干细胞治疗心脏病的临床研究进展
1970-01-01 08:00来源：人参果细胞网 作者：
心血管疾病是全世界男性和女性的头号死因，每年夺去超过1700万人的生命。急性心肌梗塞（心脏病发作）和充血性心力衰竭的影响对医生和研究人员等提出了巨大挑战。心脏病发作会对心肌造成损害，使其在整个循环系统中泵血的效率降低。心脏的再生能力极低，因此失去的肌肉被疤痕组织取代。这使得患者的心脏功能下降，通常会发展为心力衰竭，心脏无法满足身体对血流的需求。目前治疗心力衰竭的重点是控制症状（如降低血压），但没有解决根本问题：心脏失去了太多功能性心肌细胞。尽管在如何控制心脏病方面取得了重大进展，但心脏病是进行性的。心脏细胞一旦受损，就无法被身体替代。需要新的治疗策略来恢复功能，而不是控制这种慢性疾病。
在这个部分：
什么是急性心肌梗塞？什么是充血性心力衰竭？目前如何治疗急性心肌梗塞和充血性心力衰竭？我们如何使用干细胞来了解心脏功能和疾病？干细胞治疗心血管疾病的临床案例查询干细胞治疗心脏病的临床研究进展链接急性心肌梗塞或心脏病发作发生在为心脏供血的血管被阻塞时，通常是在斑块上形成的血凝块，斑块是由脂肪、胆固醇、钙和其他发现的元素组成的积聚物在血液中。如果血液中没有氧气和其他营养物质，心脏细胞就会死亡，并且大片的心脏组织会受损。
心脏病发作后，疤痕组织通常会取代心肌的受损部分，而这种疤痕组织会削弱心脏保持正常跳动和有效泵血的能力。心脏最终会更加努力地工作，这会削弱心脏剩余的健康部分，随着时间的推移，患者会遇到更多与心脏相关的健康问题。
心力衰竭是一种心脏泵血功能比正常情况下弱的病症。血液循环变慢，心脏压力增加，因此心脏无法向全身输送足够的氧气和其他营养物质。为了补偿，心脏的腔室可能会伸展以容纳更多的血液，或者腔室的壁可能会变厚并变得僵硬。最终，肾脏通过保留更多的水和盐来应对较弱的血液泵送作用，并且液体会在手臂、腿、脚踝、脚甚至肺部周围积聚。这种一般的临床表现称为充血性心力衰竭。
许多情况会导致充血性心力衰竭。其中最常见的是心脏病发作、高血压、瓣膜病和称为心肌病的遗传病。
建议改变生活方式，例如降低盐和脂肪的摄入量、定期锻炼、减少饮酒和戒烟，以减少心脏病发作和充血性心力衰竭早期阶段的几率。目标是减缓疾病的任何进展、减轻症状和改善生活质量。
为治疗急性心肌梗死，医生经常使用一种称为血管成形术的手术来破坏血凝块并扩大阻塞的动脉。血管成形术包括将一个小气球插入受影响的动脉并为其充气。血管成形术可以与称为支架的小金属丝网管的插入相结合，这有助于保持动脉畅通并减少再次阻塞的机会。
其他心脏病发作后治疗包括定期使用血液稀释剂（例如，低剂量阿司匹林）以防止形成新血块，以及使用其他药物帮助控制血压和血胆固醇水平。β受体阻滞剂通常在心脏病发作后开具处方或用于治疗高血压，而ACE抑制剂可以防止心力衰竭的进展。
对于中度至重度充血性心力衰竭，可能需要手术来修复或更换心脏瓣膜或用移植物绕过冠状动脉。在严重的情况下，患者可能会植入心脏起搏器或除颤器来控制心律。
研究人员正在以两种重要方式使用干细胞来改善心脏健康。首先，他们正在将干细胞转化为“培养皿中的心肌”。如果患者有心脏病的遗传原因，他们的干细胞来源的心肌也会有这种疾病，这种心肌可以用来发现新的药物。其次，干细胞提供了替换受损心脏组织的方法。研究人员希望使用细胞疗法修复或替换因充血性心力衰竭和心脏病发作而受损的心脏组织。与上面列出的治疗不同，细胞疗法可以为心脏缺陷提供持久的治疗，而不是针对症状的治疗。
小鼠心脏的特写镜头，染色显示有助于心肌细胞收缩的重要结构蛋白（红色）。细胞核用洋红色标记。您的心脏由多种类型的细胞构成。为了修复受损的心脏组织，研究人员通常关注三种特定的心脏细胞类型：
心肌细胞，构成心房的搏动肌肉细胞，血液进入心脏的腔室，以及血液从心脏泵出的心室。心肌细胞目前正成为心脏病细胞疗法的目标。心脏起搏器细胞，它发送和接收电信号以保持您的心脏有节律地跳动。内皮细胞，排列在血管内并帮助向心肌细胞输送氧气。研究人员正在试验多种干细胞疗法来移植新细胞，利用组织工程提高移植细胞的存活率或功能，并刺激现有细胞产生新的心肌细胞。
研究人员可以从以下来源在实验室中培养心肌细胞：
胚胎干(ES)细胞，源自胚胎的细胞，可以产生体内的所有细胞。诱导性多能干细胞(iPS)是一种成人组织特异性细胞，在实验室中经过重新编程，表现得像胚胎干细胞，并且有能力成为体内任何类型的细胞，包括心肌细胞。引人注目的是，这些干细胞衍生的心肌细胞会在培养皿中一致跳动，就像它们在活的心肌中一样。这一特性是必不可少的，因为研究人员正在探索他们是否有朝一日可以培育出用于移植到患者体内的替代组织。然而，尚不清楚实验室培养的心肌细胞如果被移植到跳动的人类心脏中，是否会与周围细胞整合或协调跳动。
心脏细胞在培养皿中跳动。由iPS细胞制成的心肌细胞对于创建人类心脏病模型以更好地准确了解问题所在以及测试不同药物或其他治疗方法也非常有用。它们还可用于帮助预测哪些患者可能因治疗其他疾病（如癌症）的药物而产生心脏毒性副作用。
