概述：心血管疾病是全世界男性和女性的頭號死因，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醫(yī)生和研究人員等提出了巨大挑戰(zhàn)。心臟病發(fā)作會對心肌造成損害，使其在整個循環(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，通常會發(fā)展為心力衰竭，心臟無法滿足身體對血流的需求。
目前治療心力衰竭的重點是控制癥狀（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??？
- 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，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養(yǎng)物質(zhì)，心臟細(xì)胞就會死亡，并且大片的心臟組織會受損。
心臟病發(fā)作后，疤痕組織通常會取代心肌的受損部分，而這種疤痕組織會削弱心臟保持正常跳動和有效泵血的能力。心臟最終會更加努力地工作，這會削弱心臟剩余的健康部分，隨著時間的推移，患者會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養(yǎng)物質(zhì)。為了補(bǔ)償，心臟的腔室可能會伸展以容納更多的血液，或者腔室的壁可能會變厚并變得僵硬。最終，腎臟通過保留更多的水和鹽來應(yīng)對較弱的血液泵送作用，并且液體會在手臂、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)大阻塞的動脈。血管成形術(shù)包括將一個小氣球插入受影響的動脈并為其充氣。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，這有助于保持動脈暢通并減少再次阻塞的機(jī)會。
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脈。在嚴(yán)重的情況下，患者可能會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)送和接收電信號以保持您的心臟有節(jié)律地跳動。
- 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驗室中培養(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，在實驗室中經(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)胞會在培養(yǎng)皿中一致跳動，就像它們在活的心肌中一樣。這一特性是必不可少的，因為研究人員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，尚不清楚實驗室培養(yǎng)的心肌細(xì)胞如果被移植到跳動的人類心臟中，是否會與周圍細(xì)胞整合或協(xié)調(diào)跳動。
由 iPS 細(xì)胞制成的心肌細(xì)胞對于創(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)胞實驗的初步結(jié)果表明，盡管它們在移植后不久就死亡了，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，而無需更換丟失的肌肉。臨床試驗始于 2000 年代初，從骨髓移植成體干細(xì)胞，然后從心臟移植。這些試驗表明，將細(xì)胞移植到受損的心臟中是可行的，而且對患者來說通常是安全的。然而，隨機(jī)、盲法和安慰劑對照的大型試驗顯示功能改善的跡象較少?，F(xiàn)在的共識是，成體干細(xì)胞對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)胞可以形成跳動的人類心肌細(xì)胞，這些細(xì)胞既可以釋放必要的信號，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物模型中，多能干細(xì)胞衍生的心臟細(xì)胞移植已證明對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。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?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，全球多個干細(xì)胞治療心血管疾病臨床研究項目正在開展中，其中絕大多數(shù)采用的是間充質(zhì)干細(xì)胞。在clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊的間充質(zhì)干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床試驗有1172項，絕大多數(shù)處在臨床Ⅱ期。
在對23項臨床研究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)表了一項臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療急性心梗的雙盲隨機(jī)對照臨床實驗結(jié)果，治療組共58位患者接受了18個月的隨訪，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。
臨床試驗二：2017年發(fā)表的一項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個月時經(jīng)胸超聲心動圖和心臟MRI評估，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。兩組間超聲心動圖左心室射血分?jǐn)?shù)從基線到第12個月的變化差異顯著。
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)和對照組(29例)。治療組患者在藥物治療基礎(chǔ)上經(jīng)冠狀動脈注入臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞；對照組患者在藥物治療基礎(chǔ)上經(jīng)冠狀動脈注入等量生理鹽水。
治療后1、6個月觀察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個月紐約心臟病協(xié)會(NYHA)心功能分級較治療前均有所改善；治療后1、6個月治療組患者NYHA心功能分級均顯著優(yōu)于對照組。2組患者治療后1、6個月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)計學(xué)意義(P＜0.05)；治療后1個月治療組患者LVEF、6 min步行距離較對照組顯著增加，血清NT-proBNP水平較對照組顯著降低；治療后6個月治療組患者LVEDD、血清NT-proBNP水平較對照組顯著降低，LVEF、6 min步行距離較對照組顯著增加。
6個月隨訪結(jié)果顯示，對照組患者病死率為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，將會為心臟疾病患者帶來新的希望。
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