脐血干细胞移植治疗对缺血性心肌病患者左室重塑的影响

李 军 段班燕 王俊峰 周 明 雷枫琴 龙海燕 明登峰 党书毅

1.湖北医药学院附属太和医院心内科，湖北十堰442000；2.湖北医药学院附属太和医院干细胞治疗中心，湖北十堰442000

脐血干细胞移植治疗对缺血性心肌病患者左室重塑的影响

李 军1段班燕1王俊峰1周 明1雷枫琴1龙海燕1明登峰2党书毅1

1.湖北医药学院附属太和医院心内科，湖北十堰442000；2.湖北医药学院附属太和医院干细胞治疗中心，湖北十堰442000

目的初步探讨人脐血干细胞移植治疗对缺血性心肌病患者左室重塑的影响。方法选择湖北医药学院附属太和医院心内科2010年4月～2013年12月确诊为缺血性心肌病的患者29例，根据治疗情况分为对照组（14例）、外周静脉移植组（8例）和冠状动脉移植组（7例）：对照组给予规范的抗心衰药物治疗；外周静脉移植组和冠状动脉移植组在药物治疗的基础上分别经外周静脉和冠状动脉移植人脐血干细胞。分别记录各组在0、1、3、6个月时体内脑钠肽（BNP）、左心室内舒张末期内径（LVEDD）、左心室射血分数（LVEF）等观察指标的变化。结果与对照组比较，外周静脉移植组和冠状动脉移植组1个月后BNP开始下降，3个月和6个月后，BNP下降均更为明显，差异有统计学意义（P＜0.05），而外周静脉移植组和冠状动脉移植组组间差异无统计学意义（P＞0.05）。与对照组比较，冠状动脉移植组治疗1个月后LVEF值增加，差异有统计学意义（P＜0.05），各组LVEF值在第3个月和第6个月时，差异无统计学意义（P＞0.05）。三组LVEDD各时点比较差异无统计学意义（P＞0.05）。结论经外周静脉和冠状动脉移植人脐血干细胞治疗缺血性心肌病能协助改善左室重塑，是一种安全有效的治疗方法，可作为一种辅助治疗方式。

缺血性心肌病；脐血干细胞移植；左室重塑

缺血性心肌病（ischemic cardiomyopathy）是在多种致病因子作用下所出现的以心力衰竭为主要特征的一组临床症候群，在这一过程中，左室重塑（left ventricular remodeling）即左室进行性扩大和收缩功能降低是其发病学基础。近年来，许多学者用人脐血干细胞（human umbilical cord blood stem cells，HUCBSC）进行了心肌移植的实验，结果显示移植的干细胞不仅起到心肌再生、稳定心肌组织结构的作用，还可通过细胞因子分泌，促进梗死心肌的血管再生，改善心功能，减轻氧自由基对心肌的损伤，缩小心肌梗死面积[1]。本研究拟探讨移植HUCBSC对缺血性心肌病患者左室重塑的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择湖北医药学院附属太和医院（以下简称“我院”）心内科2010年4月～2013年12月确诊为缺血性心肌病的患者29例。根据治疗情况分为对照组（14例）、外周静脉移植组（8例）和冠状动脉移植组（7例）。所有入组人员均行血糖、血脂、肝肾功能等检查。各组患者年龄、体重指数、合并血糖异常比例、合并血脂异常比例、合并高血压比例、吸烟史、饮酒史等方面比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。见表1。本研究方案通过医院伦理委员会批准同意，所有入组患者均签署知情同意书。

1.2 缺血性心肌病判断标准

超声心动图+临床症状+冠脉造影：①超声心动图：心脏扩大、左心室射血分数（LVEF）降低（＜45%）、室壁局灶性及节段性运动异常。②纽约心功能分级：根据患者的临床症状判定纽约心功能3～4级。③冠脉造影：所有入选患者均行冠脉造影证实为两支或三支血管严重病变。

