人脐血间充质干细胞移植治疗心力衰竭的临床疗效观察

杨冰冰　张素荣新乡医学院第一附属医院心血管内科，河南新乡　453100



人脐血间充质干细胞移植治疗心力衰竭的临床疗效观察

杨冰冰△张素荣▲
新乡医学院第一附属医院心血管内科，河南新乡453100

[摘要]目的探讨人脐血间充质干细胞静脉移植治疗心力衰竭（heart failure，HF）的临床疗效。方法选择2011年12月～2013年12月新乡医学院第一附属医院收治的HF患者80例，按随机原则分为两组，每组40例。对照组给予心力衰竭（心衰）标准治疗；治疗组给予心衰标准治疗+人脐血间充质干细胞静脉输注；平均随访24个月，观察治疗期间各组患者临床疗效、预后、再住院率、心功能指标及B型脑钠肽（B-type natriuretic peptide，BNP）水平的变化。结果治疗期间对照组有10例死亡，治疗组有6例死亡；治疗组再住院率较对照组明显降低（35.0% vs 45.0%，P＜0.05），治疗组有效率较对照组明显提高（90.0% vs 72.5%，P＜0.05）；治疗组治疗后心功能指标左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）较治疗前明显升高，左心室收缩期末内径（left ventricular end-systolic diameter，LVESD）、左心室舒张期末内径（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD）及BNP水平均较治疗前明显降低；且治疗组治疗后上述指标较对照组同期明显改善[LVEF：46.98±10.20 vs 42.15±8.14，LVESD（mm）：44.93±9.71 vs 49.15±9.21，LVEDD（mm）：54.88±9.54 vs 61.53±9.95，BNP（ng/L）：692.50 vs 971.50±422.63，P均＜0.05]。结论人脐血间充质干细胞静脉移植治疗HF疗效显著。

[关键词]人脐血间充质干细胞；静脉移植；心力衰竭

△在读硕士研究生

▲通讯作者

1　资料与方法

1.1一般资料

选择新乡医学院第一附属医院2011年12月～2013年12月住院的HF患者80例，其中男58例，女22例；年龄36～80岁，平均（62.1±10.8）岁；左室射血分数（LVEF）≤0.40%，纽约心脏病学会（NYHA）心功能分级II～Ⅳ级。原发病：冠心病60例，扩张性心肌病16例，高血压性心脏病4例；病程3～15年。排除标准：急性心衰或慢性心衰急性加重者；严重肝肾功能不全者；血红蛋白≤90 g/L者；恶性肿瘤患者；对试验药物可疑或明确过敏者；艾滋病、乙肝、梅毒等血清学检查阳性者；不配合或不同意接受干细胞治疗者，及个别期望值过高或者不切合实际的要求者。本研究符合医学伦理学标准，并经医院伦理委员会批准，所有受试对象均签署知情同意书。将患者按随机原则分为治疗组和对照组，每组40例，两组性别、年龄、NYHA分级、吸烟、饮酒史、合并症（包括高血压、糖尿病及高脂血症）、LVEF、LVESD、LVEDD、BNP基线均衡（表1），差异无统计学意义（P均＞0.05）。

1.2方法

对照组给予心衰标准治疗，包括洋地黄类、利尿剂、β-受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）、血管紧张素受体阻滞剂（ARB）、抗血小板聚集及硝酸酯类药等，具体种类和剂量视病情而定。治疗组除给予标准治疗外，进一步在无菌条件下，经静脉缓慢输注已配制好的人脐血间充质干细胞混悬液[细胞数量按（5～10）×105个/kg，加入250 mL生理盐水中，外加1%终浓度的白蛋白]。

1.3观察指标

采用彩色多普勒超声（HP5500）检测心功能指标，将超声探头在患者胸骨旁以二维超声和M型超声进行心脏形态和功能检测，舒张末期和收缩末期左室长轴面包括心尖部、后乳头肌、二尖瓣及主动脉瓣。测量左心室收缩期末内径（LVESD）、左心室舒张期末内径（LVEDD）、LVEF等，LVEF=（左室舒张末期容积-左室收缩末期容积）/左室舒张末期容积×100%；应用BNP全自动测定仪器测定B型脑钠肽（BNP）值；观察治疗前后左室心功能改善情况的变化；记录患者心血管死亡数或再住院率。

