干细胞治疗 | 心肌梗死不在是难题

近日,自体细胞再生医学公司Cesca Therapeutics公司在《International Journal of the Cardiovascular Academy》杂志上,发布了治疗急性心肌梗塞的试验结果。结果显示:患者在接受急性心肌梗死快速干细胞治疗(Acute Myocardial Infarction Rapid Stem cell Therapy,AMIRST)两周后恢复正常生活,左心射血分数(Left Ventricular Ejection Fraction,LVEF)升高,治疗前为35%,24个月后变为65%。

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一、干细胞治疗心脏病基础背景介绍 

心血管疾病是世界范围内导致死亡的主要原因,全球每年约有1700万人死于心血管疾病。其中因急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)和慢性心功能不全而导致的死亡占心血管疾病病死率的50%以上。

干细胞移植改善心脏功能的原理:1、分化为心肌样细胞/内皮细胞/平滑肌细胞;2、促进血管新生,限制心室重构;3、自分泌、旁分泌功能刺激心肌原位干细胞增殖。

2001年德国杜塞尔多夫大学医院的科学家,应用自体干细胞移植法成功治疗一名心肌梗死患者,这是世界上第一例自体干细胞移植治疗心脏病成功的病例。医生从患者的骨髓中取出干细胞,经过必要处理后,将其注入冠状动脉中,手术10个星期后,患者心肌梗死的面积缩小了近三分之一,心脏功能也得到明显改善,植入的干细胞成功地再造了心肌组织。

2002年干细胞治疗心脏病的临床实验开始,2006年临床实验结果显示具有很好的治疗效果。迄今为止,已经有超过1800名心脏病患者进行过干细胞治疗。

二、具体试验结果

急性心肌梗死快速干细胞治疗(AMIRST),是将自身骨髓干细胞浓缩,用于治疗急性心肌梗死。患者在接受AMIRST治疗两周后,恢复正常生活,左室射血分数(LVEF)升高。LVEF可以反映左心功能:正常情况下,LVEF≥50%;若小于此值即为心功能不全,一般认为,LVEF≤30%,一年内死亡率增高,有研究表明半年内死亡率为31.3%。对于进行支架手术后,射血分数在40%以下的情况,这种巨大改变的研究结果被学者认为是超乎寻常的!在治疗后的24个月中,没有重大不良事件发生,证明这种方法安全可靠。

三、 试验方法和原理

急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)发生后,伴随着心肌细胞的死亡。AMI即使早期成功血管重建也只能挽救缺血和顿抑的心肌,但是一旦发生坏死,心肌被纤维结缔组织替代,进而发生心室重构,有超过30%的患者发展为慢性缺血性心力衰竭。如何解决心肌细胞丢失是心血管疾病治疗中的关键问题。

干细胞治疗心肌梗死的核心问题在于:诱导干细胞定居于受损的心肌部位,分化为心肌代替坏死组织或者是提高原有存活心肌细胞的功能。其中最大的瓶颈为:足够数量和质量的干细胞定位于梗死区域。

干细胞对于心肌梗死的治疗时间是很重要的因素。心肌梗死发生的几分钟内,心肌组织缺氧导致心肌细胞凋亡和一些重要细胞因子的上调,特别是基质细胞衍生因子-1(SDF-1),它可以促使一部分干细胞归巢到梗死部位进行再修复。心肌梗死后SDF-1的局部浓度由于炎症因子的相互作用,在4天左右到达顶峰,然后逐渐下降。

AMIRST治疗过程:患者发生急性心肌梗死后,进入手术室,分离120mL的骨髓,随后进行骨髓处理和浓缩收集,分离浓缩后的干细胞进行回输。该实验的整个过程中,病人没有不良反应。实验特点:封闭无菌操作系统,没有添加任何异源物质或化合物,细胞产率达到85%,可以获得3.54×108个骨髓单个核细胞(BMMNCs),可以在病人身旁90min内完成操作(从分离到交付使用)。

为了对比人脐带组织源间充质干细胞(UC-MSC)与骨髓源间充质干细胞(BM-MSC)的生物学特性,在产妇分娩后在脐带组织和成人骨髓中分离出间充质干细胞(MSC)。用有限稀释法、流式细胞术、倒置显微镜检及RT-PCR等方法检测UC-MSC和BM-MSC的分离成功率、细胞产量、成纤维细胞集落形成单位(CFU-F)、增殖特性、免疫表型和多向诱导分化能力等并对比性研究二者的生物学特性。

结果表明,脐带间充质干细胞和骨髓源间充质干细胞的分离成功率均达100%;培养第14天由脐带和骨髓中得到的贴壁细胞数无差异(8.6×10^5/cmvs8.4×10^5/ml)(p〉0.05);脐带间充质干细胞形态、大多数分子表型、细胞周期状态、脂肪和骨诱导分化能力与骨髓源间充质干细胞相似,但脐带间充质干细胞的CFU-F(成纤维细胞克隆形成单位)比例(1∶1609±0.18)高于BM-MSC的CFU-F比例(1∶35700±0.01)(p〈0.05)。此外,脐带间充质干细胞具有比骨髓源间充质干细胞更强的增殖能力(p〈0.05)。脐带间充质干细胞HLA-ABC和CD106分子表达低于骨髓源间充质干细胞(p〈0.05)。

结论:脐带组织源间充质干细胞产量和绝大多数生物学特征与骨髓源间充质干细胞相似,且具有比骨髓源间充质干细胞更高的增殖能力、较低的HLA-ABC和HLA-DR表达,脐带组织源间充质干细胞有望成为骨髓源间充质干细胞最理想的替代来源。 --------《中国实验血液学杂志》

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