人臍血間充質干細胞移植治療心力衰竭的臨床療效觀察

楊冰冰　張素榮新鄉醫學院第一附屬醫院心血管內科，河南新鄉　453100

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人臍血間充質干細胞移植治療心力衰竭的臨床療效觀察

楊冰冰△張素榮▲
新鄉醫學院第一附屬醫院心血管內科，河南新鄉453100

[摘要]目的探討人臍血間充質干細胞靜脈移植治療心力衰竭（heart failure，HF）的臨床療效。方法選擇2011年12月～2013年12月新鄉醫學院第一附屬醫院收治的HF患者80例，按隨機原則分為兩組，每組40例。對照組給予心力衰竭（心衰）標準治療；治療組給予心衰標準治療+人臍血間充質干細胞靜脈輸注；平均隨訪24個月，觀察治療期間各組患者臨床療效、預后、再住院率、心功能指標及B型腦鈉肽（B-type natriuretic peptide，BNP）水平的變化。結果治療期間對照組有10例死亡，治療組有6例死亡；治療組再住院率較對照組明顯降低（35.0% vs 45.0%，P＜0.05），治療組有效率較對照組明顯提高（90.0% vs 72.5%，P＜0.05）；治療組治療后心功能指標左室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）較治療前明顯升高，左心室收縮期末內徑（left ventricular end-systolic diameter，LVESD）、左心室舒張期末內徑（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD）及BNP水平均較治療前明顯降低；且治療組治療后上述指標較對照組同期明顯改善[LVEF：46.98±10.20 vs 42.15±8.14，LVESD（mm）：44.93±9.71 vs 49.15±9.21，LVEDD（mm）：54.88±9.54 vs 61.53±9.95，BNP（ng/L）：692.50 vs 971.50±422.63，P均＜0.05]。結論人臍血間充質干細胞靜脈移植治療HF療效顯著。

[關鍵詞]人臍血間充質干細胞；靜脈移植；心力衰竭

△在讀碩士研究生

▲通訊作者

1　資料與方法

1.1一般資料

選擇新鄉醫學院第一附屬醫院2011年12月～2013年12月住院的HF患者80例，其中男58例，女22例；年齡36～80歲，平均（62.1±10.8）歲；左室射血分數（LVEF）≤0.40%，紐約心臟病學會（NYHA）心功能分級II～Ⅳ級。原發病：冠心病60例，擴張性心肌病16例，高血壓性心臟病4例；病程3～15年。排除標準：急性心衰或慢性心衰急性加重者；嚴重肝腎功能不全者；血紅蛋白≤90 g/L者；惡性腫瘤患者；對試驗藥物可疑或明確過敏者；艾滋病、乙肝、梅毒等血清學檢查陽性者；不配合或不同意接受干細胞治療者，及個別期望值過高或者不切合實際的要求者。本研究符合醫學倫理學標準，并經醫院倫理委員會批準，所有受試對象均簽署知情同意書。將患者按隨機原則分為治療組和對照組，每組40例，兩組性別、年齡、NYHA分級、吸煙、飲酒史、合并癥（包括高血壓、糖尿病及高脂血癥）、LVEF、LVESD、LVEDD、BNP基線均衡（表1），差異無統計學意義（P均＞0.05）。

1.2方法

對照組給予心衰標準治療，包括洋地黃類、利尿劑、β-受體阻滯劑、血管緊張素轉換酶抑制劑（ACEI）、血管緊張素受體阻滯劑（ARB）、抗血小板聚集及硝酸酯類藥等，具體種類和劑量視病情而定。治療組除給予標準治療外，進一步在無菌條件下，經靜脈緩慢輸注已配制好的人臍血間充質干細胞混懸液[細胞數量按（5～10）×105個/kg，加入250 mL生理鹽水中，外加1%終濃度的白蛋白]。

