CD34+干細(xì)胞與心功能關(guān)系的研究

高海英，曲 鵬

(1.大連醫(yī)科大學(xué) 附屬第二醫(yī)院 綜合一病房，遼寧 大連 116027；2.大連醫(yī)科大學(xué) 附屬第二醫(yī)院 心內(nèi)科，遼寧 大連 116027)

近十年來，中國急性心肌梗死的發(fā)病率一直呈明顯上升趨勢。為保護(hù)和增加具有收縮功能的心肌細(xì)胞，急性心肌梗死的治療從藥物、介入治療發(fā)展至干細(xì)胞治療。研究表明[1，2]，心肌梗死發(fā)生后，骨髓干細(xì)胞可經(jīng)動員進(jìn)入外周血?dú)w巢于心肌缺血組織，發(fā)揮其修復(fù)的作用。本研究以急性心肌梗死患者為研究對象，探討心肌梗死后外周血單個核CD34+細(xì)胞(CD34-positive mononuclear cells,MNCCD34+對心功能的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2006年10月～2007年5月在大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院心內(nèi)科住院的急性心肌梗死患者共50人作為病例組，分為PCI組(n=28)和非PCI組(n=22)。病例組男性35例(70%)，女性15例(30%)，男女比例2.33∶1，平均年齡(64±10)歲；對照組10例(男7例，女3例)，平均年齡(63±10)歲。三組在性別，年齡上基本匹配(P>0.05)。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合中華醫(yī)學(xué)會心血管病學(xué)分會制定的急性心肌梗死的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3],AMI診斷必須至少具備下列3條標(biāo)準(zhǔn)中的2條：缺血性胸痛的臨床病史；心電圖的動態(tài)演變；心肌壞死的血清心肌標(biāo)志物濃度的動態(tài)改變。 (2)年齡≤80歲。(3)無交流困難及精神障礙，并簽署知情同意書。選擇性別和年齡匹配的無冠心病10人作為對照組，要求年齡相差<5歲，對照組均簽署知情同意書。

以下情況均剔除：合并腦卒中、嚴(yán)重的肝腎損害；惡性腫瘤和風(fēng)濕性疾病患者；近期嚴(yán)重感染、高熱以及應(yīng)用炎癥抑制藥物如非甾體類抗炎藥、類固醇及鴉片類藥物等。

1.2 方 法

1.2.1 CD34+%的測定： PCI組及非PCI組患者均在心梗后第2、3、4、5、7、30、90、120 d進(jìn)行肘靜脈血采集。對照組患者在入院第2、3、4、5、7、30、90、120 d進(jìn)行采集。所采集新鮮血標(biāo)本在4 h之內(nèi)經(jīng)流式細(xì)胞儀(FACS Calibur,Becton-Dickinson)進(jìn)行檢測分析。

1.2.2 心功能評價：所有心肌梗死患者均于心肌梗死后第1個月及3個月進(jìn)行超聲心動圖檢查。采用美國超聲心動圖學(xué)會推薦的16節(jié)段法，對左心室室壁運(yùn)動進(jìn)行半定量分析。運(yùn)動正常計1分，運(yùn)動減弱計2分，運(yùn)動消失計3分，矛盾運(yùn)動計4分。左室壁運(yùn)動積分指數(shù)(WMSI)=各節(jié)段室壁的積分之和/參與積分的室壁節(jié)段數(shù)。用Simpson法計算出左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF%)。用E/A比值測定左室舒張功能。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 三組患者M(jìn)NCCD34+百分率數(shù)量的變化

AMI患者(PCI組和非PCI組)MNCCD34+%在急性心肌梗死后第2～3天開始升高，在第3～7天持續(xù)升高，之后逐漸下降。第30天，MNCCD34+%仍高于第2天。在第90天時，基本回降至第2天水平。在第120天時，基本恢復(fù)正常水平。對照組無升降的變化規(guī)律(P<0.05)。見圖1。對照組MNCCD34+為(0.30±0.12)，與PCI組(2.59±1.44)和非PCI組(1.91±0.64)相比，差異有顯著性意義(P<0.05)。見表1。

2.2 PCI組及非PCI組MNCCD34+%與WSMI、EF、E/A的比較

AMI患者在心肌梗死后1個月，3個月行心臟彩超檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：PCI組患者與非PCI組患者比較，在梗后1個月，LVEF%改善優(yōu)于非PCI組，(P=0.011)；梗后3個月，PCI組患者LVEF%進(jìn)一步改善(P=0.001)。而WMSI以及E/A比值在兩組中比較差異無顯著性意義(P>0.05)(表1)。

2.3 MNCCD34+%與心功能的相關(guān)性分析

PCI組及非PCI組在心梗后1個月及3個月，外周血CD34+干細(xì)胞水平與WMSI呈負(fù)相關(guān)(r=-0.724,P<0.01;r=-0.682,P<0.01)；與LVEF%呈正相關(guān)(r=0.681,P<0.01;r=0.588,P<0.01)；與E/A比值呈正相關(guān)(r=0.745,P<0.01;r=-0.769,P<0.01)。

