干細胞移植治療心臟病安全性的研究現(xiàn)狀

石亞楠，徐 予，宿 昕，張雪亞，趙先鋒，李 蓓

(1.河南省人民醫(yī)院心血管內(nèi)科 河南 鄭州 450003;2.武漢大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院 湖北 武漢 430070)

干細胞移植技術(shù)開辟了治療心肌梗死，心力衰竭的新途徑。干細胞具有多向分化和自我更新能力，可以分化成心肌細胞和血管內(nèi)皮細胞。體外和體內(nèi)的多項研究已經(jīng)證實了干細胞在心臟病治療中的有效性。干細胞治療心臟病的作用不僅在于可以分化成特定的細胞類型諸如心肌細胞和血管內(nèi)皮細胞，而且可以通過旁分泌血管生成因子、抗凋亡因子、有絲分裂因子等來影響血管新生、心肌再生。干細胞移植的主要途徑包括經(jīng)冠狀動脈注射、經(jīng)心外膜直視注射、心內(nèi)膜注射、經(jīng)外周靜脈注射及干細胞自體動員［1］。干細胞治療是非常有前景的，盡管目前大多的臨床資料表明這種方法是安全的，并沒有臨床不良事件的發(fā)生，但還需要更大樣本和長期臨床隨訪資料進一步證實。干細胞移植的安全性問題主要有3類:心臟不良事件，血管化不良事件及其他不良事件。心臟不良事件主要表現(xiàn)有心律失常、微梗死等;血管化不良事件表現(xiàn)有支架內(nèi)或犯罪血管再狹窄、支架內(nèi)血栓形成等;其他不良事件包括免疫排斥、腫瘤發(fā)生、發(fā)熱、鈣化等。本文將干細胞移植安全性方面的研究現(xiàn)狀做一綜述。

1 心臟不良事件

1.1 心律失常 Pieter等［2］在經(jīng)心肌內(nèi)注射自體骨骼肌干細胞的初步研究中沒有惡性心律失常的發(fā)生。在CHIN等［3］研究中也沒有心律失常發(fā)生。在Yelda Tayyareci［4］對經(jīng)冠狀動脈內(nèi)注射骨髓來源的干細胞治療缺血性心肌病的18個月的隨訪中沒有記錄到心律失常。Breitbach等［5］報道在骨髓干細胞移植手術(shù)期間以及手術(shù)后沒有室性心律失常的發(fā)生。Emerson等［6］在心肌內(nèi)膜注射自體骨髓單核細胞移植在晚期缺血性心臟病患者中的研究中沒有與移植相關(guān)的持續(xù)性心律失常的發(fā)生，在病人住院期間也沒有任何顯著性心律失常出現(xiàn)。Blocklet等［7］用外周血CD34+細胞經(jīng)冠脈移植治療AMI患者，隨訪期間也未發(fā)生心律失常。然而，Menaschep［8］、Siminiak［9］和 Fernandes［10］等學(xué)者曾報道在骨骼肌干細胞移植后有患者出現(xiàn)惡性心律失常。干細胞移植引發(fā)的心律失常多見于經(jīng)心內(nèi)膜或心外膜注射引起，且多見于骨骼肌干細胞移植。干細胞可能從3種不同機制引發(fā)心律失常，即自律性、折返及觸發(fā)機制。研究發(fā)現(xiàn)，在分化過程中，梗死區(qū)的干細胞不僅具有自身心肌細胞形態(tài)學(xué)方面特征，同時還具有胚胎心肌細胞電生理學(xué)方面的特性，提示再生的心肌具有致心律失常作用。然而，與骨骼肌干細胞不同的是，至目前為止還很少有報道顯示人或動物進行自體骨髓間充質(zhì)干細胞移植后出現(xiàn)惡性心律失常。

1.2 微梗死 干細胞移植在動物實驗中發(fā)現(xiàn)有可能導(dǎo)致小灶性梗死。Breitbach等［5］在骨髓干細胞移植治療心肌梗死的研究中沒有一個心絞痛發(fā)作、ST段的抬高或壓低，急性心肌梗死的實驗室標記物也在正常的范圍內(nèi)，細胞移植亦沒有導(dǎo)致血流動力學(xué)變化。劉盛等［11］應(yīng)用冠狀動脈旁路移植術(shù)同期自體骨髓單核細胞移植治療冠心病陳舊性心肌梗死伴心功能不全患者治療后早期無心梗發(fā)生。王世宏等［12］在評價冠狀動脈內(nèi)CD34+干細胞移植治療心絞痛的安全性和有效性的隨機對照臨床分析研究中，未觀察到因冠狀脈動脈內(nèi)注射而導(dǎo)致的心肌梗死及心肌酶的升高。聶穎等［13］也報道了經(jīng)介入途徑將骨髓干細胞注射到心肌梗死豬冠狀動脈內(nèi)，結(jié)果顯示細胞移植前、移植后24 h、移植后2 d，反映心肌損傷的肌鈣蛋白I均未出現(xiàn)明顯升高，未引起微梗死。李華珍等［14］觀察了自體骨髓干細胞移植治療終末期心力衰竭的安全性發(fā)現(xiàn)移植術(shù)后患者無胸悶、胸痛等臨床癥狀，監(jiān)測6、12、24 hCK—MB、CPK和cTnI水平均在正常范圍內(nèi)，提示細胞移植未引起心肌細胞壞死。在 TOPCARE-AMI研究中，Assmus等［15］通過對20例再灌注的急性心肌梗死患者，經(jīng)導(dǎo)管技術(shù)行自體骨髓來源和外周血來源的干細胞移植，隨訪4個月后未發(fā)現(xiàn)心肌壞死的發(fā)生。

