脐血干细胞移植治疗缺血性心脏病的临床研究

杨华强，李红，李玉玲，覃骏，鲍红霞，吕晓娟，王家宁，肖俊会

论著·临床

脐血干细胞移植治疗缺血性心脏病的临床研究

杨华强，李红，李玉玲，覃骏，鲍红霞，吕晓娟，王家宁，肖俊会

目的观察脐血干细胞移植治疗缺血性心脏病的临床疗效和安全性。方法30例伴有冠状动脉多支病变经一般药物治疗效果欠佳、不适合行介入治疗和冠状动脉搭桥手术的缺血性心脏病患者，采用人脐血干细胞经冠状动脉造影介入移植治疗。脐血干细胞治疗前、术后3月及6月分别采用超声心动图评价心功能，行SF-36健康量表评价生活质量，并观察患者临床症状及体征的改善情况及不良反应。结果脐血干细胞治疗后1周26例患者的临床症状明显改善，术后3月及6月左室舒张末容量和左室收缩末容量均较术前显著减小，左室射血分数较术前显著提高(P<0.05，P<0.01)。SF-36健康量表评分治疗术后3个月、6个月较治疗前身体功能、运动限制及总体健康评分均有显著提高(P<0.05，P<0.01)，治疗中及术后随访6个月未观察到与治疗相关的不良反应。结论脐血干细胞经冠状动脉介入治疗缺血性心脏病，短期内可以改善患者的临床症状和心功能，是一种安全有效的治疗选择。

心脏病，缺血性；多支病变；治疗；干细胞，脐血；移植

冠状动脉粥样硬化性心脏病也称缺血性心脏病(ischemic cardiac disease，ICD)，严重危害人类健康，近年随着介入治疗及外科手术等冠状动脉血运重建技术的发展，缺血性心脏病患者的生存率有了很大提高，然而仍有一部分患者因为冠状动脉多支严重病变，合并心功能不全，生活质量低下，不适合行介入治疗或冠状动脉搭桥手术，一般药物治疗效果差，因此寻找一种新的替代治疗方法对该类患者具有重要意义。近年来随着干细胞技术和再生医学的发展，以干细胞为基础的细胞治疗为缺血性心脏病患者的治疗开辟了新的途径[1～3]。现采用人脐带血干细胞(umbilical cord blood stem cell，UCBSC)经冠状动脉介入治疗缺血性心脏病，观察治疗后患者临床症状、心功能和生活质量的改善情况，从而为人UCBSC在缺血性心脏病中的应用提供理论依据和试验基础。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2010年1月—2012年1月我院诊治缺血性心脏病患者30例，均经冠状动脉造影确诊为冠心病，且均≥3支病变，不适合介入或冠状动脉搭桥手术治疗，症状反复出现，并出现心功能不全，超声心动图显示左室射血分数均<50%；心功能(NYHA)II～IV级，有胸闷、气急、日常活动轻到中度受限、下肢水肿或夜间阵发性呼吸困难等症状。经一般药物治疗效果欠佳，病情无明显改善而采用UCBSC移植治疗。30例中男20例，女10例；年龄40～70 (55.5±3.7) 岁；病程1～5年，中位数2年。UCBSC移植治疗均经医院伦理委员会批准、在上级卫生行政主管部门备案，并且全部患者均签署知情同意书。

1.3 观测指标 UCBSC治疗后3个月、6个月定期随访，观察指标包括患者临床症状、体征；超声心动图评价心功能；SF-36健康调查量表观察患者生活质量改善情况，包括身体功能、运动限制和总体健康评分。治疗及随访中记录患者有无死亡、严重心律失常、再血管化、心力衰竭加重再住院、心绞痛再住院等严重不良临床事件。

1.4 统计学方法 采用SPSS11.5软件进行统计分析。计量数据以平均数±标准差表示，治疗前后采用配对t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 临床表现改善情况 UCBSC治疗后1周26例患者的临床症状较治疗前明显减轻，术后随访6个月，无心绞痛发作，无心力衰竭新发或加重，另4例患者在住院过程中因劳累型心绞痛诱发心功能不全而给予药物及支持对症治疗后症状减轻。所有患者治疗顺利，治疗中/后未发现与干细胞治疗相关的不良反应(发热、过敏反应及其他不适)和严重不良临床事件。

