臍血干細(xì)胞移植治療缺血性心臟病的臨床研究

楊華強(qiáng)，李紅，李玉玲，覃駿，鮑紅霞，呂曉娟，王家寧，肖俊會

論著·臨床

臍血干細(xì)胞移植治療缺血性心臟病的臨床研究

楊華強(qiáng)，李紅，李玉玲，覃駿，鮑紅霞，呂曉娟，王家寧，肖俊會

目的觀察臍血干細(xì)胞移植治療缺血性心臟病的臨床療效和安全性。方法30例伴有冠狀動脈多支病變經(jīng)一般藥物治療效果欠佳、不適合行介入治療和冠狀動脈搭橋手術(shù)的缺血性心臟病患者，采用人臍血干細(xì)胞經(jīng)冠狀動脈造影介入移植治療。臍血干細(xì)胞治療前、術(shù)后3月及6月分別采用超聲心動圖評價心功能，行SF-36健康量表評價生活質(zhì)量，并觀察患者臨床癥狀及體征的改善情況及不良反應(yīng)。結(jié)果臍血干細(xì)胞治療后1周26例患者的臨床癥狀明顯改善，術(shù)后3月及6月左室舒張末容量和左室收縮末容量均較術(shù)前顯著減小，左室射血分?jǐn)?shù)較術(shù)前顯著提高(P<0.05，P<0.01)。SF-36健康量表評分治療術(shù)后3個月、6個月較治療前身體功能、運(yùn)動限制及總體健康評分均有顯著提高(P<0.05，P<0.01)，治療中及術(shù)后隨訪6個月未觀察到與治療相關(guān)的不良反應(yīng)。結(jié)論臍血干細(xì)胞經(jīng)冠狀動脈介入治療缺血性心臟病，短期內(nèi)可以改善患者的臨床癥狀和心功能，是一種安全有效的治療選擇。

心臟病，缺血性；多支病變；治療；干細(xì)胞，臍血；移植

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病也稱缺血性心臟病(ischemic cardiac disease，ICD)，嚴(yán)重危害人類健康，近年隨著介入治療及外科手術(shù)等冠狀動脈血運(yùn)重建技術(shù)的發(fā)展，缺血性心臟病患者的生存率有了很大提高，然而仍有一部分患者因?yàn)楣跔顒用}多支嚴(yán)重病變，合并心功能不全，生活質(zhì)量低下，不適合行介入治療或冠狀動脈搭橋手術(shù)，一般藥物治療效果差，因此尋找一種新的替代治療方法對該類患者具有重要意義。近年來隨著干細(xì)胞技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展，以干細(xì)胞為基礎(chǔ)的細(xì)胞治療為缺血性心臟病患者的治療開辟了新的途徑[1～3]?，F(xiàn)采用人臍帶血干細(xì)胞(umbilical cord blood stem cell，UCBSC)經(jīng)冠狀動脈介入治療缺血性心臟病，觀察治療后患者臨床癥狀、心功能和生活質(zhì)量的改善情況，從而為人UCBSC在缺血性心臟病中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2010年1月—2012年1月我院診治缺血性心臟病患者30例，均經(jīng)冠狀動脈造影確診為冠心病，且均≥3支病變，不適合介入或冠狀動脈搭橋手術(shù)治療，癥狀反復(fù)出現(xiàn)，并出現(xiàn)心功能不全，超聲心動圖顯示左室射血分?jǐn)?shù)均<50%；心功能(NYHA)II～I(xiàn)V級，有胸悶、氣急、日?；顒虞p到中度受限、下肢水腫或夜間陣發(fā)性呼吸困難等癥狀。經(jīng)一般藥物治療效果欠佳，病情無明顯改善而采用UCBSC移植治療。30例中男20例，女10例；年齡40～70 (55.5±3.7) 歲；病程1～5年，中位數(shù)2年。UCBSC移植治療均經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)、在上級衛(wèi)生行政主管部門備案，并且全部患者均簽署知情同意書。

