心血管

心脏病的干细胞治疗:梦想与现实

作者:中国医学科学院阜外心血管病医院 郑哲 郑帅 来源:中国医学论坛报 日期:2011-03-08
导读

         干细胞用于心血管再生医学的研究已取得较大进展,人类美好的再生梦想正逐渐成为现实,但真正做到全面临床应用,仍有许多科学问题亟待解决,如最佳种子细胞和移植途径的选择、移植细胞滞留率和存活率的提高、移植排斥反应问题及相关法律和伦理学问题等。随着上述关键问题的解决,干细胞移植和再生医学必将成为心脏病患者重要的治疗手段。

关键字:  干细胞 | 心脏病 

  再生是人类古老的话题,古希腊神话中就有普罗米修斯的肝脏被鹰啄食而再生的传说。在现实世界中,生物体某些组织器官确有再生能力,如壁虎尾巴断了还可以再长,肝脏受损后可部分再生。那么,心脏能再生吗?

  起步:面纱被掀开

  传统观念认为,成熟心脏是终末分化器官,无再生能力。2009年瑞典科学家利用放射性同位素发现成人心肌细胞有一定有丝分裂能力,即心脏有自我再生能力。但此种再生能力极有限,当各种原因引起心肌损伤后,坏死心肌很难通过这种微弱的有丝分裂得以再生修复。传统药物治疗、经皮冠脉介入和冠脉旁路移植术(CABG)仅能改善心肌缺血和心力衰竭(心衰)症状,不能使坏死心肌再生,无法逆转由心肌细胞丢失所致心室重塑和心衰,心肌再生已成为近年来心血管领域研究的热点之一。心肌坏死后,如果在坏死心肌局部种植干细胞并将其诱导分化为心肌细胞,对于促进心脏再生修复、恢复心脏功能具有重要意义。

  自2000年起,法国巴黎蓬皮杜医院最早在CABG同时移植自体成肌细胞,随后多个中心开始将干细胞用于临床,所移植的细胞均为自体来源,包括骨髓单个核细胞、内皮前体细胞等;所涉及的移植途径也趋于多样化,包括经冠脉注射、经心内膜下注射等。

  发展:疗效获肯定

  临床已证明干细胞治疗心脏病可取得一定疗效,一项荟萃分析提示,骨髓来源干细胞对缺血性心脏病心功能的改善为3.6%。在早期动物实验中有研究者提出,干细胞移植后能分化为心肌细胞,但目前大多数学者认为临床应用的干细胞在体内不能分化为心肌细胞,动物实验中看到的心肌样细胞可能是细胞融合现象,干细胞移植对心功能的改善可能通过其他机制,如移植细胞分泌细胞因子促血管新生、改善缺血心肌存活、诱导心脏自身干细胞向缺血区迁移等。

  展望:难题待攻克

  干细胞选择 目前心血管研究领域常用干细胞有很多种,其中骨髓间充质干细胞、骨髓单个核细胞、内皮祖细胞、骨骼肌成肌细胞及心脏祖细胞虽可改善心脏功能,但能否分化为成熟有功能的心肌细胞仍存疑问。动物实验表明,胚胎干细胞和诱导多能干细胞能够分化为成熟有功能的心肌细胞,但因存在免疫原性,有致瘤风险、涉及伦理和法律等问题,目前尚未将这两种细胞用于临床。

  移植途径 影响干细胞疗效的关键问题之一是心肌梗死区域要有足够数量的存活干细胞。

  经冠脉途径注射,细胞分布均匀、利于存活,已为多数研究者采用,但对于直径较大的细胞类型,如骨髓间充质干细胞,可能会引起冠脉阻塞、心肌微梗死和心律失常。直接心肌注射易造成细胞机械性损伤及缺血缺氧,导致细胞死亡。而经冠状静脉逆行注射和经外周静脉注射,因滞留于心脏的细胞数量较少而在临床应用不多,移植后干细胞在移植区仅有约1%~5%滞留。阜外心血管病医院创新性采用CABG术中、在心脏停跳下经冠脉桥血管输注细胞,提高了干细胞滞留率和临床疗效。

  移植干细胞在心脏局部存活率 移植细胞不仅滞留率低,且在缺血心肌恶劣环境中存活率低下,如何提高移植细胞的存活率也是干细胞治疗的重要方面,迄今仍无最佳方法。

  小结

  干细胞治疗是近年来生命科学中发展最快的领域之一,干细胞作为细胞治疗或组织器官替代治疗的种子细胞,显示出了良好的发展前景。

  干细胞用于心血管再生医学的研究已取得较大进展,人类美好的再生梦想正逐渐成为现实,但真正做到全面临床应用,仍有许多科学问题亟待解决,如最佳种子细胞和移植途径的选择、移植细胞滞留率和存活率的提高、移植排斥反应问题及相关法律和伦理学问题等。随着上述关键问题的解决,干细胞移植和再生医学必将成为心脏病患者重要的治疗手段。

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