骨髓干细胞动员结合冠状动脉介入在慢性缺血性心脏病患者中的疗效观察

郭士遵 王宁夫 叶显华 周亮 潘浩 李虹 童国新

骨髓干细胞动员结合冠状动脉介入在慢性缺血性心脏病患者中的疗效观察

郭士遵 王宁夫 叶显华 周亮 潘浩 李虹 童国新

目的 探究骨髓干细胞动员结合冠状动脉介入（PCI）治疗对慢性缺血性心脏病患者心功能的影响及其安全性。 方法 收集41例合并有粒细胞减少的慢性缺血性心脏病患者。随机将患者分入对照组和粒细胞集落刺激因子（G-CSF）组。在规范药物治疗和成功进行PCI治疗基础上，G-CSF组接受G-CSF皮下注射。住院及随访期间进行血液学检查、超声心动图检查并进行6min步行试验。 结果 治疗前两组基线资料、冠状动脉造影以及PCI相关参数差异均无统计学意义（均P＞0.05）。在6个月随访时，两组患者缺血节段室壁增厚率、LVEF均较治疗前增加，而Tei指数较治疗前降低（均P＜0.05）；两组室壁运动评分指数均在随访时得到改善，但与治疗前比较差异无统计学意义，随访变化值差异亦无统计学意义（均P＞0.05）。6个月随访时两组LVEDV、Tei指数差异有统计学意义，随访变化值差异亦有统计学意义（均P＜0.05）。两组患者6min步行距离的随访变化值无统计学意义(P＞0.05)。住院及随访期间两组患者均未出现严重不良心脏事件。 结论 对慢性缺血性心脏病患者在成功地进行PCI治疗后利用G-CSF进行干细胞动员是安全的，对心功能的改善有一定的积极作用。

慢性缺血性心脏病 粒细胞集落刺激因子 冠状动脉介入治疗 超声心动图 干细胞 6min步行试验

慢性缺血性心脏病是一种以心室重构为特征的渐进性疾病，尽管血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）或血管紧张素受体阻断剂（ARB）和β受体阻滞剂的应用已被证实对该病理过程有一定的阻断或逆转作用，但仍不能防止心力衰竭的发生。骨髓中存在多种类型的祖细胞，其中一些祖细胞可以修复血管或者分化成内皮细胞、平滑肌细胞以及心肌细胞等功能细胞[1-2]。因此，对于慢性缺血性心脏病患者应用粒细胞集落刺激因子（G-CSF）进行骨髓干细胞动员成为一种充满希望的治疗方法，引起了广泛的关注。近年来针对这一治疗方法的安全性和有效性进行了一些基础实验和临床研究，但各研究结果对于其总体获益并未达成一致[3-5]。因为这一尝试的获益尚未得到大规模随机对照临床试验的支持，出于伦理学的考虑以及实际操作中患者的参与意愿，我们选择了伴有粒细胞减少的慢性缺血性心脏病患者，观察在成功的冠状动脉介入（PCI）治疗后皮下注射G-CSF的安全性及疗效，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选择2007-06—2009-04在我院被确诊为慢性缺血性心脏病的住院患者41例，其中男27例，女14例，年龄45～79（67.3±6.7）岁。均通过冠状动脉造影被诊断为多支血管病变并分次在主要病变血管内置入药物涂层支架。纳入标准：超声心动图及左心室造影证实左心室射血分数（LVEF）≤49%；冠状动脉造影证实多支血管存在严重狭窄或闭塞并经PCI在主要病变血管内置入支架，重建血运且无相关并发症；至少1次血常规检查中性粒细胞计数＜2.0×109/L或既往有

粒细胞减少病史；同意入选并签署知情同意书。排除标准：年龄＞80岁；入选前6个月内曾发生急性心肌梗死；已安装起搏器者；对G-CSF不耐受；不能行走的残障者；生命预期值＜1年者。

1.2 方法

1.2.1 分组及治疗方法 PCI治疗后，对符合入选条件的患者采用抽取密封信封的方法随机分为对照组和G-CSF组。两组患者基线资料（表1）、冠状动脉造影及PCI相关参数（表2）、血液相关检测指标（表3）的差异均无统计学意义（均P＞0.05）。所有患者在住院及随访期间均根据指南接受冠心病的规范药物治疗。GCSF组另接受G-CSF（商品名：瑞白，山东齐鲁制药有限公司生产，l00μg：0.6ml/支）皮下注射，剂量为10 μg/ kg，1次/d，连续注射7d。G-CSF注射起始的时间为最后一次PCI术后的3～5d。本研究得到本院伦理委员会审查并批准，所有患者在了解研究目的及可能后果的情况下签署知情同意书。

