干细胞治疗心脏疾患研究进展

瞿海龙，麻月云，边剑飞

（1. 河北大学附属医院急诊科，河北 保定 071000；2. 保定市妇幼保健院，河北 保定 071000）

干细胞治疗心脏疾患研究进展

瞿海龙1，麻月云2，边剑飞1

（1. 河北大学附属医院急诊科，河北 保定 071000；2. 保定市妇幼保健院，河北 保定 071000）

随着再生医学研究的深入，干细胞移植已用于临床实验。目前成骨骼肌细胞、骨髓源性干细胞、间充质干细胞和心肌固有干细胞已应用于心肌再生治疗。其中C-kit阳性心肌干细胞移植，不仅对收缩性心力衰竭有明确疗效，而且从长远来看，无明显不良事件发生。现就与心肌再生相关细胞作一综述，阐述何类细胞更适于心脏疾患的治疗。

再生医学；干细胞；心肌梗死

既往观点认为，成体干细胞存在于心脏之外的多个器官，而且也有众多实验显示这些干细胞可用于治疗心脏疾患。其中成骨骼肌细胞、骨髓源性细胞成为研究的重点。长期以来心脏被看作一终末分化器官，心肌为不可再生细胞。然而在2003年，心肌固有干细胞在心肌组织中被发现，而且随后的研究显示，这些细胞在生理和病理条件下，能够实现持续的心肌再生[1-2]。这一发现不仅推翻了心肌细胞不可再生的观点，而且为治疗心脏疾患带来又一曙光。

1 成骨骼肌细胞

成骨骼肌细胞是从肌肉组织中提取的未分化细胞，尽管此类细胞不能分化为心肌细胞，然而其致瘤性低、在缺血性心肌组织中具有相对耐受性，在2001年就已用于临床实验。有研究[3]显示，此类细胞自体移植后，可提高心室的收缩功能、抑制左心室重构，改善心力衰竭患者临床症状。同时成骨骼肌细胞还可产生和分泌多种细胞因子，抑制心肌细胞外间质的断裂。

然而成骨骼肌细胞移植到心脏后，不能与其周围心肌形成电机械偶联，心脏的收缩舒张缺乏统一协调性，致使接受此类细胞治疗的患者发生难治性室速。有一项随机双盲实验，在对患者实施成骨骼肌细胞移植之前，对所有患者安置植入型心律转复除颤器，防止室速的发生，然而其研究结果并未发现此类细胞有改善心功能的疗效[4]。

2 骨髓源性干细胞

随着对C-kit阳性骨髓细胞再生心肌的研究深入，临床上将骨髓造血干细胞用于治疗心脏疾患。到2006年，已有百余例患者接受此类细胞治疗[5]。与成骨骼肌细胞不同，骨髓源性干细胞无需体外培养，而且可在心脏疾患的急性阶段进行应用。

近期一项治疗急性和慢性缺血性心力衰竭的荟萃分析，将36个随机对照试验和14项队列研究纳入统计范围，其中对照组1 165人，治疗组1 460人，骨髓源性干细胞移植数量从200万到60亿不等，观察期限为6个月。其结果显示与对照组相比，治疗组左室射血分数平均提高3.96%，尤其是对治疗前左室射血分数低于43%的患者，其左室收缩功能改善更为明显[6]。该分析显示，要取得有益的效果，细胞移植数量至少在4 000万以上。同时此项分析表明，骨髓源性干细胞移植可降低患者的病死率，减少心肌梗死的再发，且并不增加室性心律失常的发生。

然而该分析纳入的每项实验样本数量少，且观察期限较短。为了克服这些局限，2012年由欧洲11个国家发起一项BAMI实验，该研究为开放随机对照实验，以急性心肌梗死患者作为研究对象，通过冠脉途径移植自体骨髓单个核细胞，监测患者的心功能和病死率。该实验将纳入3 000名患者，随访3年，预计2017年结束研究。相信不久将来，骨髓源性干细胞治疗心脏疾患的利弊将有明确循证医学的判断。

3 间充质干细胞

间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）能够分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、心肌细胞等，在体外培养具有贴壁生长的特性，易于分离获取。由于MSCs具有向血管内皮细胞和心肌细胞方向分化的特性，早在2004年就将其用于治疗心血管疾患的临床研究[7]。目前许多研究将其用于治疗急性和慢性缺血性心力衰竭，结果显示，MSCs移植可缓解心力衰竭患者临床症状，改善心功能，且短期内无不良事件发生。

MSCs表面缺乏主要组织相容性抗原（major histocompatibility complex，MHC）Ⅱ类分子，当其进入体内后，可产生免疫耐受，进而可逃避机体的免疫攻击，这使同种异体MSCs移植成为可能。Hare等[8]将同种异体MSCs经静脉途径移植到急性心肌梗死患者体内，结果显示患者心功能改善、心律失常发生率减少。该研究小组在随后的研究中发现，将自体或异体MSCs经导管注射到缺血性心力衰竭患者的心内膜，其效果与静脉输注方法无显著性差异[9]。

