臍血干細(xì)胞移植治療對缺血性心肌病患者左室重塑的影響

李 軍 段班燕 王俊峰 周 明 雷楓琴 龍海燕 明登峰 黨書毅

1.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院心內(nèi)科，湖北十堰442000；2.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院干細(xì)胞治療中心，湖北十堰442000

臍血干細(xì)胞移植治療對缺血性心肌病患者左室重塑的影響

李 軍1段班燕1王俊峰1周 明1雷楓琴1龍海燕1明登峰2黨書毅1

1.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院心內(nèi)科，湖北十堰442000；2.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院干細(xì)胞治療中心，湖北十堰442000

目的初步探討人臍血干細(xì)胞移植治療對缺血性心肌病患者左室重塑的影響。方法選擇湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院心內(nèi)科2010年4月～2013年12月確診為缺血性心肌病的患者29例，根據(jù)治療情況分為對照組（14例）、外周靜脈移植組（8例）和冠狀動脈移植組（7例）：對照組給予規(guī)范的抗心衰藥物治療；外周靜脈移植組和冠狀動脈移植組在藥物治療的基礎(chǔ)上分別經(jīng)外周靜脈和冠狀動脈移植人臍血干細(xì)胞。分別記錄各組在0、1、3、6個月時體內(nèi)腦鈉肽（BNP）、左心室內(nèi)舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）、左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）等觀察指標(biāo)的變化。結(jié)果與對照組比較，外周靜脈移植組和冠狀動脈移植組1個月后BNP開始下降，3個月和6個月后，BNP下降均更為明顯，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而外周靜脈移植組和冠狀動脈移植組組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。與對照組比較，冠狀動脈移植組治療1個月后LVEF值增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），各組LVEF值在第3個月和第6個月時，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。三組LVEDD各時點比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論經(jīng)外周靜脈和冠狀動脈移植人臍血干細(xì)胞治療缺血性心肌病能協(xié)助改善左室重塑，是一種安全有效的治療方法，可作為一種輔助治療方式。

缺血性心肌?。荒氀杉?xì)胞移植；左室重塑

缺血性心肌?。╥schemic cardiomyopathy）是在多種致病因子作用下所出現(xiàn)的以心力衰竭為主要特征的一組臨床癥候群，在這一過程中，左室重塑（left ventricular remodeling）即左室進(jìn)行性擴大和收縮功能降低是其發(fā)病學(xué)基礎(chǔ)。近年來，許多學(xué)者用人臍血干細(xì)胞（human umbilical cord blood stem cells，HUCBSC）進(jìn)行了心肌移植的實驗，結(jié)果顯示移植的干細(xì)胞不僅起到心肌再生、穩(wěn)定心肌組織結(jié)構(gòu)的作用，還可通過細(xì)胞因子分泌，促進(jìn)梗死心肌的血管再生，改善心功能，減輕氧自由基對心肌的損傷，縮小心肌梗死面積[1]。本研究擬探討移植HUCBSC對缺血性心肌病患者左室重塑的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院（以下簡稱“我院”）心內(nèi)科2010年4月～2013年12月確診為缺血性心肌病的患者29例。根據(jù)治療情況分為對照組（14例）、外周靜脈移植組（8例）和冠狀動脈移植組（7例）。所有入組人員均行血糖、血脂、肝腎功能等檢查。各組患者年齡、體重指數(shù)、合并血糖異常比例、合并血脂異常比例、合并高血壓比例、吸煙史、飲酒史等方面比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。本研究方案通過醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)同意，所有入組患者均簽署知情同意書。

1.2 缺血性心肌病判斷標(biāo)準(zhǔn)

超聲心動圖+臨床癥狀+冠脈造影：①超聲心動圖：心臟擴大、左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）降低（＜45%）、室壁局灶性及節(jié)段性運動異常。②紐約心功能分級：根據(jù)患者的臨床癥狀判定紐約心功能3～4級。③冠脈造影：所有入選患者均行冠脈造影證實為兩支或三支血管嚴(yán)重病變。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

