干细胞治疗冠心病

“让干细胞修复破碎的心脏”,这是科学家在最近出版的世界科学权威杂志Nature上发出的呼声。这是人类的希望,也是心脏病患者的期盼。

全世界每年有1 700万人死于心血管疾病。近年来,虽然药物治疗、介入技术和外科手术水平不断提高,使急性心梗的早期病死率下降,然而循证医学表明,在成功接受血运重建治疗的心肌梗死患者中,仍有超过30%的患者经历着心梗后室壁变薄、室腔扩大的心室重构过程。因为早期血管重建只能挽救冬眠缺血的心肌,而己经坏死心肌必将被纤维结缔组织替代,形成疤痕,最终发展为慢性缺血性心力衰竭。这是目前冠心病死亡的最主要原因。

如何在血管重建后,修复坏死的心脏呢?专家们认识到,这就像种庄稼,有了土壤和水渠灌概,还要播下种子,才能收获果实;在开通了闭塞的血管后,还应向坏死心肌播种新的细胞。这种细胞具有自我更新、分化能力来代替心肌疤痕,使心室壁不变薄,心脏收缩有力。这是冠心病心肌梗死、慢性缺血性心力衰竭治疗史上一个里程碑性的突破,被称为当代生物医学发展最前沿的干细胞修复心肌。干细胞还分泌多种重要的生物因子,促进心脏血管再生,真正达到修复心肌目的。

干细胞是一类具有自我复制能力、能够分化成为至少一种功能细胞的早期未分化细胞。在一定的条件下可以定向分化成机体内的功能细胞,形成任何类型的组织和器官,即具有“可塑性”。根据在个体发育过程中出现的先后次序不同,干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。当受精卵分裂发育为囊胚时,内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞;成体干细胞是指那些具有组织或器官特异性的干细胞。因胚胎干细胞存在伦理道德及免疫排斥等问题尚不能应用于临床,目前多选用成体干细胞,其中研究应用较多的为骨髓单个核细胞、骨髓间充质干细胞、骨骼肌干细胞、CD133+、侧群细胞、内皮祖细胞、脐血干细胞等。

2008年美国医学会杂志公布了世界范围干细胞移植治疗冠心病的临床报道,其中有17项细胞移植治疗急性心肌梗死,16项细胞移植治疗心力衰竭临床研究。研究发现,干细胞移植有助于改善心肌梗死后心衰临床症状,以及心脏收缩和舒张功能,阻止左室重构,改善预后。其共识是:无论是哪种成体干细胞,均可不同程度改善心脏收缩功能,平均提高左室射血分数绝对值5%~6%,治疗急性心肌梗死、陈旧性心肌梗死及心肌梗死后心衰是安全有益的。

我院于2002年国内首例开展经冠状动脉自体骨髓单个核细胞移植治疗急性心肌梗死后,已从应用自体骨髓单个核细胞、骨髓间充质干细胞,到最新的从胎儿脐带提取更原始的间充质干细胞,治疗了大量的冠心病患者,尤其是一些曾进行过搭桥、支架置入、药物治疗无效的终末期冠心病患者,明显改善了症状。

干细胞治疗心脏病的核心是种子细胞,何种种子细胞最好,是世界研究、争论焦点,也是我们长期研究的重点。骨髓单个核细胞虽方便易行,但其成分复杂,分化潜能有限;骨骼肌干细胞有严重致心律失常性;CD133+可致冠脉支架再狭窄;骨髓间充质干细胞虽然分化潜能强,最具优越性,但自体骨髓间充质干细胞是来自于患者本人骨髓,而冠心病患者尤其老年人骨髓间充质干细胞数量很少,增殖能力较差,需要体外长期培养,导致细胞体积过大易形成冠脉栓塞。我们经过深入研究,从婴儿脐带的一种特殊组织中分离培养纯化出较自体间充质干细胞分化增殖、生物学效应明显为好的间充质干细胞(UW-MSCs)。经国际细胞学会(ISCT)进行表型及免疫学鉴定,并经大量动物实验证实,这种同种异基因纯化的间充质干细胞既无免疫源性,又无伦理道德问题。目前,我们已为多例冠心病甚至经历了内科支架及外科搭挢后的顽固心绞痛及心衰的终末期患者移植了UW-MSCs,明显减少了心绞痛发作,提高了左室射血分数。