1.4随访

出院后分别于第1、3、6、12、18及24个月进行随访，记录并评价心脏功能改变，并进行心脏超声、BNP检查，24个月时评价疗效。

（2）治疗组：34例患者中男性30例，女性4例；年龄60～84岁，平均年龄70.5岁；双侧血肿9例，单侧血肿25例。

1.5心功能疗效判定标准（按NYHA分级方法[3]）

显效：心功能达到Ⅰ级或心功能改善2级或以上；有效：心功能改善1级以上，而不足2级；无效：心功能改善不足1级或者无明显改善。

1.6统计学处理

应用SPSS17.0统计学软件进行分析，资料在分析前均进行正态检验，正态计量资料以均数±标准差（±s）表示，均数比较前先行方差齐性检验，方差齐采用两组独立样本t检验，若方差不齐则采用Satterthwaite近似t检验，偏态计量资料以中位数[M]表示，采用非参数秩和检验；计数资料采用χ2检验进行比较，以P＜0.05为差异有统计学意义。

表1　两组基线指标比较（±s，M）

表1　两组基线指标比较（±s，M）

注：两组基线指标比较，均P＞0.05，差异无统计学意义

治疗组对照组t/χ2/U值P值40 40 28/12 30/10 0.25 0.617 62.43±14.06 61.53±13.23 0.76 0.387 17/14/9 22/15/3 3.68 0.159 23/17 27/13 0.85 0.356 26/14 29/11 0.52 0.469 34/6 31/9 0.74 0.390 21/19 25/15 0.82 0.366 35/5 33/7 0.39 0.531 38.25±11.31 36.68±12.91 0.58 0.563 52.98±8.42 53.85±7.54 -0.49 0.626 66.08±7.21 65.73±7.66 0.21 0.834 1112.50 1179.00 -0.38 0.704指标n　　吸烟（是/否）饮酒（是/否）高血压（是/否）糖尿病（是/否）高脂血症（是/否）LVEF （%）LVESD （mm）LVEDD （mm）BNP （ng/L）性别（男/女）年龄（岁）NYHA分级Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ

2　结果

2.1两组预后及临床疗效比较

治疗组和对照组再住院率分别为35.0%（14/40）、45.0%（18/40），治疗组较对照组降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；治疗组和对照组总有效率分别为90.0% （36/40）、72.5%（29/40），治疗组较对照组明显提高，差异有统计学意义（χ2=6.232，P＜0.05）。见表2。

表2　两组患者临床疗效比较[n（%）]

2.2两组治疗前后BNP和心功能比较

所观测数据经正态性检验后，BNP组数据选择非参数检验（Mann-Whitney U检验），LVEF、LVEDD和LVESD组选择t检验。结果显示：两组治疗前BNP水平及心功能指标比较差异无统计学意义（P均＞0.05）；组内治疗前后比较，各项指标都较前改善，差异有统计学意义（P均＜0.05）；治疗后治疗组LVEF较对照组明显增加，差异有统计学意义（t=2.340，P=0.022）；治疗后治疗组LVESD、LVEDD及BNP均较对照组明显降低，差异有统计学意义（P均＜0.05）。见表3、4。

表3　治疗前后两组BNP水平比较（M）

表4　治疗前后两组心功能指标参数比较（±s）

表4　治疗前后两组心功能指标参数比较（±s）

注：与对照组治疗前比较，○P＞0.05，差异无统计学意义；与对照组治疗后比较，☆P＜0.05，差异有统计学意义；治疗组中LVEF、LVEDD、LVESD，与本组治疗前比较t值分别为-3.62、5.92、3.96，均△P＜0.05，差异有统计学意义；对照组中LVEF、LVEDD、LVESD，与本组治疗前比较t值分别为-2.27、2.12、2.50，均△P＜0.05，差异有统计学意义