有以下病史者予以排除：心臟瓣膜病、心房顫動、惡性腫瘤、外周血管病、嚴(yán)重外傷（6個月內(nèi)）、嚴(yán)重感染（6個月內(nèi)）、慢性肝腎疾病、自身免疫性疾病、近期（6個月內(nèi)）手術(shù)、近期（6個月內(nèi)）使用糖皮質(zhì)激素及免疫抑制劑等。

1.4 基礎(chǔ)用藥

所有患者均服用拜阿司匹林及他汀類藥物（瑞舒伐他汀鈣或阿托伐他汀鈣）。根據(jù)患者個體差異、合并的疾病及并發(fā)癥等具體情況，參照標(biāo)準(zhǔn)心衰治療指南，規(guī)律服用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑/血管緊張素受體拮抗劑、β-受體阻滯劑（倍他樂克）、醛固酮受體拮抗劑（螺內(nèi)酯）、利尿劑、洋地黃、曲美他嗪（萬爽力）和硝酸酯類藥物。

1.5 各組干細(xì)胞給藥方式

①對照組：規(guī)范的藥物治療。②外周靜脈移植組：規(guī)范的藥物治療+經(jīng)外周靜脈移植HUCBSC，選擇右手背部靜脈滴注。③冠狀動脈移植組：規(guī)范的藥物治療+經(jīng)冠狀動脈移植HUCBSC。穿刺右側(cè)橈動脈，植入橈動脈鞘管，使用6F通用造影導(dǎo)管行冠脈造影，并經(jīng)造影導(dǎo)管注射HUCBSC懸液，經(jīng)左主干注射干細(xì)胞總量的2/3，經(jīng)右冠開口注射余下的1/3；所有患者均常規(guī)心電監(jiān)護(hù)24 h，嚴(yán)密觀察有無過敏、心律失常等不良反應(yīng)。所有患者均接受2次干細(xì)胞治療，間隔時間為1個月。

1.6 臍血干細(xì)胞

本實驗中所采用的HUCBSC由深圳市北科生物科技有限公司提供。所有HUCBSC培養(yǎng)過程中定期對細(xì)胞進(jìn)行監(jiān)控并且記錄，包括無菌、支原體和內(nèi)毒素（應(yīng)≤0.5 EU/mL）的檢測結(jié)果，并對細(xì)胞進(jìn)行鑒定。實驗時嚴(yán)格無菌操作，HUCBSC輸入量為100 mL，細(xì)胞總量約為5×107個（包括0.2%～1.0%CD34+細(xì)胞）并且存活率大于85%。

1.7 血液標(biāo)本采集及檢測

所有入組患者均在試驗設(shè)計的時間點采集肘部靜脈血液15 mL，置于酶抑制劑抗凝管中，3000 r/min（重力約730 g）低溫離心15 min，分離血漿置于-30℃冰箱保存，用以檢測相關(guān)指標(biāo)：腦鈉肽（BNP）、白細(xì)胞計數(shù)（WBC）、肌酐（Cr）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌鈣蛋白T（CTnT）等。所有項目均在我院檢驗科采用自動生化分析儀（HIIACHI，7170A，Automatic Analyzer）進(jìn)行檢測。

1.8 超聲心動圖

所有入組人員常規(guī)行超聲心動圖檢測，專人、專機（GE-LOGIQ-7彩色多普勒超聲診斷儀）操作，探頭頻率（1.5～4.0 MHz），從左室長軸切面、左室短軸切面、心尖四腔切面，測量左室結(jié)構(gòu)指標(biāo)如LVEF、左心室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD），各項指標(biāo)取3個連續(xù)心動周期的平均值。

1.9 統(tǒng)計學(xué)方法

采用Prism 5.0軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用t檢驗，兩組以上均數(shù)比較用單因素方差分析，組間兩兩比較用q檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組常規(guī)血液檢查指標(biāo)比較

三組在肌酐、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、肌酸激酶同工酶等方面比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

