心臟再生之路

呂靜

對突發(fā)性心臟病進(jìn)行搶救，通常是急診室里的殊死戰(zhàn)斗。而今，醫(yī)學(xué)的進(jìn)步已經(jīng)能夠挽救大多數(shù)病人的生命，但是很多病人獲救后會在其后的幾年中面臨著再次發(fā)病的威脅。

心臟對營養(yǎng)的需求超大，因為它一天之中的泵血量可達(dá)9463升。心臟病之所以發(fā)作，就是因為動脈對于心肌的給養(yǎng)被堵塞，心臟的氧氣供應(yīng)中斷。如果缺氧的時間過長，心臟的部分組織就會死亡，并且永遠(yuǎn)不會再生，而死去的心肌將逐漸被沒有泵血功能的僵硬疤痕組織所替代。為了補償，剩余的心肌將會迫使自己更用力地收縮，最終，心臟將變得太過僵硬和衰弱，以至于再也無法有效地泵血，這時就發(fā)生了心力衰竭。

心力衰竭已經(jīng)成為老年人住院的首要原因，醫(yī)學(xué)對治療心力衰竭的努力一直以來并未得到理想的結(jié)果，大約半數(shù)被診斷為心力衰竭的病人活不過5年。

但是最新的科學(xué)研究支持一種新療法—— “喚醒”受損的心肌，使其再生，并像新的心肌組織一樣搏動起來。美國邁阿密大學(xué)米勒醫(yī)學(xué)院跨學(xué)科干細(xì)胞研究所的主任約書亞·哈爾說：“我們現(xiàn)在所說的轉(zhuǎn)化心臟病學(xué)，只是一個開始?！?/p>

重新發(fā)現(xiàn)心肌再生功能

現(xiàn)在，世界上有幾百個臨床試驗正試圖在受損的心臟壁內(nèi)培養(yǎng)新的心肌，研究人員也在致力于弄清楚新的心肌細(xì)胞是如何生長的。哈佛大學(xué)干細(xì)胞研究所心血管疾病項目主任理查德·李說：“在巨大的醫(yī)療需求面前，心肌再生技術(shù)是一個高風(fēng)險、高回報的研究領(lǐng)域?！?/p>

干細(xì)胞自然分布于組織之中，當(dāng)組織受傷或正常磨損時，它們通常會再生。這樣有再生能力的組織包括皮膚、肝臟、骨骼肌或骨髓。但是，有些器官缺乏干細(xì)胞，比如大腦和心臟，因而它們一般是不能自愈的。負(fù)責(zé)心臟泵血的組織，是由心肌細(xì)胞組成的，成人的心肌細(xì)胞不能再分裂，即便是心臟功能強(qiáng)大的運動員，其心臟也只能依靠已有的心肌細(xì)胞來運作。

美國得克薩斯州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的心臟病學(xué)家和干細(xì)胞生物學(xué)家何思瀚·薩迪克說：“很多年來，人們都認(rèn)為，你生下來有多少心肌細(xì)胞，死的時候也帶走多少，甚至還要減去你活著的時候所失去的?！比欢碌淖C據(jù)表明，心臟細(xì)胞能在很低的水平上再生——舊的去，新的來。但是這樣的更新速度對于嚴(yán)重?fù)p傷的修復(fù)來說是非常微不足道的。

不過，最新的研究發(fā)現(xiàn)，讓受損的心肌再生可以在一個有限的時間段內(nèi)實現(xiàn)。薩迪克和同事在今年2月的《科學(xué)》雜志上用一個簡單的實驗證明了這一事實：在小鼠1日齡時，研究人員手術(shù)切除其心尖，結(jié)果小鼠的心臟復(fù)生了，完好如初。研究人員在不同的時間段重復(fù)這一實驗，發(fā)現(xiàn)在一周齡左右，老鼠的心臟都可以復(fù)生——人類相應(yīng)的可以復(fù)生的時間點是在出生后最初的幾個月，過了這個時間段，損傷就是永久性的。所以，至少在某一時間段，心臟是能夠在表面心肌毀壞的情況下修復(fù)的，那么，成年人的心肌是否也同樣能死而復(fù)生呢？