MSCs实现心肌再生的机制，目前认为一方面其自身具有向心肌细胞分化的特点，另一方面其旁分泌效应具有重要意义。MSCs可分泌多种细胞因子，这些因子可刺激C-kit阳性的心肌固有干细胞，实现心肌的修复。

4 心肌固有干细胞

心肌固有干细胞（cardiac stem cells，CSCs）为C-kit阳性干细胞，存在于心肌组织内，能够再生心肌细胞，维持心脏的稳态。有动物实验表明，将人CSCs注射到心肌梗死大鼠的梗死心肌边缘，可实现心肌组织的再生，促进心功能改善[10]。2009年，CSCs首次用于临床实验，研究对象为心肌梗死后行冠脉搭桥手术患者。在手术时，切除患者右心耳，用于体外提取和培养CSCs。4个月后对于术后射血分数低于40%的患者，经球囊导管注入200万个自体CSCs，20例患者成功实施细胞移植。一年后该组患者的射血分数由30%提高到38%，2年后提高到42%，经核磁心肌显像梗死范围缩小，临床症状得到改善[11]。

在另一项临床实验中，将17例心肌梗死后2～4周的患者纳入研究对象，通过心内膜活检获取心肌组织，在体外培养CSCs。1～2个月后，将2 500万个CSCs移植到梗死的冠脉血管内。分别在6个月、12个月时进行核磁显像检查。其结果显示，与对照组相比，治疗组患者心肌梗死面积明显减少，12个月时改变更明显。左室射血分数与对照组比较无明显差异，但移植组并未发生明显不良反应[12]。

5 细胞治疗的最佳目标

自体干细胞移植无免疫学和伦理学问题，而且经济实惠，如移植途径简便，还可重复治疗，在临床中具有广泛的应用前景，然而如何实现细胞治疗的最佳治疗呢？

首先，关于移植对象的问题。患者病情越严重，从细胞移植中获取的利益越大。如果左室射血分数只是中度下降，这类患者并不能从细胞移植中获益。而对于移植技术尚未成熟的机构，不适宜将细胞治疗作为最初的治疗手段。

其次，关于移植时机的问题。有研究显示心肌梗死后5 d以上进行细胞移植比早期应用具有更好的临床疗效[5]。其原因为心肌梗死早期，梗死心肌局部环境不适宜外源性细胞的存活。随着急诊医学的发展，众多急性心肌梗死患者能够得到较好的治疗，无论是急性溶栓还是急诊介入治疗，都能使患者平稳度过急性期。然而对梗死后心衰却缺乏特异性治疗，此时应用干细胞移植，不仅使细胞在体外有扩增时间，而且梗死心肌炎性反应减弱，无疑具有更好的效果。

第三，关于移植途径的问题。对于需心外科手术治疗的患者，手术时将干细胞直接注射到心肌组织内是最理想的移植途径。然而如需对患者进行重复治疗，此方式显然不现实。有实验对心导管冠脉输注和心肌内注射进行分析比较，结果显示，将CSCs经冠脉途径输注，其在心脏内分布均匀，比心肌内注射临床效果更明显[13]。经心导管冠脉输注具有创伤小、可重复性强的特点，是临床首选的治疗途径。

第四，哪类细胞更适于临床应用。安全问题是临床首先需要考虑的，成骨骼肌细胞可造成致命性室性心律失常，显然并非理想选择。骨髓源性干细胞取材方便，无需体外培养，可用于心脏疾患的急性期治疗。然而此类细胞成分复杂，在体内有形成肿瘤、促进肿瘤转移的可能[14]。MSCs具有体外易培养、无免疫原性的特点，且可向心肌细胞分化，是较为理想的移植细胞，有研究显示此类细胞有加重血管内再狭窄的可能[15]，应用时仍需谨慎。CSCs虽目前临床实验结果较少，但其为心脏组织所固有，在体内必然分化为心肌组织，其安全性可靠。但CSCs需有创获得，且体外培养时间较长，要得到临床广泛应用，仍有一定困难。

总之，干细胞移植治疗心脏疾患已取得令人鼓舞的临床疗效，相信不久的将来其必然会成为治疗心血管疾病的有效手段。

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（责任编辑：刘俊华）

Advances on stem cells in the treatment of cardiac diseases

JU Hailong1, MA Yueyun2, BIAN Jianfei1
(1. Emergency Department, Affiliated Hospital of Hebei University, Baoding 071000, China; 2. Maternal and Child Care Service Centre of Baoding, Baoding 071000, China)

Various researches on regenerative medicine were carried out experimentally, and selected modalities have been introduced to the clinical arena. So far skeletal myoblasts, bone marrow-derived cells, mesenchymal stromal cells, and resident cardiac cells have been applied for therapeutic myocardial regeneration. Among them, autologous transplantation of c-kit-positive cardiac stem cells in congestive heart failure patients resulted in an outstanding outcome, with long-lasting beneficial effects without major adverse events. By reviewing these clinical trials, an endeavor was made to seek for an ideal cellular therapy for cardiovascular diseases.

regenerative medicine; stem cells; myocardical infarction

R542.2

A

1674-490X(2014)05-0055-04

2014-07-20

瞿海龙（1976—），男，河北涞水人，副主任医师，硕士，主要从事急救医学。E-mail: hailongju1976@sohu.com