表1 两组患者基线资料的比较

表2 两组患者冠状动脉造影以及PCI术相关参数的比较

1.2.2 检查方法 在基线水平及6个月时由经验丰富的超声医师使用Philips iE 33超声心动图仪对患者进行检查。根据美国超声心动图协会标准[6]，记录测量4个标准切面（胸骨旁长轴切面、胸骨旁短轴切面、心尖4腔切面以及心尖2腔切面）。采用16节段分法对室壁运动进行评分[7]，1分为运动正常，2分为运动减弱，3分为无运动，4分为反常运动及室壁瘤形成，室壁运动评分指数（WMSI）由各节段室壁运动评分之和除以总节段数（16）获得。测量室壁运动异常最严重节段舒张末期和收缩末期的室壁厚度，室壁增厚率（WT）=（收缩末期厚度-舒张末期厚度）/舒张末期厚度。采用Simpson法测量计算左心室舒张末期容积（LVEDV）及LVEF。在心尖4腔心切面将脉冲波多普勒（PW）取样容积置于左心室二尖瓣口测量等容收缩时间（ICT）和等容舒张时间（IRT），将取样容积置于左心室流出道测量射血时间（ET），根据公式（ICT+IRT）/ET计算Tei指数。

1.2.3 随访 所有患者出院后均通过电话随访，定期询问有无与心力衰竭、心绞痛、冠状动脉事件或心律失常有关的主诉或体征。出院后6个月时患者来院进行临床检查及评估，包括生化指标、超声心动图和6min步行试验。

1.3 统计学处理 采用SPSS13.0统计软件，计量资料以表示，两组比较采用独立样本t检验，多组比较采用Bonferroni校正的方差分析。计数资料比较采用χ2检验或Fisher精确检验。

2 结果

2.1 两组治疗前后血液相关检测指标的比较 见表3。

由表3可见，在G-CSF组，CD34＋/CD133＋和中性粒细胞计数均在治疗后7d内逐渐上升，与对照组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），在治疗后第30天随访时上述指标回落至基线水平，而对照组上述细胞计数差异均无统计学意义（均P＞0.05）。两组血小板计数均有轻微的上升趋势，但与治疗前比较差异无统计学意义（均P＞0.05）。hs-CRP和IL-6的变化在两组间差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表3 两组治疗前后血液相关检测指标的变化和比较

2.2 两组患者临床随访指标的比较

2.2.1 两组患者超声心动图指标的比较 见表4。

表4 两组患者超声心动图指标的比较

由表4可见，在6个月随访时，两组患者缺血节段室壁增厚率、LVEF均较治疗前增加，但Tei指数较治疗前降低（均P＜0.05）；两组室壁运动评分指数均在随访时得到改善，但与治疗前比较差异无统计学意义，随访变化值差异亦无统计学意义（均P＞0.05）。6个月随访时两组LVEDV、Tei指数差异有统计学意义，随访变化值差异亦有统计学意义（均P＜0.05）。

2.2.2 两组患者6min步行试验的比较 见表5。

表5 两组患者6min步行试验的比较（m）

由表5可见，两组患者在随访时6min步行距离均较治疗前得到改善（均P＜0.05）。但随访变化值差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.3 两组患者不良反应的比较 G-CSF组骨骼肌肉疼痛6例，发热7例，头痛2例，恶心3例，出汗1例，皮疹3例，对照组分别为0、1、3、1、0、1例，两组患者不良反应发生率比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。住院及随访期间，两组患者均未出现严重不良心脏事件或死亡。

3 讨论

G-CSF是一种强效的造血细胞因子，能够促进粒细胞的生成，并可动员粒细胞、干细胞以及祖细胞从骨髓进入血液循环[8-9]。使用G-CSF进行骨髓干细胞动员是一种相对无创的方法，且干细胞对其有一个较长的反应时相，所以最近这一方法引起人们特别的关注。有观点提出在急性或慢性缺血的心肌组织内会产生和分泌一些细胞因子，这些细胞因子能够促使干细胞进入心肌组织，并且促进干细胞的表达，从而促使心肌细胞的再生、改善心肌功能和血流灌注。到目前为止，临床上已有多项研究证实在急性心肌梗死后利用G-CSF进行骨髓干细胞动员可以改善患者的心功能和近期预后[10]。关于骨髓干细胞动员在慢性心肌缺血患者中的效果，虽然已有数个临床研究的结果被发表[11-16]，但这些小样本的临床试验发现其对左心室重构和心功能的影响是中性的[3，5，17-18]。