1.3觀察指標

采用彩色多普勒超聲（HP5500）檢測心功能指標，將超聲探頭在患者胸骨旁以二維超聲和M型超聲進行心臟形態和功能檢測，舒張末期和收縮末期左室長軸面包括心尖部、后乳頭肌、二尖瓣及主動脈瓣。測量左心室收縮期末內徑（LVESD）、左心室舒張期末內徑（LVEDD）、LVEF等，LVEF=（左室舒張末期容積-左室收縮末期容積）/左室舒張末期容積×100%；應用BNP全自動測定儀器測定B型腦鈉肽（BNP）值；觀察治療前后左室心功能改善情況的變化；記錄患者心血管死亡數或再住院率。

1.4隨訪

出院后分別于第1、3、6、12、18及24個月進行隨訪，記錄并評價心臟功能改變，并進行心臟超聲、BNP檢查，24個月時評價療效。

（2）治療組：34例患者中男性30例，女性4例；年齡60～84歲，平均年齡70.5歲；雙側血腫9例，單側血腫25例。

1.5心功能療效判定標準（按NYHA分級方法[3]）

顯效：心功能達到Ⅰ級或心功能改善2級或以上；有效：心功能改善1級以上，而不足2級；無效：心功能改善不足1級或者無明顯改善。

1.6統計學處理

應用SPSS17.0統計學軟件進行分析，資料在分析前均進行正態檢驗，正態計量資料以均數±標準差（±s）表示，均數比較前先行方差齊性檢驗，方差齊采用兩組獨立樣本t檢驗，若方差不齊則采用Satterthwaite近似t檢驗，偏態計量資料以中位數[M]表示，采用非參數秩和檢驗；計數資料采用χ2檢驗進行比較，以P＜0.05為差異有統計學意義。

表1　兩組基線指標比較（±s，M）

表1　兩組基線指標比較（±s，M）

注：兩組基線指標比較，均P＞0.05，差異無統計學意義

治療組對照組t/χ2/U值P值40 40 28/12 30/10 0.25 0.617 62.43±14.06 61.53±13.23 0.76 0.387 17/14/9 22/15/3 3.68 0.159 23/17 27/13 0.85 0.356 26/14 29/11 0.52 0.469 34/6 31/9 0.74 0.390 21/19 25/15 0.82 0.366 35/5 33/7 0.39 0.531 38.25±11.31 36.68±12.91 0.58 0.563 52.98±8.42 53.85±7.54 -0.49 0.626 66.08±7.21 65.73±7.66 0.21 0.834 1112.50 1179.00 -0.38 0.704指標n　　吸煙（是/否）飲酒（是/否）高血壓（是/否）糖尿病（是/否）高脂血癥（是/否）LVEF （%）LVESD （mm）LVEDD （mm）BNP （ng/L）性別（男/女）年齡（歲）NYHA分級Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ

2　結果

2.1兩組預后及臨床療效比較

治療組和對照組再住院率分別為35.0%（14/40）、45.0%（18/40），治療組較對照組降低，差異有統計學意義（P＜0.05）；治療組和對照組總有效率分別為90.0% （36/40）、72.5%（29/40），治療組較對照組明顯提高，差異有統計學意義（χ2=6.232，P＜0.05）。見表2。

表2　兩組患者臨床療效比較[n（%）]

2.2兩組治療前后BNP和心功能比較

所觀測數據經正態性檢驗后，BNP組數據選擇非參數檢驗（Mann-Whitney U檢驗），LVEF、LVEDD和LVESD組選擇t檢驗。結果顯示：兩組治療前BNP水平及心功能指標比較差異無統計學意義（P均＞0.05）；組內治療前后比較，各項指標都較前改善，差異有統計學意義（P均＜0.05）；治療后治療組LVEF較對照組明顯增加，差異有統計學意義（t=2.340，P=0.022）；治療后治療組LVESD、LVEDD及BNP均較對照組明顯降低，差異有統計學意義（P均＜0.05）。見表3、4。

表3　治療前后兩組BNP水平比較（M）

表4　治療前后兩組心功能指標參數比較（±s）

表4　治療前后兩組心功能指標參數比較（±s）

注：與對照組治療前比較，○P＞0.05，差異無統計學意義；與對照組治療后比較，☆P＜0.05，差異有統計學意義；治療組中LVEF、LVEDD、LVESD，與本組治療前比較t值分別為-3.62、5.92、3.96，均△P＜0.05，差異有統計學意義；對照組中LVEF、LVEDD、LVESD，與本組治療前比較t值分別為-2.27、2.12、2.50，均△P＜0.05，差異有統計學意義