2.2 心功能改善情况 UCBSC治疗后2周患者心功能不全较前明显减轻，治疗后3个月及6个月左室舒张末容量(LVEDV) 和左室收缩末容量(LVESV) 均较术前显著减小(P<0.05)，左室射血分数(LVEF)较术前提高，差异有统计学意义(P<0.01)。见表1。

表1 UCBSC冠状动脉治疗前后心功能变化情况

注：与治疗前比较，*P<0.05，#P<0.01

2.3 生活质量改善情况 UCBSC治疗后所有患者生活质量较治疗前明显提高，身体功能、运动限制、总体健康评分术后3个月、6个月较治疗前均有显著提高(P<0.05)。见表2。

表2 UCBSC冠状动脉治疗前后生活质量改善情况分)

注：与治疗前比较，*P<0.05，#P<0.01

3 讨 论

ICD是由于冠状动脉梗阻或狭窄、心肌缺血而导致的严重心肌功能障碍。目前ICD预后差,对现有的多种治疗手段效果欠佳，特别是对冠状动脉有3支或以上严重病变、不适合介入治疗或行冠状动脉搭桥血运重建的患者缺乏十分有效的治疗方法，因此寻求其他替代治疗方法具有深远意义。传统观点认为心肌细胞不能再生，但近年大量的研究表明在特定的条件下部分心肌细胞有可能重新进入细胞周期,并通过募集局部和循环中的干细胞来实现有限的再生，因此心脏作为终末分化器官不能再生的法则现在已经受到挑战[4～6]。基础研究已经证实,将干细胞或祖细胞移植到心脏能改善受损心脏的组织灌注和收缩功能[7，8]，可能的机制包括干细胞与心肌细胞融合,横向分化为心肌细胞、血管细胞,以及所谓的旁分泌作用。王殉等[9]观察UCBSC移植对缺血性心肌病患者治疗效果及安全性，32例缺血性心肌病患者经微导管于各冠状动脉远端注入10 ml UCBSC，观察治疗前后患者心功能、左心室舒张末期直径(LVEDD)、LVEF值，脑钠肽(BNP)水平和6分钟步行试验(6-MWT)的变化，结果表明UCBSC治疗后12周患者心功能分级、LVEF、BNP水平、6-MWT与治疗前比较均有明显改善(P<0.01)。易海波等[10]观察转染金属蛋白酶组织抑制因子-1(TIMP-1)基因骨髓间充质干细胞移植修复损伤心肌的能力，先开胸结扎SD大鼠冠状动脉前降支建立心肌梗死模型，1 周后随机分组：空白组经尾静脉内注射DMEM悬液；干细胞组经尾静脉内注射含1×107骨髓间充质干细胞的DMEM悬液；绿色荧光蛋白—干细胞组经尾静脉内注射转染带有绿色荧光蛋白基因慢病毒空载体的骨髓间充质干细胞(1×107)DMEM悬液；TIMP-1-shRNA-干细胞组经尾静脉内注射转染TIMP-1-shRNA 的骨髓间充质干细胞(1×107)DMEM 悬液。结果表明，造模后4组大鼠心脏功能受损，收缩能力下降，治疗后4周心脏功能均有不同程度改善：与空白组比较，干细胞组、绿色荧光蛋白—干细胞组、TIMP-1-shRNA-干细胞组心脏收缩功能明显提高(P<0.05)，心肌梗死面积百分比明显缩小(P<0.05)，梗死区毛细血管密度明显增加(P<0.05)，且TIMP-1-shRNA-干细胞组改善程度优于干细胞组、绿色荧光蛋白—干细胞组(P<0.05)，说明转染TIMP-1基因的骨髓间充质干细胞移植能够明显改善损伤心肌功能，修复缺血性心肌病。甘军民等[11]评价缺血性心肌病患者经静脉自体骨髓间充质干细胞移植治疗的疗效，24例作为试验组， 行常规药物治疗联合自体骨髓间充质干细胞移植治疗，另22例作为对照组，行常规药物治疗。治疗前以及治疗后3个月和6个月时进行心脏彩色多普勒超声检查，通过心脏形态、心脏射血分数及左心室心腔大小等指标来评价自体骨髓间充质干细胞移植治疗效果。