1.3 觀測指標(biāo) UCBSC治療后3個月、6個月定期隨訪，觀察指標(biāo)包括患者臨床癥狀、體征；超聲心動圖評價心功能；SF-36健康調(diào)查量表觀察患者生活質(zhì)量改善情況，包括身體功能、運(yùn)動限制和總體健康評分。治療及隨訪中記錄患者有無死亡、嚴(yán)重心律失常、再血管化、心力衰竭加重再住院、心絞痛再住院等嚴(yán)重不良臨床事件。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS11.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，治療前后采用配對t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 臨床表現(xiàn)改善情況 UCBSC治療后1周26例患者的臨床癥狀較治療前明顯減輕，術(shù)后隨訪6個月，無心絞痛發(fā)作，無心力衰竭新發(fā)或加重，另4例患者在住院過程中因勞累型心絞痛誘發(fā)心功能不全而給予藥物及支持對癥治療后癥狀減輕。所有患者治療順利，治療中/后未發(fā)現(xiàn)與干細(xì)胞治療相關(guān)的不良反應(yīng)(發(fā)熱、過敏反應(yīng)及其他不適)和嚴(yán)重不良臨床事件。

2.2 心功能改善情況 UCBSC治療后2周患者心功能不全較前明顯減輕，治療后3個月及6個月左室舒張末容量(LVEDV) 和左室收縮末容量(LVESV) 均較術(shù)前顯著減小(P<0.05)，左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)較術(shù)前提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表1。

表1 UCBSC冠狀動脈治療前后心功能變化情況

注：與治療前比較，*P<0.05，#P<0.01

2.3 生活質(zhì)量改善情況 UCBSC治療后所有患者生活質(zhì)量較治療前明顯提高，身體功能、運(yùn)動限制、總體健康評分術(shù)后3個月、6個月較治療前均有顯著提高(P<0.05)。見表2。

表2 UCBSC冠狀動脈治療前后生活質(zhì)量改善情況分)

