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大医生王世宏干细胞在治疗冠心病中的应

冠心病是一组最常见多发的疾病。尽管介入治疗和冠状动脉旁路移植术手术的开展使冠心病的治疗水平有了较大提高,仍有约50%的患者只能进行不完全的血运重建,约20%的冠心病患者根本无法进行上述治疗,治疗后常无心肌细胞水平血流灌注改善,最终进展为心力衰竭等,预后极差。骨髓多种干细胞被用来治疗冠心病心肌梗死并取得较好疗效。目前研究已经初步显示出干细胞治疗冠心病可能在于其分化成为血管内皮细胞、平滑肌细胞、心肌细胞,分泌细胞因子和与心肌细胞融合等机制。以上这些研究结果提示,骨髓各种类型干细胞多具有促进血管新生作用,极有可能成为临床冠心病心绞痛治疗的有效方法。其中骨髓CD+和CD34+干细胞有释放细胞因子,改善血管内皮功能,促进血管新生等作用,是目前最有潜力的治疗干细胞类型。现就该方面的进展综述如下:

1临床治疗的需要

近20年来,随着冠心病内科介入治疗和冠状动脉旁路移植术的发展和普及,已能够迅速地解决一部分严重狭窄甚至闭塞的冠状动脉病变,在一定程度上预防了该类病人心肌缺血加重甚至猝死。但也有相当一部分患者不能进行冠状动脉的完全血运重建,特别是对那些全程弥漫、小血管和微血管病变,利用上述方法常不能达到心肌细胞水平的有效血流灌注。严重病变则根本无法采用冠脉介入和外科搭桥手术,或者患者不愿在体内放置异物支架和进行创伤大的开胸手术,仅愿接受保守的药物治疗,病情常常不断进展。

2干细胞的心肌细胞和血管再生带给我们的希望

但如何更好地逆转高危冠状动脉病变,治疗急性冠脉综合征(ACS)和缺血性心肌病等仍是摆在心血管医师面前的一道难题。年Orlic等在《自然》杂志上发表了一篇令人振奋的研究报告,他们将骨髓提取的骨髓单个核细胞注射到结扎了冠状动脉前降支的的小鼠梗死心肌区域内,结果发现9天后其梗死区域心肌收缩功能改善,梗死面积缩小约68%,因此认为是移植的干细胞转化成了心肌细胞。

随即有许多类似的临床和实验研究支持骨髓干细胞的心肌修复和血管新生作用。但亦有研究采用遗传学的方法做标记得出了完全不同的结论——干细胞没有转化成心肌细胞,而可能是细胞融合和移植干细胞分泌因子的刺激作用。随后,尽管有相关的研究报告不断发表,对移植干细胞转化心肌细胞及其治疗效果一直争论不休。由于胚胎干细胞的伦理、采集的难度和成肌干细胞的严重心律失常副作用等,目前采用这些种类干细胞进行的临床干细胞移植研究已较少。近两年来,随着世界各国的基础和临床科学家的不断努力,干细胞治疗冠心病的安全性和有效性均较肯定。目前认为,骨髓单个核细胞、间充质干细胞、内皮祖细胞、心脏干细胞、CD+和CD34+干细胞等多种类型干细胞均安全且可以通过促血管新生、再生心肌细胞、分泌细胞因子等起作用。晚近,由于纯化的CD+和CD34+干细胞易于分选、纯化且纯度高,初步的临床研究认为其具有更高的疗效,但仍有待于更多大型随机对照的临床试验证实。现今仍需对干细胞作用机制,更有效干细胞种类和移植途径进行研究,以期找到最佳治疗方法。

3干细胞的血管新生作用

髓干细胞移植首先被用于治疗冠心病,急性心肌梗死,并取得较好疗效。目前认为其机制可能为移植的骨髓干细胞转化为心肌细胞;但也有部分学者对干细胞转化成心肌细胞持怀疑态度,并认为大部分患者心功能改善是通过促血管新生改善了心室的重构起作用的。而目前干细胞转化成为血管内皮细胞和平滑肌细胞,促进血管新生以及释放细胞因子调节血管舒缩功能的作用是确定并且被广泛接受的。

有许多冠心病人,由于他们心肌的冠状动脉供血不足,病人心绞痛症状明显,而传统的治疗方法无效,心肌逐渐发生纤维化,心肌细胞处于冬眠状态并可最终出现凋亡。由于干细胞可以通过促进血管新生起作用,有人曾尝试用干细胞治疗冠心病,心绞痛并取得较好疗效,缓解了心绞痛症状,提高了心功能。因此,干细胞治疗冠心病,改善心肌缺血,缓解心绞痛,提高心功能将成为今后干细胞治疗冠心病研究的一个重要方面。

4纯化干细胞成为最具潜力的促血管新生细胞

尽管曾认为内皮祖细胞是CD+、CD34+和KDR+细胞,但迄今为止,内皮祖细胞的表面标志尚不确定,目前认为内皮祖细胞为CD34+细胞,早期(未成熟阶段)表达CD,晚期则CD表达逐渐减弱至消失,而表达CD31,血管黏附分子、VWF等。因此CD34+细胞是包含有内皮祖细胞在内的一组特性不完全一致的细胞;而CD+细胞可能为包含有未成熟内皮祖细胞和较原始干/祖细胞(如血管血液干细胞等)的一组特性不完全一致的细胞,有再生血管和分化成为心肌细胞的能力。

骨髓干细胞,尤其是CD+和CD34+干细胞是一种较强的改善血管内皮,促进血运重建的种子细胞,骨髓CD+和CD34+干细胞移植是一种极有潜力地治疗冠心病,心绞痛的方法。我们采用经导管冠状动脉干细胞移植治疗了22例冠心病、心绞痛患者,痛苦少,安全且有效,但疗效不一。因此深入研究干细胞移植治疗冠心病的作用机制,探讨其促血管新生,重建冠状动脉网的作用,对选择最佳适应症,选择移植干细胞的种类,选择干细胞的注射途径和部位,更好地开展临床冠心病生物治疗具有重要意义。

目前对自体骨髓CD+和CD34+干细胞在活体状态下移植后的归巢、血管新生作用尚不清楚,预计今后将加强该方面研究,进一步阐明其治疗机制,为大规模临床治疗奠定坚实基础。

大医生简介

王世宏教授医学博士,主任医师,教授。擅长心血管急危重症的诊断与治疗、冠心病的介入诊断与治疗、经导管自体骨髓干细胞移植治疗冠心病。编写学术专著6部,在国际国内发表学术论文90余篇。《中国组织工程研究与临床康复》杂志编委。以第一作者获部级及军队科技进步三等奖2项。

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