慢性心力衰竭(CHF)是各种心血管疾病心功能失代偿的临床综合征。心脏重塑是CHF发生和发展的基本病理机制,重塑包括心肌细胞坏死、凋亡、纤维组织增生,房室腔几何构型改变、心腔扩大可导致心功能减退。神经—内分泌—细胞因子系统长期、慢性激活引起并加重心脏重塑,形成恶性循环。迄今为止,细胞病理学研究认为坏死心肌细胞不可再生,因此各种治疗方法不能从根本上逆转CHF的发展趋向。
郭衡山 广州市红十字会医院
慢性心力衰竭(CHF)是各种心血管疾病心功能失代偿的临床综合征。心脏重塑是CHF发生和发展的基本病理机制,重塑包括心肌细胞坏死、凋亡、纤维组织增生,房室腔几何构型改变、心腔扩大可导致心功能减退。神经—内分泌—细胞因子系统长期、慢性激活引起并加重心脏重塑,形成恶性循环。迄今为止,细胞病理学研究认为坏死心肌细胞不可再生,因此各种治疗方法不能从根本上逆转CHF的发展趋向。2001年以来,在心力衰竭的标准治疗措施之外,学者们寻求以造血干细胞移植方法治疗急性心肌梗死(AMI)后和其他病因所致的CHF。在动物实验中,多种类型的干细胞移植为心肌再生展示了良好的开端。
何种类型的干细胞是最合适移植的“种子细胞”?这是决定干细胞移植效果的关键。目前,动物实验或临床试用的有⑴自体骨髓单个核细胞(BM-MNC),易于分离,是常用的移植细胞:⑵外周血内皮组细胞(EPC),移植操作较简便;⑶自体骨骼肌成肌细胞(ASM)。以上均是自体细胞移植,不涉及免疫排斥反应和伦理学问题,但移植后心功能改善程度有限。⑷自体骨髓间充质干细胞(MMSC),是近年研究关注的焦点,它取材方便,是一种更好的干细胞来源。MMSC在扩增、诱导和定向分化等方面具有其他细胞无法比拟的优势,被认为是比较有前景的移植细胞。但是,MMSC移植后向心肌分化的效率仍较低,这是MMSC实际上集合了具有不同分化潜能的多种干细胞的缘故。近年一些学者力图从MMSC中筛选出具有心肌特异分化潜能的干细胞——骨髓源性心肌干细胞(MCSC),它比MMSC更能有效地分化成为具有自律性搏动的功能性心肌细胞。将MCSC自体植入实验性心肌梗死区边缘,它可以分化为心肌细胞并有效地改善实验动物的心功能。
采取何种途径植入干细胞?在动物实验中采用过多种移植途径:静脉注射、开胸心外膜注射或心肌梗死边缘区多位点注射、导管法心内膜下注射以及微灌注导管经冠状动脉内注射等方法。迄今研究认为,经导管冠状动脉内干细胞移植术可能是过渡到临床应用的重要方向。这种移植方式可与经皮冠状动脉腔内成形术及支架置入术同时完成。
一些初步临床研究(REPAIR-AMI、TOPCARE-AMI、BOOST等)显示干细胞移植可改善AMI后或其他病因所致CHF患者的心功能,降低血清脑钠肽水平,增加6分钟步行距离,但也有无效的报告(TOPCARE-CHD研究)。在第56届ACC年会上,Did N报告23例CHF患者经导管法植入不同数量级的自体骨骼肌成肌细胞(ASM),结果植入组生活质量和心功能改善,对照组心功能逐渐恶化。
干细胞移植能够改善心脏功能的机制仍须探讨。可能是移植后生长成功的干细胞释放细胞因子,促进心肌坏死区周围血管内皮细胞的迁移和增殖,微血管生成增加,改善了局部血液循环。同时,植入的干细胞归巢、趋化到缺血部位,在局部细胞因子的诱导下,有望分化为功能性心肌细胞,起到修复作用,使心脏功能得以改善。但亦有动物实验发现,MMSC移植后归巢到血管成形术后的动脉内膜上,分化为平滑肌样细胞,参与新生内膜构成,但加重再狭窄。
对于心肌梗死为主要病因的CHF,造血干细胞移植治疗的研究从总体来看仍处于初级阶段,基本上属于动物实验和进入小样本I期临床研究,能否真正安全有效地应用于临床,还存在很多有待深入探讨的问题。