1.3 排除标准

有以下病史者予以排除：心脏瓣膜病、心房颤动、恶性肿瘤、外周血管病、严重外伤（6个月内）、严重感染（6个月内）、慢性肝肾疾病、自身免疫性疾病、近期（6个月内）手术、近期（6个月内）使用糖皮质激素及免疫抑制剂等。

1.4 基础用药

所有患者均服用拜阿司匹林及他汀类药物（瑞舒伐他汀钙或阿托伐他汀钙）。根据患者个体差异、合并的疾病及并发症等具体情况，参照标准心衰治疗指南，规律服用血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素受体拮抗剂、β-受体阻滞剂（倍他乐克）、醛固酮受体拮抗剂（螺内酯）、利尿剂、洋地黄、曲美他嗪（万爽力）和硝酸酯类药物。

1.5 各组干细胞给药方式

①对照组：规范的药物治疗。②外周静脉移植组：规范的药物治疗+经外周静脉移植HUCBSC，选择右手背部静脉滴注。③冠状动脉移植组：规范的药物治疗+经冠状动脉移植HUCBSC。穿刺右侧桡动脉，植入桡动脉鞘管，使用6F通用造影导管行冠脉造影，并经造影导管注射HUCBSC悬液，经左主干注射干细胞总量的2/3，经右冠开口注射余下的1/3；所有患者均常规心电监护24 h，严密观察有无过敏、心律失常等不良反应。所有患者均接受2次干细胞治疗，间隔时间为1个月。

1.6 脐血干细胞

本实验中所采用的HUCBSC由深圳市北科生物科技有限公司提供。所有HUCBSC培养过程中定期对细胞进行监控并且记录，包括无菌、支原体和内毒素（应≤0.5 EU/mL）的检测结果，并对细胞进行鉴定。实验时严格无菌操作，HUCBSC输入量为100 mL，细胞总量约为5×107个（包括0.2%～1.0%CD34+细胞）并且存活率大于85%。

1.7 血液标本采集及检测

所有入组患者均在试验设计的时间点采集肘部静脉血液15 mL，置于酶抑制剂抗凝管中，3000 r/min（重力约730 g）低温离心15 min，分离血浆置于-30℃冰箱保存，用以检测相关指标：脑钠肽（BNP）、白细胞计数（WBC）、肌酐（Cr）、谷丙转氨酶（ALT）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌钙蛋白T（CTnT）等。所有项目均在我院检验科采用自动生化分析仪（HIIACHI，7170A，Automatic Analyzer）进行检测。

1.8 超声心动图

所有入组人员常规行超声心动图检测，专人、专机（GE-LOGIQ-7彩色多普勒超声诊断仪）操作，探头频率（1.5～4.0 MHz），从左室长轴切面、左室短轴切面、心尖四腔切面，测量左室结构指标如LVEF、左心室舒张末期内径（LVEDD），各项指标取3个连续心动周期的平均值。

1.9 统计学方法

采用Prism 5.0软件包进行数据处理分析，计量资料用均数±标准差（x±s）表示，采用t检验，两组以上均数比较用单因素方差分析，组间两两比较用q检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组常规血液检查指标比较

三组在肌酐、谷丙转氨酶、肌酸激酶同工酶等方面比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.2 各组脑钠肽水平的变化比较

入组初，各组脑钠肽水平比较差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗1个月后，与对照组比较，外周静脉移植组和冠状动脉移植组BNP开始下降，在第3个月和第6个月时，BNP下降均更为明显，差异均有统计学意义（P＜0.05）。而外周静脉移植组和冠状动脉移植组差异无统计学意义（P＞0.05）。见图1。

2.3 各组左心室射血分数的变化比较

入组初，各组LVEF值比较差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗1个月后，与对照组比较，冠状动脉移植组LVEF值增加，由（40±5）%增至（49±3）%，差异有统计学意义（P＜0.05），而外周静脉移植组与对照组差异无统计学意义（P＞0.05）。在第3个月和第6个月时，各组LVEF值均有所增加，组间差异无统计学意义（P＞0.05）。见图2。