2.2 各組腦鈉肽水平的變化比較

入組初，各組腦鈉肽水平比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。治療1個月后，與對照組比較，外周靜脈移植組和冠狀動脈移植組BNP開始下降，在第3個月和第6個月時，BNP下降均更為明顯，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。而外周靜脈移植組和冠狀動脈移植組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見圖1。

2.3 各組左心室射血分?jǐn)?shù)的變化比較

入組初，各組LVEF值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。治療1個月后，與對照組比較，冠狀動脈移植組LVEF值增加，由（40±5）%增至（49±3）%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而外周靜脈移植組與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。在第3個月和第6個月時，各組LVEF值均有所增加，組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見圖2。

2.4 各組心臟左心室舒張末期內(nèi)徑的變化

入組初，各組LVEDD水平比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。治療1個月后，各組LVEDD均開始下降，至第6個月時達(dá)到最低值，其中冠狀動脈移植組由（59.8±5.1）mm降至（52.0±2.5）mm，但三組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見圖3。

2.5 其他動態(tài)心電檢測分析

與對照組比較，外周靜脈移植組和冠狀動脈移植組在術(shù)前、術(shù)后48 h以及術(shù)后6個月的隨訪中，均未出現(xiàn)心律失常事件。研究過程中未發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱、過敏反應(yīng)、栓塞事件等發(fā)生。

3 討論

近年來，使用干細(xì)胞移植治療心肌病在基礎(chǔ)和臨床領(lǐng)域均進(jìn)行了一系列探索[2]。2001年Orllic等[3]首次報道了干細(xì)胞動物實驗的結(jié)果，在提取綠色熒光蛋白表達(dá)增強的轉(zhuǎn)基因小鼠的骨髓細(xì)胞注射入梗死組織9 d后，新形成的心肌組織在心室的梗死區(qū)域占68%，提示成體的干細(xì)胞能產(chǎn)生新的心臟組織。Jain等[4]對梗死心臟心肌細(xì)胞移植后6個月的移植細(xì)胞的存活率和功能進(jìn)行了研究，在所有的治療小鼠中，心臟射血功能都得到改善，梗死區(qū)收縮期反向膨脹減少，動力障礙也明顯減少，受試對象獲得了長期生存率，且心功能得到了長期改善。2003年Britten等[5]報道了TOPCARE-AMI研究，入選28例急性心肌梗死患者，在冠脈重建后植入骨髓或血液造血干細(xì)胞，結(jié)果LVEF從（44±10）%增加到術(shù)后4個月時的（49±10）%，壞死組織容積由（46±32）mL減少到（37±28）mL，該研究提示干細(xì)胞在改善心臟功能方面有較好的效果。HUCBSC移植是利用臍帶血中的干細(xì)胞重建造血免疫的一種造血干細(xì)胞移植療法。部分學(xué)者用HUCBSC進(jìn)行了心肌移植實驗，結(jié)果顯示移植的干細(xì)胞不僅能起到心肌再生、穩(wěn)定心肌組織結(jié)構(gòu)的作用，還可通過細(xì)胞因子分泌，促進(jìn)梗死心肌的血管再生，改善心功能，減輕氧自由基對心肌的損傷，縮小心肌梗死面積[6-7]。我國學(xué)者利用自身骨髓間質(zhì)干細(xì)胞和骨髓單個核細(xì)胞經(jīng)冠狀動脈內(nèi)移植治療原發(fā)性擴張型心肌病和重度心力衰竭，也取得了良好的效果[8-9]。

