心髒病的幹細胞治療:夢想與現實

作者:中國醫學科學院阜外心血管病醫院 鄭哲 鄭帥 來源:中國醫學論壇報 日期:11-03-08

  再生是人類古老的話題,古希臘神話中就有普羅米修斯的肝髒被鷹啄食而再生的傳說。在現實世界中,生物體某些組織器官確有再生能力,如壁虎尾巴斷了還可以再長,肝髒受損後可部分再生。那麼,心髒能再生嗎?

  起步:麵紗被掀開

  傳統觀念認為,成熟心髒是終末分化器官,無再生能力。2009年瑞典科學家利用放射性同位素發現成人心肌細胞有一定有絲分裂能力,即心髒有自我再生能力。但此種再生能力極有限,當各種原因引起心肌損傷後,壞死心肌很難通過這種微弱的有絲分裂得以再生修複。傳統藥物治療、經皮冠脈介入和冠脈旁路移植術(CABG)僅能改善心肌缺血和心力衰竭(心衰)症狀,不能使壞死心肌再生,無法逆轉由心肌細胞丟失所致心室重塑和心衰,心肌再生已成為近年來心血管領域研究的熱點之一。心肌壞死後,如果在壞死心肌局部種植幹細胞並將其誘導分化為心肌細胞,對於促進心髒再生修複、恢複心髒功能具有重要意義。

  自2000年起,法國巴黎蓬皮杜醫院最早在CABG同時移植自體成肌細胞,隨後多個中心開始將幹細胞用於臨床,所移植的細胞均為自體來源,包括骨髓單個核細胞、內皮前體細胞等;所涉及的移植途徑也趨於多樣化,包括經冠脈注射、經心內膜下注射等。

  發展:療效獲肯定

  臨床已證明幹細胞治療心髒病可取得一定療效,一項薈萃分析提示,骨髓來源幹細胞對缺血性心髒病心功能的改善為3.6%。在早期動物實驗中有研究者提出,幹細胞移植後能分化為心肌細胞,但目前大多數學者認為臨床應用的幹細胞在體內不能分化為心肌細胞,動物實驗中看到的心肌樣細胞可能是細胞融合現象,幹細胞移植對心功能的改善可能通過其他機製,如移植細胞分泌細胞因子促血管新生、改善缺血心肌存活、誘導心髒自身幹細胞向缺血區遷移等。

  展望:難題待攻克

  幹細胞選擇 目前心血管研究領域常用幹細胞有很多種,其中骨髓間充質幹細胞、骨髓單個核細胞、內皮祖細胞、骨骼肌成肌細胞及心髒祖細胞雖可改善心髒功能,但能否分化為成熟有功能的心肌細胞仍存疑問。動物實驗表明,胚胎幹細胞和誘導多能幹細胞能夠分化為成熟有功能的心肌細胞,但因存在免疫原性,有致瘤風險、涉及倫理和法律等問題,目前尚未將這兩種細胞用於臨床。

  移植途徑 影響幹細胞療效的關鍵問題之一是心肌梗死區域要有足夠數量的存活幹細胞。

  經冠脈途徑注射,細胞分布均勻、利於存活,已為多數研究者采用,但對於直徑較大的細胞類型,如骨髓間充質幹細胞,可能會引起冠脈阻塞、心肌微梗死和心律失常。直接心肌注射易造成細胞機械性損傷及缺血缺氧,導致細胞死亡。而經冠狀靜脈逆行注射和經外周靜脈注射,因滯留於心髒的細胞數量較少而在臨床應用不多,移植後幹細胞在移植區僅有約1%~5%滯留。阜外心血管病醫院創新性采用CABG術中、在心髒停跳下經冠脈橋血管輸注細胞,提高了幹細胞滯留率和臨床療效。

  移植幹細胞在心髒局部存活率 移植細胞不僅滯留率低,且在缺血心肌惡劣環境中存活率低下,如何提高移植細胞的存活率也是幹細胞治療的重要方麵,迄今仍無最佳方法。

  小結

  幹細胞治療是近年來生命科學中發展最快的領域之一,幹細胞作為細胞治療或組織器官替代治療的種子細胞,顯示出了良好的發展前景。

  幹細胞用於心血管再生醫學的研究已取得較大進展,人類美好的再生夢想正逐漸成為現實,但真正做到全麵臨床應用,仍有許多科學問題亟待解決,如最佳種子細胞和移植途徑的選擇、移植細胞滯留率和存活率的提高、移植排斥反應問題及相關法律和倫理學問題等。隨著上述關鍵問題的解決,幹細胞移植和再生醫學必將成為心髒病患者重要的治療手段。

關鍵字:幹細胞,心髒病

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