2.4 各组心脏左心室舒张末期内径的变化

入组初，各组LVEDD水平比较差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗1个月后，各组LVEDD均开始下降，至第6个月时达到最低值，其中冠状动脉移植组由（59.8±5.1）mm降至（52.0±2.5）mm，但三组间比较差异无统计学意义（P＞0.05），见图3。

2.5 其他动态心电检测分析

与对照组比较，外周静脉移植组和冠状动脉移植组在术前、术后48 h以及术后6个月的随访中，均未出现心律失常事件。研究过程中未发现有发热、过敏反应、栓塞事件等发生。

3 讨论

近年来，使用干细胞移植治疗心肌病在基础和临床领域均进行了一系列探索[2]。2001年Orllic等[3]首次报道了干细胞动物实验的结果，在提取绿色荧光蛋白表达增强的转基因小鼠的骨髓细胞注射入梗死组织9 d后，新形成的心肌组织在心室的梗死区域占68%，提示成体的干细胞能产生新的心脏组织。Jain等[4]对梗死心脏心肌细胞移植后6个月的移植细胞的存活率和功能进行了研究，在所有的治疗小鼠中，心脏射血功能都得到改善，梗死区收缩期反向膨胀减少，动力障碍也明显减少，受试对象获得了长期生存率，且心功能得到了长期改善。2003年Britten等[5]报道了TOPCARE-AMI研究，入选28例急性心肌梗死患者，在冠脉重建后植入骨髓或血液造血干细胞，结果LVEF从（44±10）%增加到术后4个月时的（49±10）%，坏死组织容积由（46±32）mL减少到（37±28）mL，该研究提示干细胞在改善心脏功能方面有较好的效果。HUCBSC移植是利用脐带血中的干细胞重建造血免疫的一种造血干细胞移植疗法。部分学者用HUCBSC进行了心肌移植实验，结果显示移植的干细胞不仅能起到心肌再生、稳定心肌组织结构的作用，还可通过细胞因子分泌，促进梗死心肌的血管再生，改善心功能，减轻氧自由基对心肌的损伤，缩小心肌梗死面积[6-7]。我国学者利用自身骨髓间质干细胞和骨髓单个核细胞经冠状动脉内移植治疗原发性扩张型心肌病和重度心力衰竭，也取得了良好的效果[8-9]。

在本试验中采用经外周静脉移植和经冠状动脉移植两种方式，从内分泌和心室结构改变两个层面来评价缺血性心肌病患者左心室重塑。结果发现从移植术后第1个月开始，干细胞移植的两组与对照组比较，BNP即开始下降，在第3个月和第6个月时，BNP下降更为明显，差异有统计学意义（P＜0.05），提示干细胞移植对于减轻心衰、改善左室重塑有一定的作用。其机制可能与HUCBSC再生心肌细胞，促进新生血管形成，限制梗死心肌中细胞炎症因子和炎症细胞的表达，通过旁分泌机制改善心室重塑及减轻氧自由基对心肌的损伤等因素相关[10-12]。但让人费解的是，冠状动脉移植组在理论上移植到心脏中的HUCBSC数量更多，其BNP水平下降应该更为明显，但经外周静脉移植和经冠状动脉移植两种方式之间无统计学差异（P＞0.05），其原因尚不明确。因此两种干细胞移植方法孰优孰劣，尚需要进一步研究。此外，结果还显示，对照组虽然仅采用药物治疗，但是BNP水平随着时间的延长，也呈现出逐渐下降的趋势，提示规范服用抗心衰药物是缺血性心肌病治疗的基础。

LVEDD和LVEF是评价心衰患者心脏结构和功能变化的重要指标。本研究发现，干细胞治疗后第1个月，冠状动脉移植组与对照组比较，LVEF值增加，差异有统计学意义（P＜0.05），而外周静脉移植组无此差异。经冠状动脉移植这种方式对心衰的治疗表现出了一定优势，但是在随后的第3个月和第6个月，各组LVEF值均有所增加，两种干细胞治疗方式和普通药物治疗比较无统计学差异。而LVEDD在三个组中随着治疗的进展均有不同程度的下降，组间差异无统计学意义。

