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(guò)1700萬(wàn)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生和研究人員等提出了巨大挑戰。心臟病發(fā)作會(huì )對心肌造成損害，使其在整個(gè)循環(huán)系統中泵血的效率降低。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(wú)法滿(mǎn)足身體對血流的需求。

目前治療心力衰竭的重點(diǎn)是控制癥狀（如降低血壓），但沒(méi)有解決根本問(wèn)題：心臟失去了太多功能性心肌細胞。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。心臟細胞一旦受損，就無(wú)法被身體替代。需要新的治療策略來(lái)恢復功能，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？
• 我們如何使用干細胞來(lái)了解心臟功能和疾??？
• 干細胞治療心血管疾病的臨床案例
• 查詢(xún)干細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)現的元素組成的積聚物在血液中。如果血液中沒(méi)有氧氣和其他營(yíng)養物質(zhì)，心臟細胞就會(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(zhù)時(shí)間的推移，患者會(huì )遇到更多與心臟相關(guān)的健康問(wèn)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(wú)法向全身輸送足夠的氧氣和其他營(yíng)養物質(zhì)。為了補償，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(guò)保留更多的水和鹽來(lái)應對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?chē)e聚。這種一般的臨床表現稱(chēng)為充血性心力衰竭。

許多情況會(huì )導致充血性心力衰竭。其中最常見(jiàn)的是心臟病發(fā)作、高血壓、瓣膜病和稱(chēng)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，醫生經(jīng)常使用一種稱(chēng)為血管成形術(shù)的手術(shù)來(lái)破壞血凝塊并擴大阻塞的動(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(chēng)為支架的小金屬絲網(wǎng)管的插入相結合，這有助于保持動(dòng)脈暢通并減少再次阻塞的機會(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(kāi)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(lái)修復或更換心臟瓣膜或用移植物繞過(guò)冠狀動(dòng)脈。在嚴重的情況下，患者可能會(huì )植入心臟起搏器或除顫器來(lái)控制心律。

我們如何使用干細胞來(lái)了解和治療心臟功能和疾??？

研究人員正在以?xún)煞N重要方式使用干細胞來(lái)改善心臟健康。首先，他們正在將干細胞轉化為“培養皿中的心肌”。如果患者有心臟病的遺傳原因，他們的干細胞來(lái)源的心肌也會(huì )有這種疾病，這種心肌可以用來(lái)發(fā)現新的藥物。

其次，干細胞提供了替換受損心臟組織的方法。研究人員希望使用細胞療法修復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。

您的心臟由多種類(lèi)型的細胞構成。為了修復受損的心臟組織，研究人員通常關(guān)注三種特定的心臟細胞類(lèi)型：

• 心肌細胞，構成心房的搏動(dòng)肌肉細胞，血液進(jìn)入心臟的腔室，以及血液從心臟泵出的心室。心肌細胞目前正成為心臟病細胞療法的目標。
• 心臟起搏器細胞，它發(fā)送和接收電信號以保持您的心臟有節律地跳動(dòng)。
• 內皮細胞，排列在血管內并幫助向心肌細胞輸送氧氣。

研究人員正在試驗多種干細胞療法來(lái)移植新細胞，利用組織工程提高移植細胞的存活率或功能，并刺激現有細胞產(chǎn)生新的心肌細胞。

研究人員可以從以下來(lái)源在實(shí)驗室中培養心肌細胞：

• 胚胎干 (ES) 細胞，源自胚胎的細胞，可以產(chǎn)生體內的所有細胞。
• 誘導性多能干細胞 (iPS)是一種成人組織特異性細胞，在實(shí)驗室中經(jīng)過(guò)重新編程，表現得像胚胎干細胞，并且有能力成為體內任何類(lèi)型的細胞，包括心肌細胞。

引人注目的是，這些干細胞衍生的心肌細胞會(huì )在培養皿中一致跳動(dòng)，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的替代組織。然而，尚不清楚實(shí)驗室培養的心肌細胞如果被移植到跳動(dòng)的人類(lèi)心臟中，是否會(huì )與周?chē)毎匣騾f(xié)調跳動(dòng)。

由 iPS 細胞制成的心肌細胞對于創(chuàng )建人類(lèi)心臟病模型以更好地準確了解問(wèn)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(lèi)型的干細胞和祖細胞（見(jiàn)上文）移植到患者體內以修復受損的心肌。這些策略主要使用“成人”干細胞（存在于骨髓、脂肪或心臟本身）或“多能”（ES或iPS）細胞。