治療組對照組t值P值40 40 38.25±11.31○36.68±12.91 0.580 0.563 46.98±10.20☆△42.15±8.14△2.340 0.022 66.08±7.21○65.73±7.66 0.210 0.834 54.88±9.54☆△61.53±9.95△-3.050 0.003 52.98±8.42○53.85±7.54 -0.490 0.626 44.93±9.71☆△49.15±9.21△-2.000 0.049組別　n　LVEF（%）治療前　　治療后LVEDD（mm）治療前　　治療后LVESD（mm）治療前　　治療后

3　討論

心肌細胞損害以及細胞間質病變是引起各種心臟疾病心衰的共同機制[4]，修復心肌細胞，抑制心肌細胞凋亡以及改變心肌細胞生存的微環境成為治療心臟疾病的重要部分。

人臍血間充質干細胞是一種具有多向分化潛能的細胞，可以分化為多種組織細胞，包括骨、軟骨、皮膚、神經元及神經膠質細胞等，近年來，組織工程技術將其植入神經系統損傷、自身免疫系統疾病、肝病等動物模型體內，并取得了突破性的進展[5]，使得心力衰竭的治療有了新的方向。臨床上研究應用較多的是自體骨髓干細胞，Yoon等[6]研究證實，骨髓干細胞可在體內轉化為心肌細胞，對各種原因所導致的心衰患者進行自體骨髓干細胞移植，補充有功能的心肌細胞，能改善患者的心衰癥狀，促進康復[7]。尚有心臟干細胞、胚胎干細胞及骨骼肌成肌細胞的研究。但人臍血間充質干細胞作為組織工程理想的種子，具有來源豐富，易收集及低溫保存，受胎盤屏障保護污染率低，更為原始，增殖分化能力強，免疫源性低等優勢，選擇靜脈輸注較經冠脈注射及胸廓切開心外膜注射操作更簡便，創傷小，避免了心肌局部注射引起移植細胞分布不均，無論移植途徑選擇心臟還是冠脈均使心功能明顯改善，抑制了心肌重構，且無任何心律失常、畸胎瘤等并發癥[8]，更符合臨床實際，保障了其在治療過程中的安全性、可行性及有效性。它可以通過促進血管形成，抑制細胞凋亡，扭轉缺血或者非缺血源性心臟破壞后果。自2001年，德國Strauer等首次用間充質干細胞移植治療心肌梗死患者獲得成功以來，目前已有大量文獻報道應用人臍血間充質干細胞治療缺血性心肌病的依據[9，10]。國內胡承恒等[11]實驗論證了人臍血單個核細胞可以改善心梗后大鼠模型心功能，國外類似的研究也證實了移植的人臍血間充質干細胞能使缺血后心肌功能得到改善[12，13]，同時縮小梗死面積，增加心室順應性，限制心室擴張。無論實驗室研究，還是臨床研究均表明，人臍血間充質干細胞移植能促進心功能恢復，使心肌組織病變減輕，使心室重構得到改善，使心臟LVEF明顯提高[14-16]。

本項研究結果顯示，兩組治療后心功能各項指標（包括LVEF、LVESD、LVEDD及BNP水平）情況，與本組治療前比較均得到了改善，差異有統計學意義（P＜0.05），說明標準西醫藥治療及在心衰標準治療基礎上加用人臍血間充質干細胞靜脈輸注，均可用于心力衰竭的治療，緩解患者癥狀，提高心功能。但是，隨訪期間人臍血間充質干細胞輸注組患者死亡數更少，再住院率更低，臨床總有效率更高，預后及療效均優于標準西醫藥治療組，差異有統計學意義（P均＜0.05）。且治療后心功能指標改善程度較心衰標準治療也顯示出優越性，其中左室射血分數（LVEF）明顯增加，差異有統計學意義（t=2.34，P=0.022），左心室收縮期末內徑（LVESD）、左心室舒張期末內徑（LVEDD）及BNP水平均明顯降低，差異亦有統計學意義（P＜0.05）。因此說明，這一聯合治療HF取得了很好的療效，更能有效改善心衰的心肌舒縮功能，從而改善心衰患者的心功能，提高心衰患者的生活質量，為心衰患者提供了一安全可行的細胞生物療法。

