概述：心血管疾病是全世界男性和女性的頭號(hào)死因，每年奪去超過1700萬人的生命。急性心肌梗塞（心臟病發(fā)作）和充血性心力衰竭的影響對(duì)醫(yī)生和研究人員等提出了巨大挑戰(zhàn)。心臟病發(fā)作會(huì)對(duì)心肌造成損害，使其在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中泵血的效率降低。心臟的再生能力極低，因此失去的肌肉被疤痕組織取代。這使得患者的心臟功能下降，通常會(huì)發(fā)展為心力衰竭，心臟無法滿足身體對(duì)血流的需求。
目前治療心力衰竭的重點(diǎn)是控制癥狀（如降低血壓），但沒有解決根本問題：心臟失去了太多功能性心肌細(xì)胞。盡管在如何控制心臟病方面取得了重大進(jìn)展，但心臟病是進(jìn)行性的。心臟細(xì)胞一旦受損，就無法被身體替代。需要新的治療策略來恢復(fù)功能，而不是控制這種慢性疾病。
在這個(gè)部分：
- 什么是急性心肌梗塞？
- 什么是充血性心力衰竭？
- 目前如何治療急性心肌梗塞和充血性心力衰竭？
- 我們?nèi)绾问褂酶杉?xì)胞來了解心臟功能和疾病？
- 干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床案例
- 查詢干細(xì)胞治療心臟病的臨床研究進(jìn)展鏈接
什么是急性心肌梗塞？
急性心肌梗塞或心臟病發(fā)作發(fā)生在為心臟供血的血管被阻塞時(shí)，通常是在斑塊上形成的血凝塊，斑塊是由脂肪、膽固醇、鈣和其他發(fā)現(xiàn)的元素組成的積聚物在血液中。如果血液中沒有氧氣和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，心臟細(xì)胞就會(huì)死亡，并且大片的心臟組織會(huì)受損。
心臟病發(fā)作后，疤痕組織通常會(huì)取代心肌的受損部分，而這種疤痕組織會(huì)削弱心臟保持正常跳動(dòng)和有效泵血的能力。心臟最終會(huì)更加努力地工作，這會(huì)削弱心臟剩余的健康部分，隨著時(shí)間的推移，患者會(huì)遇到更多與心臟相關(guān)的健康問題。
什么是充血性心力衰竭？
心力衰竭是一種心臟泵血功能比正常情況下弱的病癥。血液循環(huán)變慢，心臟壓力增加，因此心臟無法向全身輸送足夠的氧氣和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。為了補(bǔ)償，心臟的腔室可能會(huì)伸展以容納更多的血液，或者腔室的壁可能會(huì)變厚并變得僵硬。最終，腎臟通過保留更多的水和鹽來應(yīng)對(duì)較弱的血液泵送作用，并且液體會(huì)在手臂、腿、腳踝、腳甚至肺部周圍積聚。這種一般的臨床表現(xiàn)稱為充血性心力衰竭。
許多情況會(huì)導(dǎo)致充血性心力衰竭。其中最常見的是心臟病發(fā)作、高血壓、瓣膜病和稱為心肌病的遺傳病。
目前如何治療急性心肌梗塞和充血性心力衰竭？
建議改變生活方式，例如降低鹽和脂肪的攝入量、定期鍛煉、減少飲酒和戒煙，以減少心臟病發(fā)作和充血性心力衰竭早期階段的幾率。目標(biāo)是減緩疾病的任何進(jìn)展、減輕癥狀和改善生活質(zhì)量。
為治療急性心肌梗死，醫(yī)生經(jīng)常使用一種稱為血管成形術(shù)的手術(shù)來破壞血凝塊并擴(kuò)大阻塞的動(dòng)脈。血管成形術(shù)包括將一個(gè)小氣球插入受影響的動(dòng)脈并為其充氣。血管成形術(shù)可以與稱為支架的小金屬絲網(wǎng)管的插入相結(jié)合，這有助于保持動(dòng)脈暢通并減少再次阻塞的機(jī)會(huì)。
其他心臟病發(fā)作后治療包括定期使用血液稀釋劑（例如，低劑量阿司匹林）以防止形成新血塊，以及使用其他藥物幫助控制血壓和血膽固醇水平。β 受體阻滯劑通常在心臟病發(fā)作后開具處方或用于治療高血壓，而 ACE 抑制劑可以防止心力衰竭的進(jìn)展。
對(duì)于中度至重度充血性心力衰竭，可能需要手術(shù)來修復(fù)或更換心臟瓣膜或用移植物繞過冠狀動(dòng)脈。在嚴(yán)重的情況下，患者可能會(huì)植入心臟起搏器或除顫器來控制心律。
我們?nèi)绾问褂酶杉?xì)胞來了解和治療心臟功能和疾?。?/strong>
研究人員正在以兩種重要方式使用干細(xì)胞來改善心臟健康。首先，他們正在將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為“培養(yǎng)皿中的心肌”。如果患者有心臟病的遺傳原因，他們的干細(xì)胞來源的心肌也會(huì)有這種疾病，這種心肌可以用來發(fā)現(xiàn)新的藥物。
其次，干細(xì)胞提供了替換受損心臟組織的方法。研究人員希望使用細(xì)胞療法修復(fù)或替換因充血性心力衰竭和心臟病發(fā)作而受損的心臟組織。與上面列出的治療不同，細(xì)胞療法可以為心臟缺陷提供持久的治療，而不是針對(duì)癥狀的治療。
細(xì)胞核用洋紅色標(biāo)記。
您的心臟由多種類型的細(xì)胞構(gòu)成。為了修復(fù)受損的心臟組織，研究人員通常關(guān)注三種特定的心臟細(xì)胞類型：
- 心肌細(xì)胞，構(gòu)成心房的搏動(dòng)肌肉細(xì)胞，血液進(jìn)入心臟的腔室，以及血液從心臟泵出的心室。心肌細(xì)胞目前正成為心臟病細(xì)胞療法的目標(biāo)。