结果与对照组相比，试验组患者3个月和6个月时左心室射血分数明显增加(P<0.05)，6个月时左心室大小明显减小(P<0.05)；与自体骨髓间充质干细胞移植治疗前相比，试验组患者3个月和6个月时心脏左心室射血分数均明显增加(P<0.05)，6个月时左心室大小明显减小(P<0.05)。魏新伟等[12]探讨诱导多能干细胞移植后对急性心肌梗死小鼠心脏节律产生的影响，建立ICR小鼠心肌梗死模型并将其随机分为急性心肌梗死组、急性心肌梗死+生理盐水组、急性心肌梗死+诱导多能干细胞组、急性心肌梗死+成纤维细胞组，同时设立正常对照组。各组分别于移植诱导多能干细胞5 min、1周、2 周、3 周后，应用BL-420 生物机能系统检测各组小鼠体表心电图肢体II导联心律的变化；免疫组化染色法检测各组小鼠心肌缝隙连接蛋白43的表达，并应用Image PropluS软件进行半定量分析。结果表明，与急性心肌梗死组和急性心肌梗死+成纤维细胞组比较，移植2、3周时急性心肌梗死+诱导多能干细胞组小鼠体表心电图II导联室性早搏发生率明显减少，梗死心肌缝隙连接蛋白43 表达明显增加(P<0.05)，前2组相比差异无显著性意义。Yang等[13]为了评估自体骨髓间充质干细胞经梗死相关动脉介入治疗急性心肌梗死患者的安全性和疗效，心肌梗死后3周将骨髓间充质干细胞经梗死相关动脉(左前降支动脉)或非梗死相关动脉(右冠状动脉)移植到梗死心肌，治疗过程中及治疗后随访6个月观察干细胞治疗的安全性和有效性，干细胞介入治疗后4 d和6个月分别用超声心动图、放射性核素心腔造影和18F脱氧葡萄糖单光子发射计算机体层摄影术观察心功能、心肌灌注和存活心肌。结果表明在干细胞治疗过程中、治疗后和治疗后6个月未观察到心律失常、感染、变态反应和其他不良反应；干细胞治疗后患者心功能和心肌灌注得到明显改善，并且在梗死区域观察到存活心肌代谢。Williams等[14]把来源于骨髓单个核细胞和间充质干细胞经导管心肌内注射到8例心肌梗死患者的左室疤痕部位和附近区域，结果表明治疗后左室舒张末期容积和收缩末期容积较治疗前降低，心肌梗死面积较前减少，左室局部功能改善，心肌重构逆转，所有患者对该治疗耐受性良好，没有观察到与治疗相关的不良反应。Kandala等[15]对骨髓干细胞治疗慢性缺血性心肌病的随机对照试验进行Meat分析，结果表明骨髓干细胞可以改善左室射血分数和心脏重构，并且在改善左室收缩功能方面心肌内注射干细胞优于经冠状动脉内注射。Inaba等[16]为探讨干细胞治疗能否改变缺血性心肌病的左室功能和局部灌注，将野生型小鼠的左前降支动脉结扎，在结扎后的7 d在超声引导下将成体干细胞心肌注射，利用高频超声心动图检测左室舒张末期容积、收缩末期容积、左室射血分数和每搏量，心肌对比超声评估心肌灌注和梗死心肌面积。结果表明干细胞治疗后7～28 d，心肌梗死面积缩小40%～50%、心肌灌流增加20%～30%、左室舒张末期容积和收缩末期容积下降、左室射血分数增加，并且左室射血分数增加和心肌梗死面积缩小与冠状动脉灌注改善之间呈线性相关。本研究30例缺血性心脏病患者伴有冠状动脉多支病变，不适合或患者不愿意行介入治疗和冠状动脉搭桥手术，经一般药物治疗效果欠佳，经冠状动脉造影UCBSC介入治疗，术后3月及6月左室舒张末容量和左室收缩末容量均较术前显著减小，左室射血分数较术前显著提高(P<0.05)。SF-36健康量表评分治疗术后3月、6月较治疗前身体功能、运动限制及总体健康评分均有显著提高(P<0.05)，治疗中及术后随访6个月未观察到与治疗有关的不良反应，说明UCBSC经经冠状动脉介入治疗是治疗缺血性心脏病一种安全有效的方法，短期内可以改善缺血性心脏病患者临床症状和心功能，是一种安全有效的治疗选择。