人臍血間充質干細胞治療心力衰竭可能通過以下幾個途徑：①分化作用：研究證實，人臍帶間充質干細胞經5aza誘導能向心肌樣細胞分化，誘導后細胞移植至體內能存活，人臍帶間充質干細胞可以作為心肌細胞移植的來源[17]；②結構上的修復和環境的重建：干細胞通過增殖、分化參與維護心室壁的厚度及彈性，阻抑心室重構[18]；③干細胞同心肌組織間的相互作用，導致一些細胞因子的產生：移植細胞或接受移植的心臟通過自分泌或旁分泌生長因子，如血管生成因子、生長因子、細胞因子等物質，最終全面改善心臟功能[19]；④干細胞尚具有抗缺氧誘導心肌細胞凋亡的作用[20]。

綜上所述，相對比優勢下人臍血間充質干細胞靜脈移植治療心力衰竭療效可觀，能夠更好地改善心衰患者心功能，提高生活質量，值得推廣。但是臨床上移植時間及途徑的選擇，哪一種是最為合理、安全及有效；移植細胞是否會產生異常興奮性及能否會建立有效的興奮收縮偶聯；移植細胞在不同心肌微環境下的分化方向如何及如何控制均需進一步探究；同時，對臨床研究而言，不能僅僅局限于對患者心功能指標的觀察，只有擴大研究規模，跳出心功能改善的緊箍咒，將死亡率或者致死率作為研究硬終點，才能具有更強大的循證價值，細胞治療才能躋身于心衰治療方陣，至于治療效果，評估方法有多種，但缺乏特異性或敏感性。

[參考文獻]

[1]林謙，農一兵，萬潔，等.慢性心力衰竭中西醫結合生存質量量表的臨床研究[J].中國中西醫結合急救雜志，2008，15（3）：131-134.

[2] Krupnick，AS. A novel small animal model of left ventricular tissue engineering[J]. Journal of Heart & Lung Transplantation the Official Publication of the International Society for Heart Transplantation，2002，21（2）：233-243.

[3]陸再英，鐘南山.內科學[M].第7版.北京：人民衛生出版社，2008：32.

[4] Lopez AD. Global and regional burden of disease and risk factors. 2001：systematic analysis of population health data[J]. The Lancet，2006，367（9524）：1747-1757.

[5]陽哲，盧先洲，張樹友.人臍血間充質干細胞的臨床應用[J].社區醫學雜志，2015，13（6）：65-66.

[6] Yoon，Y.-s.，et al.，Clonally expanded novel multipotent stem cells from human bone marrow regenerate myocardium after myocardial infarction[J]. Journal of Clinical Investigation，2005，115（2）：326.

[7]蔣錫初，游慶軍，魏福祥，等.骨髓干細胞移植對心力衰竭患者近期心功能的影響[J].山東醫藥，2004，44（27）：8-10.

[8] Perin EC，Geng YJ，Willerson JT. Adult stem cell therapy in perspective[J]. Circulation，2003，107（7）：935-938.

[9] Eor J，Guetta E，Feinberg MS，et al. Human umbilical cord blood-derived CD133+cells enhance function and repair of the infarcted myocardium[J]. Stem Cells，2006，24（3）：772-780.

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

[11] Cheng-Heng HU，Gui-Fu WU，Wang XQ，et al. Transplanted human umbilical cord blood mononuclear cells improve left ventricular function through angiogenesis in myocardial infarction[J]. Chinese Journal Medicine（English Edition），2006，18（18）：1499-1506.