圖1 AMI患者與對照組MNCCD34+%變化特點

表1 PCI組與非PCI組MNCCD34+%及心功能的比較

Tab 1 The comparison of the percentage of MNCCD34+% Cells and the ventricular function between PCI group and non-PCI group

表1 PCI組與非PCI組MNCCD34+%及心功能的比較

WMSI:室壁運(yùn)動積分指數(shù)；LVEF%：左室射血分?jǐn)?shù)；E/A:舒張早期心室充盈速度最大值/舒張晚期心室充盈最大值

1)與非PCI組比較，P<0.05

MNCCD34+%WMSI梗死后1個月3個月LVEF(%)梗死后1個月3個月E/A梗死后1個月3個月PCI組2.59±1.441.84±0.49 1.66±0.47 45.14±3.551)48.36±4.891)0.77±0.66 0.79±0.06 非PCI組 1.91±0.642.07±0.53 1.85±0.51 42.39±3.93 42.39±4.30.75±0.06 0.76±0.06 P 0.0450.102 0.1770.011 0.0010.268 0.095

3 討 論

外周造血干細(xì)胞(hematopoietic stem cells,HSC)是一種具有多分化潛能和自我復(fù)制功能的早期未分化細(xì)胞，在特定的條件下可分化成為不同功能的細(xì)胞。當(dāng)器官或組織受到損傷時，造血干細(xì)胞存在自我動員現(xiàn)象來修復(fù)損傷的器官。越來越多的證據(jù)表明[4，5]，AMI發(fā)生后，損傷局部存在炎癥反應(yīng)，可表達(dá)多種趨化因子如白細(xì)胞介素-8(IL-8)、單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP-1)、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子(SDF-1)、腫瘤壞死因子(TNF)等。同時，血管內(nèi)皮細(xì)胞多種粘附分子表達(dá)上調(diào)。AMI造成的這一系列微環(huán)境改變可能是干細(xì)胞歸巢的始動因素，Helmuth[6]稱之為“干細(xì)胞聽到損傷組織的召喚”。歸巢的干細(xì)胞可以通過參與血管新生，改善心臟功能[7]。部分學(xué)者認(rèn)為，心功能改善是由于血管新生改善了心室的重構(gòu)。而干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，促進(jìn)血管新生以及釋放細(xì)胞因子調(diào)節(jié)血管舒縮功能的作用是確定和被廣泛接受的[8]。

本實驗結(jié)果顯示，急性心肌梗死后CD34+干細(xì)胞明顯升高，其表達(dá)百分率明顯高于對照組；較高的CD34+干細(xì)胞表達(dá)有益于AMI后心肌功能的恢復(fù)。這與Leone AM等[8]研究的心肌梗死后骨髓干細(xì)胞動員與左室功能一致。本研究發(fā)現(xiàn)，無論是PCI組還是非PCI組，MNCCD34+%水平表達(dá)高者，其室壁運(yùn)動增強(qiáng);心肌收縮及舒張功能都得以改善，即外周血CD34+干細(xì)胞水平與心功能呈正相關(guān)。

雖然，CD34+干細(xì)胞是一種較強(qiáng)的改善血管內(nèi)皮，促進(jìn)血運(yùn)重建的種子細(xì)胞，有利于減輕AMI后的心肌重構(gòu)。但本研究可以看到，AMI后，外周血循環(huán)中的骨髓CD34+干細(xì)胞的數(shù)量較少，最高上限僅為17.60%。對梗死心肌組織的自我修復(fù)作用有限，心肌梗死后第1個月及3個月，LVEF仍<50%。如何促進(jìn)CD34+細(xì)胞在AMI患者外周血的表達(dá)，促進(jìn)其歸巢，從而改善心臟收縮功能是目前干細(xì)胞研究的熱點及方向，同時也是干細(xì)胞應(yīng)用技術(shù)的瓶頸。目前已有干細(xì)胞治療心肌梗死的Ⅱ期臨床試驗正在進(jìn)行[9]。

損傷后修復(fù)是急性心肌梗死后機(jī)體的自我防御過程。在此過程中，骨髓動員干細(xì)胞入血，外周血干細(xì)胞增多。在一系列的趨化因子、生長因子以及粘附因子的作用下，外周血CD34+干細(xì)胞通過歸巢、分化起到了對壞死組織的修復(fù)作用。但是由于局部壞死組織的血運(yùn)，以及趨化因子、生長因子等諸多因素，使得心肌梗死后外周血管細(xì)胞的修復(fù)是不充分的。利用干細(xì)胞治療心肌梗死已被證實是很有前途的治療方法[10]。本研究證實，外周血干細(xì)胞有益于心肌功能改善。如何有效地利用心肌梗死后自身動員及修復(fù)機(jī)制來開辟新的治療方法，值得臨床工作中進(jìn)一步探索。

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