在本研究中，我们选取合并有粒细胞减少症的慢性缺血性心脏病患者，探讨在成功的PCI治疗之后皮下注射G-CSF对心脏重构及心脏功能的影响及其安全性。连续7d应用G-CSF后，外周循环中的CD34＋/ CD133+数目和中性粒细胞数目明显增加，在30d后回落至基线水平，而血小板计数未见有显著增加。尽管我们纳入研究的为合并粒细胞减少症的患者，但参照其他研究报道的结果[11-12]，与粒细胞正常人群相比，本研究中合并粒细胞减少症的患者对相同剂量相同疗程的G-CSF有相似的反应性。

在本研究中我们主要通过超声心动图检查来评价G-CSF动员疗法对心脏局部和整体功能的影响。在6个月随访时，无论对照组还是G-CSF组患者的心功能均获得一定程度的改善。与基线水平比较，尽管两组患者的室壁运动评分指数和LVEDV并没有显著性的变化，但两组患者的严重室壁运动异常节段的增厚率、LVEF以及Tei指数均有显著改善。对上述指标的随访变化值进行组间比较，只有LVEDV和Tei指数的6个月随访变化值具有统计学差异，G-CSF组的改善程度优于对照组。

根据上述超声心动图的指标变化，我们认为两组患者心功能改善的主要原因是成功的PCI术，因为成功的PCI术可使心肌血液供应明显增加，从而使PCI术前处于冬眠状态的心肌收缩功能得到明显改善。综合分析本研究客观指标，目前我们尚无强有力的证据做出G-CSF治疗可改善心功能的结论，这与其他一些临床研究的发现是一致的[3,4,17-19]。但是，在我们的研究中确实发现G-CSF组患者的LVEDV和Tei指数的随访变化值较对照组更显著，故推测G-CSF治疗对慢性缺血性心脏病患者心功能可能有一定的积极影响。

在本研究中，所有患者的临床症状和生活质量得到改善，主要表现在6min步行距离的增加。但两组行走距离的随访变化值并无统计学差异。这提示导致患者生活质量得到改善的原因是成功的PCI术而非GCSF的应用。

尽管G-CSF组的一些患者在接受G-CSF皮下注射的几天内有骨骼肌肉疼痛和发热等不适主诉，但直至随访结束时尚没有患者出现严重的心脏不良事件或其他严重不良反应。在6个月随访冠状动脉造影时两组中有相同例数的患者出现对前向血流无影响的支架内再狭窄，均再次接受了PCI术。根据本研究的观察，在慢性缺血性心脏病患者中应用G-CSF有良好的安全性，这与其他一些研究的结果是一致的[17-19]。

对慢性缺血性心脏病患者在成功地进行PCI治疗后利用G-CSF进行干细胞动员是安全的，对心功能可能有一定的积极影响。但本研究结果尚需要随访时间更长的大样本随机双盲试验来进一步证实。

[1] Kucia M,Reca R,Jala VR,et al.Bone marrow as a home of heterogenous populations ofnonhematopoietic stem cells[J].Leukemia,2005,19:1118-1127.

[2] Orlic D,Hill J M,Arai A E.Stem cells for myocardial regeneration [J].Circ Res,2002,91:1092-1102.

[3] Jason C K,Peter M,MichaelP F,et al.Safety and efficacy of consecutive cycles of granulocyte-colony stimulating factor,and an intracoronary CD133+cell infusion in patients with chronic refractory ischemic heart disease:The G-CSF in Angina patients with IHD to stimulate Neovascularization (GAIN I)trial[J].Am Heart J, 2008,156:954-963.

[4] Jens K,Rasmus S R,Yongzhong W,et al.Myocardialregeneration induced by granulocyte-colony-stimulating factor mobilization of stem cells in patients with acute or chronic ischaemic heart disease:a non-invasive alternative for clinical stem cell therapy[J]? European Heart Journal,2006,27:2748-2754.

[5]Jonathan MH,Mushabbar AS,Andrew E A,et al.Outcomes and Risks of Granulocyte Colony-Stimulating Factor in Patients With CoronaryArteryDisease[J].J Am CollCardiol,2005,46:1643-1648.

[6] Schachinger V,Erbs S,Elsasser A,et al,for the REPAIR-AMI Investigators.Intracoronary bone marrow-derived progenitor cells in acute myocardial infarction[J].N Engl J Med,2006,355:1210-1221.

[7] Barnett D,Granger V,Kraan J,et al.DK34 Task Force of the European Working Group of ClinicalCellAnalysis(EWGCCA).Reduction of intra-and interlaboratory variation in CD34+stem cellenumeration using stable test material,standard protocols and targeted training[J].Br J Haematol,2000,108:784-792.

[8] AnderliniP,Donato M,Chan KW,et al.Allogeneic blood progenitor cell collection in normal donors after mobilization with filgrastim:the M.D.Anderson Cancer Center experience[J].Transfusion, 1999,39:555-560.