注：與治療前比較，*P<0.05，#P<0.01

3 討 論

ICD是由于冠狀動脈梗阻或狹窄、心肌缺血而導(dǎo)致的嚴(yán)重心肌功能障礙。目前ICD預(yù)后差,對現(xiàn)有的多種治療手段效果欠佳，特別是對冠狀動脈有3支或以上嚴(yán)重病變、不適合介入治療或行冠狀動脈搭橋血運(yùn)重建的患者缺乏十分有效的治療方法，因此尋求其他替代治療方法具有深遠(yuǎn)意義。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為心肌細(xì)胞不能再生，但近年大量的研究表明在特定的條件下部分心肌細(xì)胞有可能重新進(jìn)入細(xì)胞周期,并通過募集局部和循環(huán)中的干細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)有限的再生，因此心臟作為終末分化器官不能再生的法則現(xiàn)在已經(jīng)受到挑戰(zhàn)[4～6]?；A(chǔ)研究已經(jīng)證實(shí),將干細(xì)胞或祖細(xì)胞移植到心臟能改善受損心臟的組織灌注和收縮功能[7，8]，可能的機(jī)制包括干細(xì)胞與心肌細(xì)胞融合,橫向分化為心肌細(xì)胞、血管細(xì)胞,以及所謂的旁分泌作用。王殉等[9]觀察UCBSC移植對缺血性心肌病患者治療效果及安全性，32例缺血性心肌病患者經(jīng)微導(dǎo)管于各冠狀動脈遠(yuǎn)端注入10 ml UCBSC，觀察治療前后患者心功能、左心室舒張末期直徑(LVEDD)、LVEF值，腦鈉肽(BNP)水平和6分鐘步行試驗(yàn)(6-MWT)的變化，結(jié)果表明UCBSC治療后12周患者心功能分級、LVEF、BNP水平、6-MWT與治療前比較均有明顯改善(P<0.01)。易海波等[10]觀察轉(zhuǎn)染金屬蛋白酶組織抑制因子-1(TIMP-1)基因骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植修復(fù)損傷心肌的能力，先開胸結(jié)扎SD大鼠冠狀動脈前降支建立心肌梗死模型，1 周后隨機(jī)分組：空白組經(jīng)尾靜脈內(nèi)注射DMEM懸液；干細(xì)胞組經(jīng)尾靜脈內(nèi)注射含1×107骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的DMEM懸液；綠色熒光蛋白—干細(xì)胞組經(jīng)尾靜脈內(nèi)注射轉(zhuǎn)染帶有綠色熒光蛋白基因慢病毒空載體的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(1×107)DMEM懸液；TIMP-1-shRNA-干細(xì)胞組經(jīng)尾靜脈內(nèi)注射轉(zhuǎn)染TIMP-1-shRNA 的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(1×107)DMEM 懸液。結(jié)果表明，造模后4組大鼠心臟功能受損，收縮能力下降，治療后4周心臟功能均有不同程度改善：與空白組比較，干細(xì)胞組、綠色熒光蛋白—干細(xì)胞組、TIMP-1-shRNA-干細(xì)胞組心臟收縮功能明顯提高(P<0.05)，心肌梗死面積百分比明顯縮小(P<0.05)，梗死區(qū)毛細(xì)血管密度明顯增加(P<0.05)，且TIMP-1-shRNA-干細(xì)胞組改善程度優(yōu)于干細(xì)胞組、綠色熒光蛋白—干細(xì)胞組(P<0.05)，說明轉(zhuǎn)染TIMP-1基因的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植能夠明顯改善損傷心肌功能，修復(fù)缺血性心肌病。甘軍民等[11]評價缺血性心肌病患者經(jīng)靜脈自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療的療效，24例作為試驗(yàn)組， 行常規(guī)藥物治療聯(lián)合自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療，另22例作為對照組，行常規(guī)藥物治療。治療前以及治療后3個月和6個月時進(jìn)行心臟彩色多普勒超聲檢查，通過心臟形態(tài)、心臟射血分?jǐn)?shù)及左心室心腔大小等指標(biāo)來評價自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療效果。結(jié)果與對照組相比，試驗(yàn)組患者3個月和6個月時左心室射血分?jǐn)?shù)明顯增加(P<0.05)，6個月時左心室大小明顯減小(P<0.05)；與自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療前相比，試驗(yàn)組患者3個月和6個月時心臟左心室射血分?jǐn)?shù)均明顯增加(P<0.05)，6個月時左心室大小明顯減小(P<0.05)。魏新偉等[12]探討誘導(dǎo)多能干細(xì)胞移植后對急性心肌梗死小鼠心臟節(jié)律產(chǎn)生的影響，建立ICR小鼠心肌梗死模型并將其隨機(jī)分為急性心肌梗死組、急性心肌梗死+生理鹽水組、急性心肌梗死+誘導(dǎo)多能干細(xì)胞組、急性心肌梗死+成纖維細(xì)胞組，同時設(shè)立正常對照組。各組分別于移植誘導(dǎo)多能干細(xì)胞5 min、1周、2 周、3 周后，應(yīng)用BL-420 生物機(jī)能系統(tǒng)檢測各組小鼠體表心電圖肢體II導(dǎo)聯(lián)心律的變化；免疫組化染色法檢測各組小鼠心肌縫隙連接蛋白43的表達(dá)，并應(yīng)用Image PropluS軟件進(jìn)行半定量分析。結(jié)果表明，與急性心肌梗死組和急性心肌梗死+成纖維細(xì)胞組比較，移植2、3周時急性心肌梗死+誘導(dǎo)多能干細(xì)胞組小鼠體表心電圖II導(dǎo)聯(lián)室性早搏發(fā)生率明顯減少，梗死心肌縫隙連接蛋白43 表達(dá)明顯增加(P<0.05)，前2組相比差異無顯著性意義。Yang等[13]為了評估自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)梗死相關(guān)動脈介入治療急性心肌梗死患者的安全性和療效，心肌梗死后3周將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)梗死相關(guān)動脈(左前降支動脈)或非梗死相關(guān)動脈(右冠狀動脈)移植到梗死心肌，治療過程中及治療后隨訪6個月觀察干細(xì)胞治療的安全性和有效性，干細(xì)胞介入治療后4 d和6個月分別用超聲心動圖、放射性核素心腔造影和18F脫氧葡萄糖單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)觀察心功能、心肌灌注和存活心肌。結(jié)果表明在干細(xì)胞治療過程中、治療后和治療后6個月未觀察到心律失常、感染、變態(tài)反應(yīng)和其他不良反應(yīng)；干細(xì)胞治療后患者心功能和心肌灌注得到明顯改善，并且在梗死區(qū)域觀察到存活心肌代謝。Williams等[14]把來源于骨髓單個核細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)導(dǎo)管心肌內(nèi)注射到8例心肌梗死患者的左室疤痕部位和附近區(qū)域，結(jié)果表明治療后左室舒張末期容積和收縮末期容積較治療前降低，心肌梗死面積較前減少，左室局部功能改善，心肌重構(gòu)逆轉(zhuǎn)，所有患者對該治療耐受性良好，沒有觀察到與治療相關(guān)的不良反應(yīng)。Kandala等[15]對骨髓干細(xì)胞治療慢性缺血性心肌病的隨機(jī)對照試驗(yàn)進(jìn)行Meat分析，結(jié)果表明骨髓干細(xì)胞可以改善左室射血分?jǐn)?shù)和心臟重構(gòu)，并且在改善左室收縮功能方面心肌內(nèi)注射干細(xì)胞優(yōu)于經(jīng)冠狀動脈內(nèi)注射。Inaba等[16]為探討干細(xì)胞治療能否改變?nèi)毖孕募〔〉淖笫夜δ芎途植抗嘧?，將野生型小鼠的左前降支動脈結(jié)扎，在結(jié)扎后的7 d在超聲引導(dǎo)下將成體干細(xì)胞心肌注射，利用高頻超聲心動圖檢測左室舒張末期容積、收縮末期容積、左室射血分?jǐn)?shù)和每搏量，心肌對比超聲評估心肌灌注和梗死心肌面積。結(jié)果表明干細(xì)胞治療后7～28 d，心肌梗死面積縮小40%～50%、心肌灌流增加20%～30%、左室舒張末期容積和收縮末期容積下降、左室射血分?jǐn)?shù)增加，并且左室射血分?jǐn)?shù)增加和心肌梗死面積縮小與冠狀動脈灌注改善之間呈線性相關(guān)。本研究30例缺血性心臟病患者伴有冠狀動脈多支病變，不適合或患者不愿意行介入治療和冠狀動脈搭橋手術(shù)，經(jīng)一般藥物治療效果欠佳，經(jīng)冠狀動脈造影UCBSC介入治療，術(shù)后3月及6月左室舒張末容量和左室收縮末容量均較術(shù)前顯著減小，左室射血分?jǐn)?shù)較術(shù)前顯著提高(P<0.05)。SF-36健康量表評分治療術(shù)后3月、6月較治療前身體功能、運(yùn)動限制及總體健康評分均有顯著提高(P<0.05)，治療中及術(shù)后隨訪6個月未觀察到與治療有關(guān)的不良反應(yīng)，說明UCBSC經(jīng)經(jīng)冠狀動脈介入治療是治療缺血性心臟病一種安全有效的方法，短期內(nèi)可以改善缺血性心臟病患者臨床癥狀和心功能，是一種安全有效的治療選擇。