- 心臟起搏器細(xì)胞，它發(fā)送和接收電信號(hào)以保持您的心臟有節(jié)律地跳動(dòng)。
- 內(nèi)皮細(xì)胞，排列在血管內(nèi)并幫助向心肌細(xì)胞輸送氧氣。
研究人員正在試驗(yàn)多種干細(xì)胞療法來移植新細(xì)胞，利用組織工程提高移植細(xì)胞的存活率或功能，并刺激現(xiàn)有細(xì)胞產(chǎn)生新的心肌細(xì)胞。
研究人員可以從以下來源在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)心肌細(xì)胞：
- 胚胎干 (ES) 細(xì)胞，源自胚胎的細(xì)胞，可以產(chǎn)生體內(nèi)的所有細(xì)胞。
- 誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞 (iPS)是一種成人組織特異性細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)過重新編程，表現(xiàn)得像胚胎干細(xì)胞，并且有能力成為體內(nèi)任何類型的細(xì)胞，包括心肌細(xì)胞。
引人注目的是，這些干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞會(huì)在培養(yǎng)皿中一致跳動(dòng)，就像它們?cè)诨畹男募≈幸粯?。這一特性是必不可少的，因?yàn)檠芯咳藛T正在探索他們是否有朝一日可以培育出用于移植到患者體內(nèi)的替代組織。然而，尚不清楚實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的心肌細(xì)胞如果被移植到跳動(dòng)的人類心臟中，是否會(huì)與周圍細(xì)胞整合或協(xié)調(diào)跳動(dòng)。
由 iPS 細(xì)胞制成的心肌細(xì)胞對(duì)于創(chuàng)建人類心臟病模型以更好地準(zhǔn)確了解問題所在以及測(cè)試不同藥物或其他治療方法也非常有用。它們還可用于幫助預(yù)測(cè)哪些患者可能因治療其他疾?。ㄈ绨┌Y）的藥物而產(chǎn)生心臟毒性副作用。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療心臟病的方法概述
由于心臟病發(fā)作后的心力衰竭是由心肌細(xì)胞死亡引起的，研究人員一直在制定使受損心壁“再肌化”的策略，以努力改善其功能。研究人員正在將不同類型的干細(xì)胞和祖細(xì)胞（見上文）移植到患者體內(nèi)以修復(fù)受損的心肌。這些策略主要使用“成人”干細(xì)胞（存在于骨髓、脂肪或心臟本身）或“多能”（ES或iPS）細(xì)胞。
成人干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果表明，盡管它們?cè)谝浦埠蟛痪镁退劳隽?，但它們似乎可以改善心臟功能。這導(dǎo)致了這樣的想法，即這些細(xì)胞可以釋放可以改善功能的信號(hào)，而無需更換丟失的肌肉。臨床試驗(yàn)始于 2000 年代初，從骨髓移植成體干細(xì)胞，然后從心臟移植。這些試驗(yàn)表明，將細(xì)胞移植到受損的心臟中是可行的，而且對(duì)患者來說通常是安全的。然而，隨機(jī)、盲法和安慰劑對(duì)照的大型試驗(yàn)顯示功能改善的跡象較少?，F(xiàn)在的共識(shí)是，成體干細(xì)胞對(duì)心臟功能具有適度的益處（如果有的話）。
研究表明，多能干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞可以形成跳動(dòng)的人類心肌細(xì)胞，這些細(xì)胞既可以釋放必要的信號(hào)，又可以替代因心臟病發(fā)作而失去的肌肉。從小鼠到猴子的心臟病動(dòng)物模型中，多能干細(xì)胞衍生的心臟細(xì)胞移植已證明對(duì)心臟功能有顯著益處。最近，多能干細(xì)胞衍生的干預(yù)措施首次用于臨床試驗(yàn)。來自干細(xì)胞的人類心肌細(xì)胞“補(bǔ)丁”被移植到衰竭心臟的表面。早期結(jié)果表明，這種方法是可行且安全的，但要知道是否有功能上的好處還為時(shí)過早。
正在進(jìn)行的研究旨在通過結(jié)合不同類型的干細(xì)胞、重復(fù)移植或改善干細(xì)胞斑塊來測(cè)試細(xì)胞療法以治療心臟病發(fā)作。使用這些改進(jìn)方法的臨床試驗(yàn)?zāi)壳岸ㄓ?020年左右開始。
干細(xì)胞治療心臟病的臨床研究進(jìn)展
目前，全球多個(gè)干細(xì)胞治療心血管疾病臨床研究項(xiàng)目正在開展中，其中絕大多數(shù)采用的是間充質(zhì)干細(xì)胞。在clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊(cè)的間充質(zhì)干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床試驗(yàn)有1172項(xiàng)，絕大多數(shù)處在臨床Ⅱ期。