[9] Johnsen H E.Clinical practice and future needs in recombinant human granulocyte colony-stimulating factor treatment:a review of randomized trials in clinical haemato-oncology[J].J Int Med Res,2001,29:87-99.

[10]郭士遵,徐坚,王宁夫,等.急性心肌梗死患者PCI术后骨髓干细胞动员疗效观察[J].浙江医学,2011,33(10):1429-1432.

[12] Suarez de LJ,Torres A,Herrera I,et al.Effects of stem-cellmobilization with recombinant human granulocyte colony stimulating factor in patients with percutaneously revascularized acute anterior myocardialinfarction[J].Rev Esp Cardiol,2005,58:253-261.

[13] Kuethe F,Figulla H R,Herzau M,et al.Treatment with granulocyte colony-stimulating factor for mobilization of bone marrow cells in patients with acute myocardialinfarction[J].Am Heart J, 2005,150:115.

[14] Valgimigli M,Rigolin G M,Cittanti C,et al.Use of granulocyte-colony stimulating factor during acute myocardial infarction to enhance bone marrow stem cell mobilization in humans: clinicaland angiographic safety profile[J].Eur Heart J,2005,26: 1838-1845.

[15] Ince H,Petzsch M,Kleine H D,et al.Preservation from left ventricular remodeling by front-integrated revascularization and stem cell liberation in evolving acute myocardial infarction by use of granulocyte-colony-stimulating factor(FIRSTLINE-AMI) [J].Circulation,2005,112:3097-3106.

[16] Ince H,Petzsch M,Kleine H D,et al.Prevention of left ventricular remodeling with granulocyte colony-stimulating factor after acute myocardialinfarction:final1-year results ofthe Front-Integrated Revascularization and Stem Cell Liberation in Evolving Acute Myocardial Infarction by Granulocyte Colony-Stimulating Factor(FIRSTLINE-AMI)Trial[J].Circulation,2005,112:173-180.

[17] Joerg H,Ralf L,Christopher H,et al.Effects of Granulocyte Colony Stimulating Factor on Functional Activities of Endothelial Progenitor Cells in Patients With Chronic Ischemic Heart Disease [J].Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol,2006,26:2238-2243.

[18]HiroshiHasegawa,HiroyukiTakano,Koji Iwanaga,et al.Cardioprotective Effects of Granulocyte Colony-Stimulating Factor in Swine With Chronic MyocardialIschemia[J].J Am CollCardiol, 2006,47（4）:842-849.

[19]Jens K,Rasmus S R,Yongzhong W,et al.Myocardialregeneration induced by granulocyte-colony-stimulating factor mobilization of stem cells in patients with acute or chronic ischaemic heart disease:a non-invasive alternative for clinical stem cell therapy[J]?European Heart Journal,2006,27:2748-2754.

Mobilization of bone marrow stem cells by G-CSF in patients with chronic ischemic heart disease after revascularization

GUO Shizun, WANG Ningfu,YE Xianhua,et al.
Department of Cardiology,Hangzhou First People's Hospital,Hangzhou 310006,China

Chronic ischemic heart disease Granulocyte colony-stimulating factor Percutaneous coronary intervention Angiography Echocardiography stem cell6 minutes walk test

2013-09-18）

（本文编辑：马雯娜）

杭州市科学技术局重点专科专病基金资助项目（20080333Q04）

310006 杭州市第一人民医院心内科

郭士遵，E-mail:eagle_sd@163.com

【 Abstract】 Objective To evaluate the efficacy of bone marrow stem cell mobilization by G-CSF in patients with chronic ischemic heart disease(CIHD)after revascularization. Methods Forty one patients with CIHD and granulopenia who had successful fractional Percutaneous coronary intervention(PCI)were included in the study.Patients were randomized into G-CSF group(G-CSF10μg/kg for 7d)and control group(no G-CSF was given).Patients were followed up for 6 months. Results Demographics,clinical characteristics,and parameter of CAG and PCI were homogeneous between two groups(P＞0.05).The wall thickening in severe impaired segment,LVEF,and Tei index in both group were significantly improved 6 months after treatment（P＜0.05）；while there were no significant differences in MWSI and LVEDV of both groups before and after treatment(P＞0.05). There were significant differences in changes ofLVEDVand Tei index between two groups(P＜0.05),but the changes of distance in 6 min walk test before and after treatment showed no difference between two groups(P＞0.05).No severe adverse events occurred in both groups in 6-month follow up.Conclusion Mobilization of bone marrow stem cells by G-CSF seems to be beneficialfor cardiac function in patients with CIHD after successfulfractionalPCI.