但是近年來隨著許多大規(guī)模臨床試驗(yàn)的報(bào)道,少數(shù)研究者們對于干細(xì)胞移植治療缺血性心臟病的臨床療效有著完全不同的結(jié)論，Traverse等[17]在急性心肌梗死后2～3周把自體骨髓單個核細(xì)胞經(jīng)冠狀動脈內(nèi)注入，觀察其對左室功能的影響，結(jié)果表明干細(xì)胞經(jīng)冠狀動脈內(nèi)輸注不能改善左室的功能。因此對未來應(yīng)該進(jìn)行更大樣本(每組幾百例)、更長時間( 3～5年) 的大規(guī)模多中心隨機(jī)對照研究來進(jìn)一步評價臍血干細(xì)胞治療缺血性心臟病的效果和風(fēng)險(xiǎn)。同時基礎(chǔ)和臨床研究應(yīng)齊頭并進(jìn),明確哪種細(xì)胞及移植途徑能夠真正有效改善心功能、細(xì)胞移植的效果能持續(xù)多久、重復(fù)移植是否帶來更大的益處等。

1 Gho JM,Kummeling GJ,Koudstaal S,et al.Cell therapy,a novel remedy for dilated cardiomyopathy.A systematic review[J]. J Card Fail,2013,19(7):494-502.

2 du Pré BC,DoevendanSPA,van Laake LW. Stem cellSfor cardiac repair:an introduction[J]. J Geriatr Cardiol,2013,10(2):186-197.

3 Machavariani PT,Dzhalabadze XA,Areshidze TX,et al. ProspectSof stem cellSapplication in patientSwith ischemic heart disease(review) [J]. Georgian Med News,2013 ,(217):44-49.

4 陳振，王聯(lián)發(fā)，周文兵.干細(xì)胞移植治療心臟病進(jìn)展[J].疑難病雜志，2011，10(3)：236.5 喬志鈺，謝進(jìn)生，楊傳瑞,等.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和骨髓單個核干細(xì)胞移植治療大鼠心肌梗死的對比研究[J].中國醫(yī)藥，2009，4(4):241.6 胡依民.干細(xì)胞移植在心肌梗死治療中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國全科醫(yī)學(xué)，2011，14(1)：221.