HUCBSC移植治疗缺血性心肌病在临床上已经逐渐开展，但因其尚处于探索性研究阶段，仍有许多问题有待解决，诸如HUCBSC的体外分离、培养，最适宜的移植治疗时间，最有利的移植途径，最佳的移植数量，分化程度如何以及其疗效和安全性等。就本试验而言，在整个研究过程中无一例发生栓塞、心律失常等负性临床事件，同时结果还提示HUCBSC移植可以改善心脏功能，协同药物预防左心室重塑。然而，由于发病率、区域、观念、经费等客观因素影响，本项目中纳入研究的病例有限，样本量较小，虽然设立有对照组，但不是随机试验，因而其意义仅为初步探讨，HUCBSC移植确切疗效的证实以及安全性的进一步评价等问题，有待于多家有条件的医院合作，进行大样本、随机、双盲的随机对照研究。

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Effect of cord blood stem cell transplantation therapy for left ventricular remodeling of patients with ischemic cardiomyopathy

LI Jun1DUAN Banyan1WANG Junfeng1ZHOU Ming1LEI Fengqin1LONG Haiyan1MING Dengfeng2DANG Shuyi1
1.Department of Cardiology,Taihe Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine,Hubei Province,Shiyan 442000,China;2.Stem Cell Treatment Center,Taihe Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine,Hubei Province,Shiyan442000,China

ObjectiveTo explore the effect of cord blood stem cell transplantation therapy for left ventricular remodeling of patients with ischemic cardiomyopathy.MethodsTotal 29 cases of patients diagnosed as ischemic cardiomyopathy in Department of Cardiology,Taihe Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine from April 2010 to December 2013 were selected,they were divided into control group(14 cases),peripheral vein transplantation group(8 cases) and coronary artery transplantation group(7 cases)according to the specific treatment.The control group was given standard anti heart failure drugs;based on which,peripheral vein transplantation group and coronary artery transplantation group were respectively given transplantation of human umbilical cord blood cells through peripheral veins and coronary artery.The changes of brain natriuretic peptide(BNP),left ventricular end-diastolic dimension(LVEDD),and left ventricular ejection fraction(LVEF)of all groups in 0,1,3,6 months were recorded respectively.ResultsCompared with the control group,BNP concentration in peripheral vein transplantation group and coronary artery transplantation group began to decline in the first month,it was decreased more significantly in the third and sixth month,the differences were statistically significant(P＜0.05),while there were no statistically significant differences between peripheral vein transplantation group and coronary artery transplantation group(P＞0.05).Com-pared with control group,LVEF in coronary artery transplantation group after treatment for one month was increased significantly(P＜0.05),while there were no significant differences of LVEF after treatment for 3,6 months among the three groups(P＞0.05).There were no statistically significant differences of LVEDD at all time among the three groups (P＞0.05).ConclusionThe therapy of transplantation of human umbilical cord blood cells through peripheral veins and coronary artery for ischemic cardiomyopathy may help to improve left ventricular remodeling,which is a safe and effective therapy and can be as a way of adjuvant therapy.

Ischemic cardiomyopathy;Cord blood stem cell transplantation;Left ventricular remodeling

R542.22

A

1673-7210（2015）04（b）-0069-05

2014-12-18本文编辑：张瑜杰）

湖北省科技计划项目（编号2011CDC049）；湖北省十堰市科学技术研究与开发项目（编号072S）；湖北省十堰市太和医院国家级科研项目培育基金计划项目（编号2014PY03）。

李军（1981-），男，医学硕士；研究方向：血管活性物质在血管重塑中的发病机制。

党书毅（1969-），男，医学硕士，教授，主任医师，硕士生导师；研究方向：冠心病及心律失常的防治。