干細胞移植治療心臟病安全性的研究現狀

石亞楠，徐 予，宿 昕，張雪亞，趙先鋒，李 蓓

(1.河南省人民醫院心血管內科 河南 鄭州 450003;2.武漢大學經濟管理學院 湖北 武漢 430070)

干細胞移植技術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皮細胞。體外和體內的多項研究已經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冠狀動脈注射、經心外膜直視注射、心內膜注射、經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有心律失常、微梗死等;血管化不良事件表現有支架內或犯罪血管再狹窄、支架內血栓形成等;其他不良事件包括免疫排斥、腫瘤發生、發熱、鈣化等。本文將干細胞移植安全性方面的研究現狀做一綜述。

1 心臟不良事件

1.1 心律失常 Pieter等［2］在經心肌內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生。在CHIN等［3］研究中也沒有心律失常發生。在Yelda Tayyareci［4］對經冠狀動脈內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期間以及手術后沒有室性心律失常的發生。Emerson等［6］在心肌內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的持續性心律失常的發生，在病人住院期間也沒有任何顯著性心律失常出現。Blocklet等［7］用外周血CD34+細胞經冠脈移植治療AMI患者，隨訪期間也未發生心律失常。然而，Menaschep［8］、Siminiak［9］和 Fernandes［10］等學者曾報道在骨骼肌干細胞移植后有患者出現惡性心律失常。干細胞移植引發的心律失常多見于經心內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種不同機制引發心律失常，即自律性、折返及觸發機制。研究發現，在分化過程中，梗死區的干細胞不僅具有自身心肌細胞形態學方面特征，同時還具有胚胎心肌細胞電生理學方面的特性，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干細胞移植后出現惡性心律失常。

1.2 微梗死 干細胞移植在動物實驗中發現有可能導致小灶性梗死。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，細胞移植亦沒有導致血流動力學變化。劉盛等［11］應用冠狀動脈旁路移植術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生。王世宏等［12］在評價冠狀動脈內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注射而導致的心肌梗死及心肌酶的升高。聶穎等［13］也報道了經介入途徑將骨髓干細胞注射到心肌梗死豬冠狀動脈內，結果顯示細胞移植前、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現移植術后患者無胸悶、胸痛等臨床癥狀，監測6、12、24 hCK—MB、CPK和cTnI水平均在正常范圍內，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，經導管技術行自體骨髓來源和外周血來源的干細胞移植，隨訪4個月后未發現心肌壞死的發生。

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致動脈粥樣硬化的產生及發展。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生遠端冠狀動脈管腔損失的可能性。Sata等［16］研究結果顯示，骨髓來源的細胞形成了大量參與構成動脈粥樣硬化的平滑肌細胞。Vulliet等［17］研究也發現，冠脈內移植Mscs會引起冠狀動脈微梗死。陳曉春等［18］發現經主動脈移植的骨髓Mscs可加重大鼠血管成形術后再狹窄的程度。推測骨髓和血液前體細胞經冠狀動脈灌注后可從血管中溢出遷移至缺血區域.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 支架內再狹窄 支架內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個月發現支架內再狹窄的發生率明顯增加。MANSOUR等［20］研究也證實，骨髓間充質干細胞移植能顯著增高支架內再狹窄率。Bartunek等［21］經冠脈內移植CDl33陽性骨髓祖細胞，發現了支架內再狹窄發生率的增加。然而，Tendera等［22］經冠脈移植自體骨髓和外周祖細胞治療AMI患者時未發現與之相關的再狹窄。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再狹窄的發生率。

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。張美榮等［24］觀察了大鼠肌肉注射人臍帶間充質干細胞后的各項生理指標及注射局部肌肉組織的病理學變化，結果發現沒有引起受者嚴重的免疫排斥反應。王建安等［25］通過入選24例原發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，兩組均予常規抗心衰藥物治療，細胞移植組接受自身骨髓間質干細胞冠狀動脈內移植，對照組冠狀動脈內注射等量生理鹽水，研究中未出現免疫炎癥反應。目前關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周后檢測心肌內沒有腫瘤形成。Djouad等［27］將骨髓間充質干細胞與B16黑色素瘤細胞植入到健康鼠體內可以引發黑色素瘤，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現惡性腫瘤。孟玲等［28］研究了經靜脈途徑移植骨髓間充質干細胞修復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。有報道發現，Mscs在體外經長期培養可自發形成腫瘤樣細胞。事實上，干細胞與腫瘤之間的關系長期以來一直是研究者廣泛關注的問題。近代關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生心肌內鈣化。Yoon等［29］在大鼠模型中冠脈內注射骨髓細胞，觀察到注射的細胞直接參與了心肌內鈣化過程。

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。隨著更多的大規模、臨床隨機雙盲對照實驗的開展以及對信號轉導、分化調控、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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