2 血管化不良事件

2.1 血管再狹窄 實驗研究報道骨髓來源的單核細胞移植可能會導(dǎo)致動脈粥樣硬化的產(chǎn)生及發(fā)展。有回顧性分析也表明注射骨髓來源干細胞的病人有極大的發(fā)生遠端冠狀動脈管腔損失的可能性。Sata等［16］研究結(jié)果顯示，骨髓來源的細胞形成了大量參與構(gòu)成動脈粥樣硬化的平滑肌細胞。Vulliet等［17］研究也發(fā)現(xiàn)，冠脈內(nèi)移植Mscs會引起冠狀動脈微梗死。陳曉春等［18］發(fā)現(xiàn)經(jīng)主動脈移植的骨髓Mscs可加重大鼠血管成形術(shù)后再狹窄的程度。推測骨髓和血液前體細胞經(jīng)冠狀動脈灌注后可從血管中溢出遷移至缺血區(qū)域.而骨骼肌成肌細胞不能溢出，甚至在灌注后還可能阻塞微血管。

2.2 支架內(nèi)再狹窄 支架內(nèi)再狹窄是另一個爭論的熱點。Steinwender等［19］對成功行冠狀動脈支架植入后的AMI患者同期冠狀動脈移植PBSC，隨訪6個月發(fā)現(xiàn)支架內(nèi)再狹窄的發(fā)生率明顯增加。MANSOUR等［20］研究也證實，骨髓間充質(zhì)干細胞移植能顯著增高支架內(nèi)再狹窄率。Bartunek等［21］經(jīng)冠脈內(nèi)移植CDl33陽性骨髓祖細胞，發(fā)現(xiàn)了支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率的增加。然而，Tendera等［22］經(jīng)冠脈移植自體骨髓和外周祖細胞治療AMI患者時未發(fā)現(xiàn)與之相關(guān)的再狹窄。溫尚煜等［23］探討了骨髓單核細胞移植對冠脈支架內(nèi)再狹窄的影響，認為在小型豬心肌缺血模型中，骨髓單核細胞移植不增加冠脈介入治療后支架內(nèi)再狹窄的發(fā)生率。

3 其他不良事件

3.1 免疫排斥 雖然干細胞表面的抗原表達很微弱，患者自身的免疫系統(tǒng)對這種未分化細胞的識別能力很低，但胚胎干細胞的抗原性還是可以在其向成熟細胞的分化過程中逐漸表現(xiàn)出來。所以，即使是同種異體干細胞移植治療也存在著排斥反應(yīng)。張美榮等［24］觀察了大鼠肌肉注射人臍帶間充質(zhì)干細胞后的各項生理指標及注射局部肌肉組織的病理學(xué)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒有引起受者嚴重的免疫排斥反應(yīng)。王建安等［25］通過入選24例原發(fā)性擴張型心肌病患者，隨機分為對照組和細胞移植組各12例，兩組均予常規(guī)抗心衰藥物治療，細胞移植組接受自身骨髓間質(zhì)干細胞冠狀動脈內(nèi)移植，對照組冠狀動脈內(nèi)注射等量生理鹽水，研究中未出現(xiàn)免疫炎癥反應(yīng)。目前關(guān)于免疫排斥方面的報道甚少。

3.2 腫瘤 Lee等［26］在豬模型中觀察到8周后檢測心肌內(nèi)沒有腫瘤形成。Djouad等［27］將骨髓間充質(zhì)干細胞與B16黑色素瘤細胞植入到健康鼠體內(nèi)可以引發(fā)黑色素瘤，而單獨植入黑色素瘤細胞不會引起腫瘤。劉盛等［11］在冠狀動脈內(nèi)自體骨髓單個核細胞移植治療心肌梗死后心力衰竭的臨床觀察中未發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤。孟玲等［28］研究了經(jīng)靜脈途徑移植骨髓間充質(zhì)干細胞修復(fù)梗死心肌的可行性與安全性，得出細胞移植大鼠各臟器沒有腫瘤形成。有報道發(fā)現(xiàn)，Mscs在體外經(jīng)長期培養(yǎng)可自發(fā)形成腫瘤樣細胞。事實上，干細胞與腫瘤之間的關(guān)系長期以來一直是研究者廣泛關(guān)注的問題。近代關(guān)于腫瘤起源的假說中即有腫瘤起源于干細胞的觀點。

3.3 鈣化 有報道指出骨髓來源的干細胞可以發(fā)生心肌內(nèi)鈣化。Yoon等［29］在大鼠模型中冠脈內(nèi)注射骨髓細胞，觀察到注射的細胞直接參與了心肌內(nèi)鈣化過程。

干細胞移植是理想的改善心功能的方法，雖然其在臨床應(yīng)用中仍面臨著種種問題，但是干細胞移植必將會為心血管疾病的治療開辟出一條全新的途徑。無論其改善心臟功能的機制是什么，上述眾多動物實驗及臨床研究都表明了干細胞的功效，而且目前多數(shù)研究表明干細胞移植是安全的。評估安全性，有很多因素是需要考慮的，包括疾病分期，細胞類型，細胞處理和移植途徑等。但干細胞移植技術(shù)作為心臟病治療的一種嶄新手段顯示了其強大生機。隨著更多的大規(guī)模、臨床隨機雙盲對照實驗的開展以及對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、分化調(diào)控、歸巢分化機制等研究的深入，有望為干細胞移植治療心臟病掃清障礙，使它成為一種切實有效的選擇。

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