心力衰竭患者的“强心针”:干细胞治疗心力衰竭最新进展

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心血管疾病是一种严重威胁人类健康的疾病,发病率在全球非传染性疾病中居首位。


心力衰竭是各种心血管疾病的严重阶段或终末阶段,其特点为有功能的心肌细胞数量减少和心功能低下,是心血管疾病的“头号杀手”。

心力衰竭患者的“强心针”:干细胞治疗心力衰竭最新进展(图1)


一 常规治疗手段的局限性


各种改善冠状动脉血供的内外科治疗能挽救少部分濒死的心肌细胞;但对已经坏死或无功能的心肌细胞没有效果。心脏移植作为治疗心力衰竭的终极手段,又存在供体严重不足的问题,很多患者在等待合适供体的过程中死亡。


干细胞技术的出现与成熟,为终末期心力衰竭患者的治疗带来了新的曙光。


干细胞治疗心力衰竭机制


心脏修复过程目前有两个理论:


01.外源性机制


将干细胞导入人心脏组织,促使其在心肌内存活、增殖、分化,成为具有类心肌或血管形态与功能的细胞,以替代坏死和丧失功能的心肌细胞,增强和改善心功能,抑制心室的负性重构,阻止或延缓心力衰竭患者病情的恶化与发展。


02.内源性机制


某些内源性心肌干细胞可通过释放细胞因子、化学趋化因子、生长因子或微粒进入周围组织,通过调节炎症因子分泌或调节自分泌起效,修复心肌组织。也就是旁分泌机制。


上述两种机制共同参与了心脏细胞再生。


干细胞治疗心力衰竭的临床进展


01 第一位“吃螃蟹的人”


2011年11月,《柳叶刀》杂志报道了世界第一例使用干细胞技术治疗心力衰竭的临床试验。

心力衰竭患者的“强心针”:干细胞治疗心力衰竭最新进展(图2)


方法:2009年2月,我们开始了SCIPIO(STEMCellI输注于P型心肌病的P型心肌病患者),这是一项I期随机、开放性试验,用于梗死后左心室功能障碍(射血分数[EF]≤40%)患者,他们接受了冠状动脉旁路手术。从右心耳分离自体CSCs,术后4±1个月重新注入冠内给药;对照组未接受治疗。在A期,连续招募9名治疗患者和4名对照患者,以评估CSCs的可行性和短期安全性。然后,在B期,使用块随机化方案和5个块大小,以2:3的比例将患者随机分配到治疗组或对照组。入组后连续评估主要(安全性)和次要(有效性)终点。


结果:在81名患者中,有80名患者成功分离并扩增了自体CSC。在16名接受治疗的患者中,未观察到CSC相关的不良反应。四个月后,平均射血分数从最初的30.3%提高到38.5%,并且在1年后,提高效果更加明显。除此之外,在可进行心脏磁共振成像的7例治疗患者中,梗死大小在4个月时减小7.8±1.7g(23.8%),9.8±1年时降低3.5g(30.3%)。


结论:这些初步结果非常令人鼓舞,并表明输注自体CSCS可有效改善心力衰竭患者的左心室收缩功能和减少梗死大小。


02 胚胎干细胞(ESC)治疗心力衰竭


2015年,《European Heart Journal》杂志发表了一项法国巴黎公立医院开展的有关 ESC 治疗心力衰竭的临 床研究成果“人类胚胎干细胞来源的心脏祖细胞用于严重心力衰竭的治疗:第一个临床病例报告”。

心力衰竭患者的“强心针”:干细胞治疗心力衰竭最新进展(图3)


方法:在该研究中,科学家将 ESC 分化为心肌祖 细胞后,包裹在纤维蛋白补片中,移植到心力衰竭患者的 心外膜与心包膜中间的腔隙中。


结果:术后 3 个月的疗效评 估显示患者心力衰竭症状得以改善,纽约心脏病学会 心 功 能 分 级 (NYHA) 从Ⅲ级降至Ⅰ级,左室射血分数 从 26%提高至 36%,且没有观察到心律失常、肿瘤形 成等并发症。


结论:该研究证明了产生临床级别的人类ESC源性心脏祖细胞群体并将其与组织工程结构相结合的可行性。


03 迄今最大的干细胞治疗心力衰竭临床研究


2021年11月14日,美国心脏协会2021年科学会议上发表了迄今为止最大的干细胞治疗心力衰竭临床研究(DREAM-HF试验)的最新结果:干细胞治疗能够显著减少慢性、高风险、心力衰竭患者的心脏病发作和死亡的数量,尤其是对那些炎症程度较高的患者。

心力衰竭患者的“强心针”:干细胞治疗心力衰竭最新进展(图4)


方法:研究人员招募了537名心力衰竭和射血分数降低的参与者(平均年龄为63岁,20%为女性)。参与者被随机分为两组:261名成年人使用导管将1.5亿个间充质前体前体细胞(通常称为干细胞)直接注射到心脏中。其余276名成年人作为空白对照。研究人员对这些参与者进行了平均30个月的随访。


结果:在整个研究期间,接受干细胞治疗的人的非致命性心脏病发作和中风减少了65%;炎症水平高(CRP水平至少为2 mg / L)的参与者在接受干细胞治疗后发生非致命性心脏病发作或中风的可能性降低了79%;干细胞治疗使炎症水平高的II级HF患者的心脏死亡减少了80%。


结论:细胞的已知抗炎作用机制可能与心力衰竭的因果益有关。干细胞在心脏中局部起作用,也有助于全身血管。


四 总  结


目前,在clinicaltrials.gov上共有102项利用干细胞治疗心力衰竭的临床试验,涉及间充质干细胞、脂肪干细胞、骨髓干细胞等。

心力衰竭患者的“强心针”:干细胞治疗心力衰竭最新进展(图5)


近年来干细胞领域迅速发展,已经有许多临床研究报道了各种类型的细胞疗法可改善左室功能,减少心肌瘢痕,提高患者活动能力 和生活质量等令人鼓舞的结果。相信在不久的将来,


干细胞技术会逐渐走向成熟,成为心力衰竭患者的“强心针”。



参考资料

[1]黄纬凌,杨俊,杨简,杨英.细胞疗法治疗心力衰竭的研究进展[J].中国老年学杂志, 2017, 37(06): 1538-1540.

[2]梁小婷,范慧敏,刘中民.干细胞治疗心力衰竭临床研究进展[J].心血管病学进展, 2018,39(03): 379-384. DOI:10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2018.03.019.

[3] The Lancet Editors. Retraction-Cardiac stem cells in patients with ischaemic cardiomyopathy (SCIPIO): initial results of a randomised phase 1 trial. Lancet. 2019 Mar 16;393(10176):1084.


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