但是近年来随着许多大规模临床试验的报道,少数研究者们对于干细胞移植治疗缺血性心脏病的临床疗效有着完全不同的结论，Traverse等[17]在急性心肌梗死后2～3周把自体骨髓单个核细胞经冠状动脉内注入，观察其对左室功能的影响，结果表明干细胞经冠状动脉内输注不能改善左室的功能。因此对未来应该进行更大样本(每组几百例)、更长时间( 3～5年) 的大规模多中心随机对照研究来进一步评价脐血干细胞治疗缺血性心脏病的效果和风险。同时基础和临床研究应齐头并进,明确哪种细胞及移植途径能够真正有效改善心功能、细胞移植的效果能持续多久、重复移植是否带来更大的益处等。

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Therapeuticeffectofhumanumbilicalcordbloodstemcellsonischemicheartdisease

YANGHuaqiang*,LIHong,LIYuling,QINGJun,BAOHongxia,LVXiaojuan,WANGJianing,XIAOJunhui.

*DepartmentofHematology,RenmingHospital,HubeiUniversityofMedicine,Shiyan442000,ChinaCorrespondingauthor:LIHong，E-mail:yanghuaqiang2004@126.com

ObjectiveTo observe the clinical efficacy and safety of cord blood stem cell transplantation for ischemic heart disease treatment.MethodsThirty caseSof patientSwith ischemic heart disease with coronary multi-vessel disease after drug treatment iSgenerally ineffective,not suitable for interventional therapy and coronary artery bypasSsurgery,they

treatment of using of stem cellSfrom human cord blood through the coronary interventional angiography transplantation therapy. Review the ECG and laboratory indicators,observed treatment safety,echocardiographic evaluation of cardiac function,and performed SF-36 Health Questionnaire to evaluate the quality of life and clinical symptomSof patientSand improvement of signSand adverse reactionSbefore cord blood stem cellStreatment,3 and 6 monthSafter treatment,respectively.ResultsAfter one week of umbilical cord blood stem cell therapy,clinical symptomSof 26 patientSimproved significantly,3 and 6 monthSafter surgery,left ventricular end-diastolic volume and left ventricular end-systolic significantly reduced than before therapy. Left ventricular ejection fraction waSsignificantly improved compared with the preoperative (P<0.05,P<0.01). SF 36 health scoreSrevealed that,3 monthSand 6 monthSafter treatment,compared with pre-treatment physical function,exercise restrictionSand general health scoreSwere significantly increased (P<0.05,P<0.01),and after treatment,patientSwere followed up for 6 months,no treatment-related adverse reactionSwere observed.ConclusionCord blood stem cellSvia coronary intervention can improve clinical symptomSand cardiac function in patientSwith ischemic heart disease in short-term,iSa safe and effective treatment options.

Heart disease,ischemic;Multi-vessel disease;Treatment;Stem cells,umbilical cord blood；Transplantation

442000 十堰，湖北医药学院附属人民医院血液科(杨华强、李红、李玉玲、覃骏、鲍红霞、吕晓娟)，心内科(王家宁、肖俊会)

李红，E-mail:yanghuaqiang2004@126.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2014.04.010

2014-01-14)