在本試驗中采用經(jīng)外周靜脈移植和經(jīng)冠狀動脈移植兩種方式，從內(nèi)分泌和心室結(jié)構(gòu)改變兩個層面來評價缺血性心肌病患者左心室重塑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)從移植術(shù)后第1個月開始，干細(xì)胞移植的兩組與對照組比較，BNP即開始下降，在第3個月和第6個月時，BNP下降更為明顯，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），提示干細(xì)胞移植對于減輕心衰、改善左室重塑有一定的作用。其機制可能與HUCBSC再生心肌細(xì)胞，促進(jìn)新生血管形成，限制梗死心肌中細(xì)胞炎癥因子和炎癥細(xì)胞的表達(dá)，通過旁分泌機制改善心室重塑及減輕氧自由基對心肌的損傷等因素相關(guān)[10-12]。但讓人費解的是，冠狀動脈移植組在理論上移植到心臟中的HUCBSC數(shù)量更多，其BNP水平下降應(yīng)該更為明顯，但經(jīng)外周靜脈移植和經(jīng)冠狀動脈移植兩種方式之間無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），其原因尚不明確。因此兩種干細(xì)胞移植方法孰優(yōu)孰劣，尚需要進(jìn)一步研究。此外，結(jié)果還顯示，對照組雖然僅采用藥物治療，但是BNP水平隨著時間的延長，也呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，提示規(guī)范服用抗心衰藥物是缺血性心肌病治療的基礎(chǔ)。

LVEDD和LVEF是評價心衰患者心臟結(jié)構(gòu)和功能變化的重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞治療后第1個月，冠狀動脈移植組與對照組比較，LVEF值增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而外周靜脈移植組無此差異。經(jīng)冠狀動脈移植這種方式對心衰的治療表現(xiàn)出了一定優(yōu)勢，但是在隨后的第3個月和第6個月，各組LVEF值均有所增加，兩種干細(xì)胞治療方式和普通藥物治療比較無統(tǒng)計學(xué)差異。而LVEDD在三個組中隨著治療的進(jìn)展均有不同程度的下降，組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

HUCBSC移植治療缺血性心肌病在臨床上已經(jīng)逐漸開展，但因其尚處于探索性研究階段，仍有許多問題有待解決，諸如HUCBSC的體外分離、培養(yǎng)，最適宜的移植治療時間，最有利的移植途徑，最佳的移植數(shù)量，分化程度如何以及其療效和安全性等。就本試驗而言，在整個研究過程中無一例發(fā)生栓塞、心律失常等負(fù)性臨床事件，同時結(jié)果還提示HUCBSC移植可以改善心臟功能，協(xié)同藥物預(yù)防左心室重塑。然而，由于發(fā)病率、區(qū)域、觀念、經(jīng)費等客觀因素影響，本項目中納入研究的病例有限，樣本量較小，雖然設(shè)立有對照組，但不是隨機試驗，因而其意義僅為初步探討，HUCBSC移植確切療效的證實以及安全性的進(jìn)一步評價等問題，有待于多家有條件的醫(yī)院合作，進(jìn)行大樣本、隨機、雙盲的隨機對照研究。

[1]Henning RJ，Burgos JD，Vasko M，et al.Human cord blood cells and myocardial infarction：effect of dose and route of administration on infarct size[J].Cell Transplant，2007，16（9）：907-917.

[2]Sanchez LA，Guerrero-Beltran CE，Cordero-Reyes AM，et al.Use of stem cells in heart failure treatment：where we stand and where we are going[J].Methodist Debakey Cardiovasc J，2013，9（4）：195-200.

[3]Orlic D，Kajstura J，Chimenti S，et al.Bone marrow cells regenerateinfarctedmyocardium[J].Nature，2001，410（6829）：701-705.

[4]Jain M，DerSimonian H，Brenner DA，et al.Cell therapy attenuates deleterious ventricular remodeling and improves cardiac performance after myocardial infarction[J].Circulation，2001，103（14）：1920-1927.

[5]Britten MB，Abolmaali ND，Assmus B，et al.Infarct remodeling after intracoronary progenitor cell treatment in patients with acute myocardial infarction（TOPCARE-AMI）：mechanistic insights from serial contrast-enhanced magnetic resonance imaging[J].Circulation，2003，108（18）：2212-2218.

[6]Henning RJ，Abu-Ali H，Balis JU，et al.Human umbilical cord blood mononuclear cells for the treatment of acute myocardial infarction[J].Cell Transplant，2004，13（7-8）：729-739.

[7]Wu KH，Zhou B，Yu CT，et al.Therapeutic potential of human umbilical cord derived stem cells in a rat myocardial infarction model[J].Ann Thorac Surg，2007，83（4）：1491-1498.