成人干細胞實(shí)驗的初步結果表明，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。這導致了這樣的想法，即這些細胞可以釋放可以改善功能的信號，而無(wú)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胞，然后從心臟移植。這些試驗表明，將細胞移植到受損的心臟中是可行的，而且對患者來(lái)說(shuō)通常是安全的。然而，隨機、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在的共識是，成體干細胞對心臟功能具有適度的益處（如果有的話(huà)）。

研究表明，多能干細胞衍生的心肌細胞可以形成跳動(dòng)的人類(lèi)心肌細胞，這些細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(dòng)物模型中，多能干細胞衍生的心臟細胞移植已證明對心臟功能有顯著(zhù)益處。最近，多能干細胞衍生的干預措施首次用于臨床試驗。來(lái)自干細胞的人類(lèi)心肌細胞“補丁”被移植到衰竭心臟的表面。早期結果表明，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(guò)早。

正在進(jìn)行的研究旨在通過(guò)結合不同類(lèi)型的干細胞、重復移植或改善干細胞斑塊來(lái)測試細胞療法以治療心臟病發(fā)作。使用這些改進(jìn)方法的臨床試驗目前定于2020年左右開(kāi)始。

干細胞治療心臟病的臨床研究進(jìn)展

目前，全球多個(gè)干細胞治療心血管疾病臨床研究項目正在開(kāi)展中，其中絕大多數采用的是間充質(zhì)干細胞。在clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊的間充質(zhì)干細胞治療心血管疾病的臨床試驗有1172項，絕大多數處在臨床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）的干細胞治療的安全性和有效性進(jìn)行了評估后，結果發(fā)現接受間充質(zhì)干細胞治療的患者總體左心室射血分數有顯著(zhù)的改善。

臨床案例一：2015年，海軍總醫院發(fā)表了一項臍帶間充質(zhì)干細胞治療急性心梗的雙盲隨機對照臨床實(shí)驗結果，治療組共58位患者接受了18個(gè)月的隨訪(fǎng)，發(fā)現治療組的心肌活力增加、梗死面積縮小，左室射血分數(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)干細胞（UC-MSC）治療心臟病的隨機臨床試驗中，心力衰竭和射血分數降低的患者被隨機分為兩組，每組n=15：靜脈輸注同種異體UC-MSCs (1×106細胞/kg)或安慰劑。UC-MSCs治療的患者未出現與細胞注射相關(guān)的不良事件。

在隨訪(fǎng)的第3、6和12個(gè)月時(shí)經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖和心臟MRI評估，只有經(jīng)臍帶間充質(zhì)干細胞治療組顯示出左心室射血分數的顯著(zhù)改善。兩組間超聲心動(dòng)圖左心室射血分數從基線(xiàn)到第12個(gè)月的變化差異顯著(zhù)。

結果表明心力衰竭和射血分數降低的患者靜脈輸注臍帶間充質(zhì)干細胞是安全的，且可觀(guān)察到接受臍帶間充質(zhì)干細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月河南省人民醫院收治的59例擴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上經(jīng)冠狀動(dòng)脈注入臍帶間充質(zhì)干細胞；對照組患者在藥物治療基礎上經(jīng)冠狀動(dòng)脈注入等量生理鹽水。

治療后1、6個(gè)月觀(guān)察2組患者心功能變化、左心室射血分數(LVEF)、左心室舒張末期內徑(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心功能分級均顯著(zhù)優(yōu)于對照組。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計學(xué)意義(P＜0.05)；治療后1個(gè)月治療組患者LVEF、6 min步行距離較對照組顯著(zhù)增加，血清NT-proBNP水平較對照組顯著(zhù)降低；治療后6個(gè)月治療組患者LVEDD、血清NT-proBNP水平較對照組顯著(zhù)降低，LVEF、6 min步行距離較對照組顯著(zhù)增加。

6個(gè)月隨訪(fǎng)結果顯示，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(zhù)低于對照組。由此說(shuō)明臍帶MSCs可改善慢性擴張型心肌病合并心力衰竭患者的心功能和心室重構，降低短期病死率。

查詢(xún)干細胞治療心臟病的臨床研究進(jìn)展鏈接

• 世界衛生組織
• 美國心臟協(xié)會(huì )
• 美國國家醫學(xué)圖書(shū)館/國立衛生研究院

干細胞治療心臟病的領(lǐng)域的前景潛力十足，能夠再生心肌細胞，促進(jìn)心臟功能恢復等，將會(huì )為心臟疾病患者帶來(lái)新的希望。

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