7 Henning RJ.Stem cellSfor cardiac repair:problemSand possibilities[J]. Future Cardiol,2013,9(6):875-884.

8 Henning RJ. Stem cellSin cardiac repair[J]. Future Cardiol,2011,7(1):99-117.

9 王殉，張馳，董曉雁，等.臍血干細(xì)胞治療缺血性心肌病的臨床觀察[J].臨床內(nèi)科雜志,2011,28(9):609-611.

10 易海波，劉軍，蔣麗華. 金屬蛋白酶組織抑制因子轉(zhuǎn)染骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞靜脈輸入治療缺血性心肌病[J].中國組織工程研究,2012,16(36):6724-6729.

11 甘軍民，郝驥，祁春梅，等.自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療缺血性心肌病的臨床研究[J]. 徐州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,32(11):752-754.

12 魏新偉，張曉剛，楊梁. 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞移植后對急性心肌梗死小鼠心律的影響[J].中國組織工程研究，2012，16(32):6037-6041.

13 Yang Z,Zhang F,Ma W，et al. A novel approach to transplanting bone marrow stem cellSto repair human myocardial infarction:delivery via a noninfarct-relative artery[J]. Cardiovasc Ther,2010,28(6):380-385.

14 WilliamSAR,Trachtenberg B,Velazquez DL，et al. Intramyocardial stem cell injection in patientSwith ischemic cardiomyopathy:functional recovery and reverse remodeling[J]. Circ Res,2011,108(7):792-796.

15 Kandala J,Upadhyay GA,Pokushalov E，et al. Meta-analysiSof stem cell therapy in chronic ischemic cardiomyopathy[J]. Am J Cardiol,2013,112(2):217-225.

16 Inaba Y,Davidson BP,Kim S，et al. Echocardiographic evaluation of the effectSof stem cell therapy on perfusion and function in ischemic cardiomyopathy[J].J Am Soc Echocardiogr,2013,12(3):894-897.

17 Traverse JH,Henry TD,ElliSSG，et al. Effect of intracoronary delivery of autologouSbone marrow mononuclear cellS2 to 3 weekSfollowing acute myocardial infarction on left ventricular function:the Late TIME randomized trial[J]. JAMA,2011,306(19):2110-2119.

Therapeuticeffectofhumanumbilicalcordbloodstemcellsonischemicheartdisease

YANGHuaqiang*,LIHong,LIYuling,QINGJun,BAOHongxia,LVXiaojuan,WANGJianing,XIAOJunhui.

*DepartmentofHematology,RenmingHospital,HubeiUniversityofMedicine,Shiyan442000,ChinaCorrespondingauthor:LIHong，E-mail:yanghuaqiang2004@126.com

ObjectiveTo observe the clinical efficacy and safety of cord blood stem cell transplantation for ischemic heart disease treatment.MethodsThirty caseSof patientSwith ischemic heart disease with coronary multi-vessel disease after drug treatment iSgenerally ineffective,not suitable for interventional therapy and coronary artery bypasSsurgery,they

treatment of using of stem cellSfrom human cord blood through the coronary interventional angiography transplantation therapy. Review the ECG and laboratory indicators,observed treatment safety,echocardiographic evaluation of cardiac function,and performed SF-36 Health Questionnaire to evaluate the quality of life and clinical symptomSof patientSand improvement of signSand adverse reactionSbefore cord blood stem cellStreatment,3 and 6 monthSafter treatment,respectively.ResultsAfter one week of umbilical cord blood stem cell therapy,clinical symptomSof 26 patientSimproved significantly,3 and 6 monthSafter surgery,left ventricular end-diastolic volume and left ventricular end-systolic significantly reduced than before therapy. Left ventricular ejection fraction waSsignificantly improved compared with the preoperative (P<0.05,P<0.01). SF 36 health scoreSrevealed that,3 monthSand 6 monthSafter treatment,compared with pre-treatment physical function,exercise restrictionSand general health scoreSwere significantly increased (P<0.05,P<0.01),and after treatment,patientSwere followed up for 6 months,no treatment-related adverse reactionSwere observed.ConclusionCord blood stem cellSvia coronary intervention can improve clinical symptomSand cardiac function in patientSwith ischemic heart disease in short-term,iSa safe and effective treatment options.

Heart disease,ischemic;Multi-vessel disease;Treatment;Stem cells,umbilical cord blood；Transplantation

442000 十堰，湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院血液科(楊華強(qiáng)、李紅、李玉玲、覃駿、鮑紅霞、呂曉娟)，心內(nèi)科(王家寧、肖俊會)

李紅，E-mail:yanghuaqiang2004@126.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2014.04.010

2014-01-14)