[8]王建安，謝小潔，何紅，等.骨髓間質(zhì)干細(xì)胞移植治療原發(fā)性擴張型心肌病的療效與安全性[J].中華心血管病雜志，2006，34（2）：107-110.

[9]高連如，唐朝樞，朱智明，等.經(jīng)冠狀動脈骨髓單個核細(xì)胞移植治療重度心力衰竭[J].中華心血管病雜志，2006，34（7）：582-586.

[10]何樺，趙祝香，張穎，等.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植在肺氣腫大鼠模型肺組織內(nèi)定植研究[J].中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新，2014，11（21）：26-30.

[11]Raval KK，Kamp TJ.Cardiomyopathy，mitochondria and Barth syndrome：iPSCs reveal a connection[J].Nat Med，2014，20（6）：585-586.

[12]Karakikes I，Termglinchan V，Wu JC.Human-induced pluripotent stem cell models of inherited cardiomyopathies [J].Curr Opin Cardiol，2014，29（3）：214-219.

Effect of cord blood stem cell transplantation therapy for left ventricular remodeling of patients with ischemic cardiomyopathy

LI Jun1DUAN Banyan1WANG Junfeng1ZHOU Ming1LEI Fengqin1LONG Haiyan1MING Dengfeng2DANG Shuyi1
1.Department of Cardiology,Taihe Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine,Hubei Province,Shiyan 442000,China;2.Stem Cell Treatment Center,Taihe Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine,Hubei Province,Shiyan442000,China

ObjectiveTo explore the effect of cord blood stem cell transplantation therapy for left ventricular remodeling of patients with ischemic cardiomyopathy.MethodsTotal 29 cases of patients diagnosed as ischemic cardiomyopathy in Department of Cardiology,Taihe Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine from April 2010 to December 2013 were selected,they were divided into control group(14 cases),peripheral vein transplantation group(8 cases) and coronary artery transplantation group(7 cases)according to the specific treatment.The control group was given standard anti heart failure drugs;based on which,peripheral vein transplantation group and coronary artery transplantation group were respectively given transplantation of human umbilical cord blood cells through peripheral veins and coronary artery.The changes of brain natriuretic peptide(BNP),left ventricular end-diastolic dimension(LVEDD),and left ventricular ejection fraction(LVEF)of all groups in 0,1,3,6 months were recorded respectively.ResultsCompared with the control group,BNP concentration in peripheral vein transplantation group and coronary artery transplantation group began to decline in the first month,it was decreased more significantly in the third and sixth month,the differences were statistically significant(P＜0.05),while there were no statistically significant differences between peripheral vein transplantation group and coronary artery transplantation group(P＞0.05).Com-pared with control group,LVEF in coronary artery transplantation group after treatment for one month was increased significantly(P＜0.05),while there were no significant differences of LVEF after treatment for 3,6 months among the three groups(P＞0.05).There were no statistically significant differences of LVEDD at all time among the three groups (P＞0.05).ConclusionThe therapy of transplantation of human umbilical cord blood cells through peripheral veins and coronary artery for ischemic cardiomyopathy may help to improve left ventricular remodeling,which is a safe and effective therapy and can be as a way of adjuvant therapy.

Ischemic cardiomyopathy;Cord blood stem cell transplantation;Left ventricular remodeling

R542.22

A

1673-7210（2015）04（b）-0069-05

2014-12-18本文編輯：張瑜杰）

湖北省科技計劃項目（編號2011CDC049）；湖北省十堰市科學(xué)技術(shù)研究與開發(fā)項目（編號072S）；湖北省十堰市太和醫(yī)院國家級科研項目培育基金計劃項目（編號2014PY03）。

李軍（1981-），男，醫(yī)學(xué)碩士；研究方向：血管活性物質(zhì)在血管重塑中的發(fā)病機制。

黨書毅（1969-），男，醫(yī)學(xué)碩士，教授，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師；研究方向：冠心病及心律失常的防治。