[12] Sadat S，Gehmert S，Bai X，et al. The cardioprotective effect of mesenchymal stem cells is mediated by IGF-I and VEGF. Biochem Biophys Res Commun[J]. Biochemical & Biophysical Research Communications，2007，363 （3）：674-679.

[13] Matthias S，Payam A，Artur L，et al. Stem cells used for cardiovascular tissue engineering[J]. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery：Official Journal of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery，2008，34 （2）：242-247.

[14]夏燕芳，陳祖軍.慢性心力衰竭患者經外周靜脈移植臍血干細胞的護理[J].醫學臨床研究，2013，30（8）：1658-1659.

[15]李軍，許海軍，王俊峰，等.人臍血干細胞移植對缺血性心肌病患者心功能變化的影響[J].中國心血管病研究雜志，2015（2）：148－151．

[16]羅建紅，何學華，廖金卯，等.人臍血間充質干細胞尾靜脈移植治療擴張型心肌病[J].中國組織工程研究，2013，17（6）：1029－1036．

[17]汪濤，林曉波，楊麗娜，等.人臍帶間充質干細胞向心肌細胞誘導分化并體映移植的研究[J].中國現代醫生，2013，51（11）：1－4．

[18] Rafii S，Meeus S，Dias S，et al. Contribution of marrowderived progenitors to vascular and cardiac regeneration. Semin Cell Dev Biol 13：61-67[C]. Seminars in Cell and Developmental Biology，2002，13：61-67..

[19] Reya T. Stem cells，cancer，and cancer stem cells[J]. Nature，2001，414（6859）：105－111．

[20]黃景玲，楊水祥，陳一戎.人臍血間充質干細胞抗缺氧誘導心肌細胞凋亡的作用[J].中國組織工程研究與臨床康復，2010，14（32）：5927－5930．

Observation of the clinical effect of transplantation of human umbilical cord blood mesenchymal stem cells in the treatment of heart failure

YANG Bingbing ZHANG Surong
Department of Vasculocardiology, the First Affiliated Hospital of Xinxiang Medical University, Xinxiang 453100, China

[Abstract]Objective To explore the clinical efficacy of transplantation of human umbilical cord blood mesenchymal stem cells in the treatment of heart failure(HF). Methods 80 patients with HF who were admitted to the First Affiliated Hospital of Xinxiang Medical University from December 2011 to December 2013 were selected. They were randomly assigned to two groups, with 40 patients in each group. The control group was given the standard therapy of heart failure (HF); the treatment group was given the standard therapy of HF + intravenous infusion of human umbilical cord blood mesenchymal stem cells; the average follow-up period was 24 months, and changes of clinical efficacy, prognosis, rehospitalization rate, heart function index and B-type natriuretic peptide (BNP) level were observed in each group during the treatment period. Results During the treatment, there were 10 deaths in the control group, and 6 deaths in the treatment group; the re-hospitalization rate in the treatment group was significantly lower than that in the control group (35.0% vs 45.0%, P＜0.05), and the effective rate in the treatment group was significantly higher than that in the control group (90.0% vs 72.5%, P＜0.05); the heart function index of left ventricular ejection fraction (LVEF) in the treatment group after the treatment was significantly higher than that before the treatment, and left ventricular end-systolic diameter (LVESD), left ventricular end-diastolic diameter (LVEDD) and BNP levels were all significantly lower than those before the treatment; also, the above indices in the treatment group after the treatment significantly improved compared with those in the control group during the same period of time (LVEF: 46.98±10.20 vs 42.15±8.14, LVESD (mm): 44.93±9.71 vs 49.15±9.21, LVEDD (mm): 54.88±9.54 vs 61.53±9.95, BNP (ng/L): 692.50 vs 971.50, all P＜0.05). Conclusion Venous transplantation of human umbilical cord blood mesenchymal stem cells in the treatment of heart failure has significant efficacy.

[Key words]Human umbilical cord blood mesenchymal stem cells; Venous transplantation; Heart failure

[中圖分類號]R542.2

[文獻標識碼]B

[文章編號]1673-9701（2016）03-0020-04

收稿日期：（2015-11-17）