由于心脏病发作后的心力衰竭是由心肌细胞死亡引起的，研究人员一直在制定使受损心壁“再肌化”的策略，以努力改善其功能。研究人员正在将不同类型的干细胞和祖细胞（见上文）移植到患者体内以修复受损的心肌。这些策略主要使用“成人”干细胞（存在于骨髓、脂肪或心脏本身）或“多能”（ES或iPS）细胞。
成人干细胞实验的初步结果表明，尽管它们在移植后不久就死亡了，但它们似乎可以改善心脏功能。这导致了这样的想法，即这些细胞可以释放可以改善功能的信号，而无需更换丢失的肌肉。临床试验始于2000年代初，从骨髓移植成体干细胞，然后从心脏移植。这些试验表明，将细胞移植到受损的心脏中是可行的，而且对患者来说通常是安全的。然而，随机、盲法和安慰剂对照的大型试验显示功能改善的迹象较少。现在的共识是，成体干细胞对心脏功能具有适度的益处（如果有的话）。
研究表明，多能干细胞衍生的心肌细胞可以形成跳动的人类心肌细胞，这些细胞既可以释放必要的信号，又可以替代因心脏病发作而失去的肌肉。从小鼠到猴子的心脏病动物模型中，多能干细胞衍生的心脏细胞移植已证明对心脏功能有显着益处。最近，多能干细胞衍生的干预措施首次用于临床试验。来自干细胞的人类心肌细胞“补丁”被移植到衰竭心脏的表面。早期结果表明，这种方法是可行且安全的，但要知道是否有功能上的好处还为时过早。
正在进行的研究旨在通过结合不同类型的干细胞、重复移植或改善干细胞斑块来测试细胞疗法以治疗心脏病发作。使用这些改进方法的临床试验目前定于2020年左右开始。
目前，全球多个干细胞治疗心血管疾病临床研究项目正在开展中，其中绝大多数采用的是间充质干细胞。在clinicaltrials.gov网站上注册的间充质干细胞治疗心血管疾病的临床试验有1172项，绝大多数处在临床Ⅱ期。
在对23项临床研究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）的干细胞治疗的安全性和有效性进行了评估后，结果发现接受间充质干细胞治疗的患者总体左心室射血分数有显著的改善。
临床案例一：2015年，海军总医院发表了一项脐带间充质干细胞治疗急性心梗的双盲随机对照临床实验结果，治疗组共58位患者接受了18个月的随访，发现治疗组的心肌活力增加、梗死面积缩小，左室射血分数(LVEF)明显升高，左室舒张末期容积(LVDSV)和左室收缩末期容积(LVESV)明显减小。众多临床研究表明脐带间充质干细胞治疗心血管疾病是一种安全有效的方法。
临床试验二：2017年发表的一项静脉输注脐带间充质干细胞（UC-MSC）治疗心脏病的随机临床试验中，心力衰竭和射血分数降低的患者被随机分为两组，每组n=15：静脉输注同种异体UC-MSCs(1×106细胞/kg)或安慰剂。UC-MSCs治疗的患者未出现与细胞注射相关的不良事件。
在随访的第3、6和12个月时经胸超声心动图和心脏MRI评估，只有经UC-MSCs治疗组显示出左心室射血分数的显著改善。两组间超声心动图左心室射血分数从基线到第12个月的变化差异显著。
结果表明心力衰竭和射血分数降低的患者静脉输注UC-MSC是安全的，且可观察到接受UC-MSCs治疗的患者在左心室功能、功能状态和生活质量的改善。
临床试验三：2017年一篇研究中选择2013年12月至2014年12月河南省人民医院收治的59例扩张型心肌病合并收缩性心力衰竭患者，将患者分为治疗组(30例)和对照组(29例)。治疗组患者在药物治疗基础上经冠状动脉注入脐带间充质干细胞；对照组患者在药物治疗基础上经冠状动脉注入等量生理盐水。
治疗后1、6个月观察2组患者心功能变化、左心室射血分数(LVEF)、左心室舒张末期内径(LVEDD)、6min步行距离、血清氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)和再次住院率、病死率。2组患者治疗后1、6个月纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级较治疗前均有所改善；治疗后1、6个月治疗组患者NYHA心功能分级均显著优于对照组。2组患者治疗后1、6个月LVEDD、LVEF、血清NT-proBNP和6min步行距离与治疗前比较差异均有统计学意义(P＜0.05)；治疗后1个月治疗组患者LVEF、6min步行距离较对照组显著增加，血清NT-proBNP水平较对照组显著降低；治疗后6个月治疗组患者LVEDD、血清NT-proBNP水平较对照组显著降低，LVEF、6min步行距离较对照组显著增加。
6个月随访结果显示，对照组患者病死率为24.14％，治疗组患者病死率为6.67％，治疗组患者病死率显著低于对照组。由此说明脐带MSCs可改善慢性扩张型心肌病合并心力衰竭患者的心功能和心室重构，降低短期病死率。
干细胞临床应用在心血管疾病的治疗领域的前景潜力十足，能够再生心肌细胞，促进心脏功能恢复等，将会为心脏疾病患者带来新的希望。
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