人們還不知道為什么哺乳動物會在長大后便喪失了這種了不起的修復(fù)能力?？茖W(xué)家面對的挑戰(zhàn)，是要激活心臟的修復(fù)機(jī)制——讓成人心肌細(xì)胞重返嬰兒期，或者刺激現(xiàn)有心臟干細(xì)胞的分裂和分化。

干細(xì)胞帶來的新希望

大多數(shù)科學(xué)家都已經(jīng)接受了心臟含有干細(xì)胞的觀點。但是科學(xué)家還不清楚在心臟病變中是哪些細(xì)胞在分裂，以及個中原因。一些研究人員正在研究成人心肌細(xì)胞的遺傳學(xué)，試圖找出基因是如何打開或關(guān)閉心肌細(xì)胞生長開關(guān)的。研究表明，成人心肌細(xì)胞經(jīng)常經(jīng)歷分裂的準(zhǔn)備階段，制造出遺傳物質(zhì)的副本，形成新的細(xì)胞核。

喬納森·愛潑斯坦是美國賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院心血管研究所主任，他說：“細(xì)胞似乎在試圖重新進(jìn)入分裂周期，它們制造新的DNA，但是并不分裂。這就仿佛是在為了一個大事件而做準(zhǔn)備。新生兒和成年人的差異可能就集中在細(xì)胞分裂的能力上?！?/p>

也有一些臨床試驗正在進(jìn)行刺激人體心肌細(xì)胞生長的嘗試。大部分研究人員的試驗方法是向心臟里注入病人自己的骨髓干細(xì)胞，希望它們轉(zhuǎn)變?yōu)樾募〖?xì)胞，或者讓可能存在于心臟中的干細(xì)胞復(fù)活。研究人員在《自然》雜志上發(fā)表文章，表明小鼠的心臟組織能夠再生，他們通過注入骨髓干細(xì)胞誘導(dǎo)了心肌細(xì)胞的更新。

今天，有上百個臨床試驗都在用患者的骨髓細(xì)胞激發(fā)心臟，它們有的正在進(jìn)行，也有的已經(jīng)完成。哈爾現(xiàn)在在加拿大干細(xì)胞治療公司指導(dǎo)著一些臨床試驗，他說：“臨床試驗的所有證據(jù)都是肯定的，心臟每次跳動都能泵出更多血液。”

由歐洲心臟病學(xué)會協(xié)調(diào)的一個研究小組的目標(biāo)是招募3000名志愿者，一半人在心臟病發(fā)作之后接受骨髓干細(xì)胞治療，另一半人接受安慰劑。這將是迄今為止利用干細(xì)胞來治療心臟病的最大規(guī)模的研究。

正在進(jìn)行臨床試驗的科學(xué)家認(rèn)為，人體試驗對技術(shù)進(jìn)展是必要的，同時也應(yīng)該進(jìn)行必需的基礎(chǔ)研究。他們認(rèn)為，現(xiàn)在的臨床試驗速度太慢，因為，僅在美國目前就有500萬人有過心臟病發(fā)作的經(jīng)歷，發(fā)病后，病人的健康狀況會逐漸變糟，但現(xiàn)在卻不能提供有效的治療方法。

科學(xué)家相信，再經(jīng)過5年以上的研究，人們將會有望對這一問題有更深層的認(rèn)識。但是，一些病人等不到那么久。來自哈佛的理查德·李說：“我看到很多永久性心肌受損的病人，在我們分析科學(xué)研究的結(jié)果時，他們中的半數(shù)將會死去?！?/p>

就算科學(xué)家知道了如何刺激心肌細(xì)胞的生長，也還存在其他挑戰(zhàn)，僅僅是培養(yǎng)心肌細(xì)胞是不夠的，伴隨舊組織而生的新組織必須能夠搏動，并完美地與相鄰細(xì)胞同步攜帶電信號。沒有人知道這些能否發(fā)生或如何促使其發(fā)生。

無論如何，心臟組織再生的前景為那些本來沒有康復(fù)希望的病人展現(xiàn)了新的疆界。也許再經(jīng)過十年的研究，等待人們的將是樂觀的結(jié)果。