在對(duì)23項(xiàng)臨床研究1148例患者（包括了528例急性心肌梗死和639例缺血性心力衰竭）的干細(xì)胞治療的安全性和有效性進(jìn)行了評(píng)估后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)接受間充質(zhì)干細(xì)胞治療的患者總體左心室射血分?jǐn)?shù)有顯著的改善。
臨床案例一：2015年，海軍總醫(yī)院發(fā)表了一項(xiàng)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療急性心梗的雙盲隨機(jī)對(duì)照臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果，治療組共58位患者接受了18個(gè)月的隨訪，發(fā)現(xiàn)治療組的心肌活力增加、梗死面積縮小，左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)明顯升高，左室舒張末期容積(LVDSV)和左室收縮末期容積(LVESV)明顯減小。眾多臨床研究表明臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療心血管疾病是一種安全有效的方法。
臨床試驗(yàn)二：2017年發(fā)表的一項(xiàng)靜脈輸注臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞（UC-MSC）治療心臟病的隨機(jī)臨床試驗(yàn)中，心力衰竭和射血分?jǐn)?shù)降低的患者被隨機(jī)分為兩組，每組n=15：靜脈輸注同種異體UC-MSCs (1×106細(xì)胞/kg)或安慰劑。UC-MSCs治療的患者未出現(xiàn)與細(xì)胞注射相關(guān)的不良事件。
在隨訪的第3、6和12個(gè)月時(shí)經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖和心臟MRI評(píng)估，只有經(jīng)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療組顯示出左心室射血分?jǐn)?shù)的顯著改善。兩組間超聲心動(dòng)圖左心室射血分?jǐn)?shù)從基線到第12個(gè)月的變化差異顯著。
結(jié)果表明心力衰竭和射血分?jǐn)?shù)降低的患者靜脈輸注臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞是安全的，且可觀察到接受臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療心力衰竭患者在左心室功能、功能狀態(tài)和生活質(zhì)量的改善。
臨床試驗(yàn)三：2017年一篇研究中選擇2013年12月至2014年12月河南省人民醫(yī)院收治的59例擴(kuò)張型心肌病合并收縮性心力衰竭患者，將患者分為治療組(30例)和對(duì)照組(29例)。治療組患者在藥物治療基礎(chǔ)上經(jīng)冠狀動(dòng)脈注入臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞；對(duì)照組患者在藥物治療基礎(chǔ)上經(jīng)冠狀動(dòng)脈注入等量生理鹽水。
治療后1、6個(gè)月觀察2組患者心功能變化、左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左心室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)、6 min步行距離、血清氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)和再次住院率、病死率。2組患者治療后1、6個(gè)月紐約心臟病協(xié)會(huì)(NYHA)心功能分級(jí)較治療前均有所改善；治療后1、6個(gè)月治療組患者NYHA心功能分級(jí)均顯著優(yōu)于對(duì)照組。2組患者治療后1、6個(gè)月LVEDD、LVEF、血清NT-proBNP和6 min步行距離與治療前比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；治療后1個(gè)月治療組患者LVEF、6 min步行距離較對(duì)照組顯著增加，血清NT-proBNP水平較對(duì)照組顯著降低；治療后6個(gè)月治療組患者LVEDD、血清NT-proBNP水平較對(duì)照組顯著降低，LVEF、6 min步行距離較對(duì)照組顯著增加。
6個(gè)月隨訪結(jié)果顯示，對(duì)照組患者病死率為24.14％，治療組患者病死率為6.67％，治療組患者病死率顯著低于對(duì)照組。由此說明臍帶MSCs可改善慢性擴(kuò)張型心肌病合并心力衰竭患者的心功能和心室重構(gòu)，降低短期病死率。
查詢干細(xì)胞治療心臟病的臨床研究進(jìn)展鏈接
干細(xì)胞治療心臟病的領(lǐng)域的前景潛力十足，能夠再生心肌細(xì)胞，促進(jìn)心臟功能恢復(fù)等，將會(huì)為心臟疾病患者帶來新的希望。
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