治疗组对照组t值P值40 40 38.25±11.31○36.68±12.91 0.580 0.563 46.98±10.20☆△42.15±8.14△2.340 0.022 66.08±7.21○65.73±7.66 0.210 0.834 54.88±9.54☆△61.53±9.95△-3.050 0.003 52.98±8.42○53.85±7.54 -0.490 0.626 44.93±9.71☆△49.15±9.21△-2.000 0.049组别　n　LVEF（%）治疗前　　治疗后LVEDD（mm）治疗前　　治疗后LVESD（mm）治疗前　　治疗后

3　讨论

心肌细胞损害以及细胞间质病变是引起各种心脏疾病心衰的共同机制[4]，修复心肌细胞，抑制心肌细胞凋亡以及改变心肌细胞生存的微环境成为治疗心脏疾病的重要部分。

人脐血间充质干细胞是一种具有多向分化潜能的细胞，可以分化为多种组织细胞，包括骨、软骨、皮肤、神经元及神经胶质细胞等，近年来，组织工程技术将其植入神经系统损伤、自身免疫系统疾病、肝病等动物模型体内，并取得了突破性的进展[5]，使得心力衰竭的治疗有了新的方向。临床上研究应用较多的是自体骨髓干细胞，Yoon等[6]研究证实，骨髓干细胞可在体内转化为心肌细胞，对各种原因所导致的心衰患者进行自体骨髓干细胞移植，补充有功能的心肌细胞，能改善患者的心衰症状，促进康复[7]。尚有心脏干细胞、胚胎干细胞及骨骼肌成肌细胞的研究。但人脐血间充质干细胞作为组织工程理想的种子，具有来源丰富，易收集及低温保存，受胎盘屏障保护污染率低，更为原始，增殖分化能力强，免疫源性低等优势，选择静脉输注较经冠脉注射及胸廓切开心外膜注射操作更简便，创伤小，避免了心肌局部注射引起移植细胞分布不均，无论移植途径选择心脏还是冠脉均使心功能明显改善，抑制了心肌重构，且无任何心律失常、畸胎瘤等并发症[8]，更符合临床实际，保障了其在治疗过程中的安全性、可行性及有效性。它可以通过促进血管形成，抑制细胞凋亡，扭转缺血或者非缺血源性心脏破坏后果。自2001年，德国Strauer等首次用间充质干细胞移植治疗心肌梗死患者获得成功以来，目前已有大量文献报道应用人脐血间充质干细胞治疗缺血性心肌病的依据[9，10]。国内胡承恒等[11]实验论证了人脐血单个核细胞可以改善心梗后大鼠模型心功能，国外类似的研究也证实了移植的人脐血间充质干细胞能使缺血后心肌功能得到改善[12，13]，同时缩小梗死面积，增加心室顺应性，限制心室扩张。无论实验室研究，还是临床研究均表明，人脐血间充质干细胞移植能促进心功能恢复，使心肌组织病变减轻，使心室重构得到改善，使心脏LVEF明显提高[14-16]。

本项研究结果显示，两组治疗后心功能各项指标（包括LVEF、LVESD、LVEDD及BNP水平）情况，与本组治疗前比较均得到了改善，差异有统计学意义（P＜0.05），说明标准西医药治疗及在心衰标准治疗基础上加用人脐血间充质干细胞静脉输注，均可用于心力衰竭的治疗，缓解患者症状，提高心功能。但是，随访期间人脐血间充质干细胞输注组患者死亡数更少，再住院率更低，临床总有效率更高，预后及疗效均优于标准西医药治疗组，差异有统计学意义（P均＜0.05）。且治疗后心功能指标改善程度较心衰标准治疗也显示出优越性，其中左室射血分数（LVEF）明显增加，差异有统计学意义（t=2.34，P=0.022），左心室收缩期末内径（LVESD）、左心室舒张期末内径（LVEDD）及BNP水平均明显降低，差异亦有统计学意义（P＜0.05）。因此说明，这一联合治疗HF取得了很好的疗效，更能有效改善心衰的心肌舒缩功能，从而改善心衰患者的心功能，提高心衰患者的生活质量，为心衰患者提供了一安全可行的细胞生物疗法。

