A比值测定左室舒张功能。

1.3 统计学方法

2 结 果

2.1 三组患者MNCCD34+百分率数量的变化

AMI患者(PCI组和非PCI组)MNCCD34+%在急性心肌梗死后第2～3天开始升高，在第3～7天持续升高，之后逐渐下降。第30天，MNCCD34+%仍高于第2天。在第90天时，基本回降至第2天水平。在第120天时，基本恢复正常水平。对照组无升降的变化规律(P<0.05)。见图1。对照组MNCCD34+为(0.30±0.12)，与PCI组(2.59±1.44)和非PCI组(1.91±0.64)相比，差异有显著性意义(P<0.05)。见表1。

2.2 PCI组及非PCI组MNCCD34+%与WSMI、EF、E/A的比较

AMI患者在心肌梗死后1个月，3个月行心脏彩超检查，结果发现：PCI组患者与非PCI组患者比较，在梗后1个月，LVEF%改善优于非PCI组，(P=0.011)；梗后3个月，PCI组患者LVEF%进一步改善(P=0.001)。而WMSI以及E/A比值在两组中比较差异无显著性意义(P>0.05)(表1)。

2.3 MNCCD34+%与心功能的相关性分析

PCI组及非PCI组在心梗后1个月及3个月，外周血CD34+干细胞水平与WMSI呈负相关(r=-0.724,P<0.01;r=-0.682,P<0.01)；与LVEF%呈正相关(r=0.681,P<0.01;r=0.588,P<0.01)；与E/A比值呈正相关(r=0.745,P<0.01;r=-0.769,P<0.01)。

图1 AMI患者与对照组MNCCD34+%变化特点

表1 PCI组与非PCI组MNCCD34+%及心功能的比较

Tab 1 The comparison of the percentage of MNCCD34+% Cells and the ventricular function between PCI group and non-PCI group

表1 PCI组与非PCI组MNCCD34+%及心功能的比较

WMSI:室壁运动积分指数；LVEF%：左室射血分数；E/A:舒张早期心室充盈速度最大值/舒张晚期心室充盈最大值

1)与非PCI组比较，P<0.05

MNCCD34+%WMSI梗死后1个月3个月LVEF(%)梗死后1个月3个月E/A梗死后1个月3个月PCI组2.59±1.441.84±0.49 1.66±0.47 45.14±3.551)48.36±4.891)0.77±0.66 0.79±0.06 非PCI组 1.91±0.642.07±0.53 1.85±0.51 42.39±3.93 42.39±4.30.75±0.06 0.76±0.06 P 0.0450.102 0.1770.011 0.0010.268 0.095

3 讨 论

外周造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSC)是一种具有多分化潜能和自我复制功能的早期未分化细胞，在特定的条件下可分化成为不同功能的细胞。当器官或组织受到损伤时，造血干细胞存在自我动员现象来修复损伤的器官。越来越多的证据表明[4，5]，AMI发生后，损伤局部存在炎症反应，可表达多种趋化因子如白细胞介素-8(IL-8)、单核细胞趋化蛋白(MCP-1)、基质细胞衍生因子(SDF-1)、肿瘤坏死因子(TNF)等。同时，血管内皮细胞多种粘附分子表达上调。AMI造成的这一系列微环境改变可能是干细胞归巢的始动因素，Helmuth[6]称之为“干细胞听到损伤组织的召唤”。归巢的干细胞可以通过参与血管新生，改善心脏功能[7]。部分学者认为，心功能改善是由于血管新生改善了心室的重构。而干细胞转化成为血管内皮细胞和平滑肌细胞，促进血管新生以及释放细胞因子调节血管舒缩功能的作用是确定和被广泛接受的[8]。

本实验结果显示，急性心肌梗死后CD34+干细胞明显升高，其表达百分率明显高于对照组；较高的CD34+干细胞表达有益于AMI后心肌功能的恢复。这与Leone AM等[8]研究的心肌梗死后骨髓干细胞动员与左室功能一致。本研究发现，无论是PCI组还是非PCI组，MNCCD34+%水平表达高者，其室壁运动增强;心肌收缩及舒张功能都得以改善，即外周血CD34+干细胞水平与心功能呈正相关。

虽然，CD34+干细胞是一种较强的改善血管内皮，促进血运重建的种子细胞，有利于减轻AMI后的心肌重构。但本研究可以看到，AMI后，外周血循环中的骨髓CD34+干细胞的数量较少，最高上限仅为17.60%。对梗死心肌组织的自我修复作用有限，心肌梗死后第1个月及3个月，LVEF仍<50%。如何促进CD34+细胞在AMI患者外周血的表达，促进其归巢，从而改善心脏收缩功能是目前干细胞研究的热点及方向，同时也是干细胞应用技术的瓶颈。目前已有干细胞治疗心肌梗死的Ⅱ期临床试验正在进行[9]。

损伤后修复是急性心肌梗死后机体的自我防御过程。在此过程中，骨髓动员干细胞入血，外周血干细胞增多。在一系列的趋化因子、生长因子以及粘附因子的作用下，外周血CD34+干细胞通过归巢、分化起到了对坏死组织的修复作用。但是由于局部坏死组织的血运，以及趋化因子、生长因子等诸多因素，使得心肌梗死后外周血管细胞的修复是不充分的。利用干细胞治疗心肌梗死已被证实是很有前途的治疗方法[10]。本研究证实，外周血干细胞有益于心肌功能改善。如何有效地利用心肌梗死后自身动员及修复机制来开辟新的治疗方法，值得临床工作中进一步探索。

参考文献：

[1] Turan RG,Brehm M,et al.factors fluencing spontaneous mobilization of CD34+and CD133+progenitor cells after myocardial infarction[J].Eur J Clin Invest,2007,37(11):842-851.

[2] Spevac k DM,Cavaleri S,et al.Increase in circulating bone marrow progenitor cells after myocardial infarction[J].Coron Artery Dis,2006,17(4):345-349.

[3] 中华医学会心血管病学分会，中华心血管病杂志编辑委员会，中国循环杂志编辑委员会.急性心肌梗死诊断和治疗指南[J].中华心血管病杂志，2001，29：710-725.

[4] M Rota.Sdf-1 axis and myocardial repair[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2010(11),299:H1307-H1308.

[5] Takahashi M,Li TS.Cytokines produced by bone marrow cells can contribute to functional improvement of the infracted heart by protecting cardiomyocytes from ischemic injury[J].Am J Physiol Heart Circ Phusiol,2006,291(2):H886-893.

[6] Helmuth L.Stem cells call lf injured tissur[J].Science,2000,290:1479-1481.

[7] Kajstura J,Rota M,et al.Bone marrow cells differentiate in cardiac cell lineages after infarction independently of cell fusion[J].Circ Res,2005,96:127-137.

[8] Leone AM,Rutella S.Mobilization of bone marrow-derived stem cells after myocardial infarction and left ventricular function[J].Eur Heart J,2005,26(12):1196-1204.

[9] 王伟民，刘健.心脏干细胞移植研究[J].中国医学论坛报，2005，31(15)：34.

[10] Muzammil M,Behazd N,et al.Cell therapy for heart disease to genetically modify or not,that is the question[J].Circ Res,2011,108:398-401.