人脐血间充质干细胞治疗心力衰竭可能通过以下几个途径：①分化作用：研究证实，人脐带间充质干细胞经5aza诱导能向心肌样细胞分化，诱导后细胞移植至体内能存活，人脐带间充质干细胞可以作为心肌细胞移植的来源[17]；②结构上的修复和环境的重建：干细胞通过增殖、分化参与维护心室壁的厚度及弹性，阻抑心室重构[18]；③干细胞同心肌组织间的相互作用，导致一些细胞因子的产生：移植细胞或接受移植的心脏通过自分泌或旁分泌生长因子，如血管生成因子、生长因子、细胞因子等物质，最终全面改善心脏功能[19]；④干细胞尚具有抗缺氧诱导心肌细胞凋亡的作用[20]。

综上所述，相对比优势下人脐血间充质干细胞静脉移植治疗心力衰竭疗效可观，能够更好地改善心衰患者心功能，提高生活质量，值得推广。但是临床上移植时间及途径的选择，哪一种是最为合理、安全及有效；移植细胞是否会产生异常兴奋性及能否会建立有效的兴奋收缩偶联；移植细胞在不同心肌微环境下的分化方向如何及如何控制均需进一步探究；同时，对临床研究而言，不能仅仅局限于对患者心功能指标的观察，只有扩大研究规模，跳出心功能改善的紧箍咒，将死亡率或者致死率作为研究硬终点，才能具有更强大的循证价值，细胞治疗才能跻身于心衰治疗方阵，至于治疗效果，评估方法有多种，但缺乏特异性或敏感性。

[参考文献]

[1]林谦，农一兵，万洁，等.慢性心力衰竭中西医结合生存质量量表的临床研究[J].中国中西医结合急救杂志，2008，15（3）：131-134.

[2] Krupnick，AS. A novel small animal model of left ventricular tissue engineering[J]. Journal of Heart & Lung Transplantation the Official Publication of the International Society for Heart Transplantation，2002，21（2）：233-243.

[3]陆再英，钟南山.内科学[M].第7版.北京：人民卫生出版社，2008：32.

[4] Lopez AD. Global and regional burden of disease and risk factors. 2001：systematic analysis of population health data[J]. The Lancet，2006，367（9524）：1747-1757.

[5]阳哲，卢先洲，张树友.人脐血间充质干细胞的临床应用[J].社区医学杂志，2015，13（6）：65-66.

[6] Yoon，Y.-s.，et al.，Clonally expanded novel multipotent stem cells from human bone marrow regenerate myocardium after myocardial infarction[J]. Journal of Clinical Investigation，2005，115（2）：326.

[7]蒋锡初，游庆军，魏福祥，等.骨髓干细胞移植对心力衰竭患者近期心功能的影响[J].山东医药，2004，44（27）：8-10.

[8] Perin EC，Geng YJ，Willerson JT. Adult stem cell therapy in perspective[J]. Circulation，2003，107（7）：935-938.

[9] Eor J，Guetta E，Feinberg MS，et al. Human umbilical cord blood-derived CD133+cells enhance function and repair of the infarcted myocardium[J]. Stem Cells，2006，24（3）：772-780.

[10] Henning RJ，Abu-Ali H，Balis JU，et al. Human umbilical cord blood mononuclear cells for the treatment of acute myocardial infarction[J]. Cell Transplantation，2004，13 （7-8）：729-739.

[11] Cheng-Heng HU，Gui-Fu WU，Wang XQ，et al. Transplanted human umbilical cord blood mononuclear cells improve left ventricular function through angiogenesis in myocardial infarction[J]. Chinese Journal Medicine（English Edition），2006，18（18）：1499-1506.

[12] Sadat S，Gehmert S，Bai X，et al. The cardioprotective effect of mesenchymal stem cells is mediated by IGF-I and VEGF. Biochem Biophys Res Commun[J]. Biochemical & Biophysical Research Communications，2007，363 （3）：674-679.

[13] Matthias S，Payam A，Artur L，et al. Stem cells used for cardiovascular tissue engineering[J]. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery：Official Journal of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery，2008，34 （2）：242-247.

[14]夏燕芳，陈祖军.慢性心力衰竭患者经外周静脉移植脐血干细胞的护理[J].医学临床研究，2013，30（8）：1658-1659.

[15]李军，许海军，王俊峰，等.人脐血干细胞移植对缺血性心肌病患者心功能变化的影响[J].中国心血管病研究杂志，2015（2）：148－151．

[16]罗建红，何学华，廖金卯，等.人脐血间充质干细胞尾静脉移植治疗扩张型心肌病[J].中国组织工程研究，2013，17（6）：1029－1036．

[17]汪涛，林晓波，杨丽娜，等.人脐带间充质干细胞向心肌细胞诱导分化并体映移植的研究[J].中国现代医生，2013，51（11）：1－4．

[18] Rafii S，Meeus S，Dias S，et al. Contribution of marrowderived progenitors to vascular and cardiac regeneration. Semin Cell Dev Biol 13：61-67[C]. Seminars in Cell and Developmental Biology，2002，13：61-67..

[19] Reya T. Stem cells，cancer，and cancer stem cells[J]. Nature，2001，414（6859）：105－111．

[20]黄景玲，杨水祥，陈一戎.人脐血间充质干细胞抗缺氧诱导心肌细胞凋亡的作用[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14（32）：5927－5930．

Observation of the clinical effect of transplantation of human umbilical cord blood mesenchymal stem cells in the treatment of heart failure

YANG Bingbing ZHANG Surong
Department of Vasculocardiology, the First Affiliated Hospital of Xinxiang Medical University, Xinxiang 453100, China

[Abstract]Objective To explore the clinical efficacy of transplantation of human umbilical cord blood mesenchymal stem cells in the treatment of heart failure(HF). Methods 80 patients with HF who were admitted to the First Affiliated Hospital of Xinxiang Medical University from December 2011 to December 2013 were selected. They were randomly assigned to two groups, with 40 patients in each group. The control group was given the standard therapy of heart failure (HF); the treatment group was given the standard therapy of HF + intravenous infusion of human umbilical cord blood mesenchymal stem cells; the average follow-up period was 24 months, and changes of clinical efficacy, prognosis, rehospitalization rate, heart function index and B-type natriuretic peptide (BNP) level were observed in each group during the treatment period. Results During the treatment, there were 10 deaths in the control group, and 6 deaths in the treatment group; the re-hospitalization rate in the treatment group was significantly lower than that in the control group (35.0% vs 45.0%, P＜0.05), and the effective rate in the treatment group was significantly higher than that in the control group (90.0% vs 72.5%, P＜0.05); the heart function index of left ventricular ejection fraction (LVEF) in the treatment group after the treatment was significantly higher than that before the treatment, and left ventricular end-systolic diameter (LVESD), left ventricular end-diastolic diameter (LVEDD) and BNP levels were all significantly lower than those before the treatment; also, the above indices in the treatment group after the treatment significantly improved compared with those in the control group during the same period of time (LVEF: 46.98±10.20 vs 42.15±8.14, LVESD (mm): 44.93±9.71 vs 49.15±9.21, LVEDD (mm): 54.88±9.54 vs 61.53±9.95, BNP (ng/L): 692.50 vs 971.50, all P＜0.05). Conclusion Venous transplantation of human umbilical cord blood mesenchymal stem cells in the treatment of heart failure has significant efficacy.

[Key words]Human umbilical cord blood mesenchymal stem cells; Venous transplantation; Heart failure

[中图分类号]R542.2

[文献标识码]B

[文章编号]1673-9701（2016）03-0020-04

收稿日期：（2015-11-17）