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干细胞对心脏疾病的治疗应用及发展前景
  发布时间:2017/4/19  点击:493

心血管疾病是人类健康的第一大杀手。世界卫生组织(WHO)报告显示,2000 -2012年,心血管疾病是全球主要的死亡原因。

《中国心血管病报告2015》指出,心血管病死亡占我国城乡居民总死亡原因的首位。在城市中,每10个死亡病例就有4个是死于心血管病。心血管疾病已成为重大的公共卫生问题,今后10年心血管病患者仍将快速增长。

心力衰竭(心衰,HF)是多种心血管疾病的严重和终末阶段,最后导致心室泵血和(或)充盈功能低下,可能出现呼吸困难、乏力、水肿(尤其下肢)等表现。

欧美流行病学数据显示,成人心衰患病率为1%~2%,并随年龄增加而增长,70岁以上的老年人甚至超过10%。

心衰患者在确诊后5年内死亡率约50%,确诊后1年内死亡率约20%。

 

心衰的治疗

目前,治疗心衰的手段,有内科治疗,外科治疗,心脏移植和人工心脏,但临床治疗效果不佳。传统外科手术干预,如冠状动脉旁路移植术(CABG)或经皮冠状动脉介入(PCI),仅能较小程度恢复心脏功能,仅能提高的左室射血分数(LVEF)约3-4 %。


干细胞治疗心衰

干细胞替代治疗成为目前最有前景治疗手段之一,有望促进梗死局部心肌和血管再生。心脏修复的最终目标是,再生心肌梗死后存活心肌的功能,预防或治疗心力衰竭。

心脏修复的干细胞种类,包括:骨骼肌祖细胞、骨髓干细胞(间充质干细胞,造血干细胞细胞,单核细胞等)、脂肪来源干细胞、骨髓和血来源的内皮祖细胞、心脏干细胞等。

心脏修复的干细胞种类,包括:骨骼肌祖细胞、骨髓干细胞(间充质干细胞,造血干细胞细胞,单核细胞等)、脂肪来源干细胞、骨髓和血来源的内皮祖细胞、心脏干细胞等。


干细胞治疗心脏疾病潜在的作用机理

干细胞植入损伤心脏,启动心肌修复直接和间接机制:① 激活内源性祖细胞;②分化为心肌细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞;③ 抑制细胞凋亡;④ 细胞外基质重塑;⑤ 促进新生血管生成。综上所述,达到减少心脏不良事件、改善心室重塑、提高再灌注、改善心功能,以及改善临床症状。


临床试验结果

在过去的近二十年中,研究人员评估的多种干细胞群的临床试验的安全性和有效性。虽然初步结果是令人鼓舞的,随后大规模随机安慰剂对照试验显示,干细胞移植疗效有限。

2014年,梅奥诊所心血管再生医学中心Behfar, A.教授,在Nat. Rev. Cardiol.发表综述,总结骨髓干细胞治疗缺血性心脏病的临床研究(如下表)。

曾经,成体干细胞被认为具有产生新的心肌组织的能力。临床前研究表明,这些干细胞释放心脏保护因子,激活内源性途径,促进心肌修复。

然而,随机临床试验发现,大多采用自体骨髓单个核细胞(BMMNC)治疗,接受干细胞治疗的患者,缺乏一个显著的心功能改善,只有一个适度的获益。可能由于试验方法的不同,研究报告的描述存在差异,以及对研究终点判定的差异。


成体干细胞临床研究的局限性(2000-2016年)

2016年,斯坦福大学心血管研究所主任Joseph C. Wu博士,汇总从2000年1月1日到2016年7月26日,PubMed和Cochrane数据库发表的相关英文文献,包括29个随机临床试验,7篇综述和荟萃分析。


主要的临床障碍------干细胞存活率低

大多数临床试验,应用自体骨髓单个核细胞治疗,通过静脉、冠状动脉进行细胞移植。通常移植24 - 48小时后,只有一小部分的细胞(大约5%)保留在移植部位。移植4 - 6周后, 99%的滞留细胞不能存活。


结论:

在过去的十几年里,研究人员已经在干细胞再生医学领域,朝着临床应用的目标,取得了里程碑式的进展。但是,大规模的随机临床试验显示,干细胞治疗心脏疾病的效果不显著,可能的原因包括:临床试验的方法和设计不同,干细胞的来源、剂量、治疗途径、治疗窗口不同,以及患者之间的个体差异。此外,缺乏标准的操作规范,也限制了对干细胞有效性的评估。


博雅手术室即时系统在心血管领域的应用

2016年2月,博雅控股集团宣布收购总部位于美国加州的纳斯达克上市公司Cesca Therapeutics(NASDQ:KOOL),成为全球最大的干细胞自动化设备供应商(占全球60%市场份额)。 Cesca公司拥有“SurgWerks®手术室即时系统”,是一个自体干细胞即时输注技术平台,包括干细胞的采集、制备、检测和输注。


SurgWerks®系统在心肌缺血性疾病的应用

△SurgWerks®系统治愈AMI患者研究成果论文截图

 

SurgWerks®系统,已成功治愈了一名43岁急性心肌梗死男性患者,随访2年,患者的射血分数(LVEF)从基线35%,提高到60.3%,心脏功能显著改善(ClinicalTrials.gov NCT01536106),研究结果发表在2016年6月《国际心血管学会杂志》。

 

参考资料:

1.http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs310/zh/

2.《中国心血管病报告2015》,中国循环杂志,2016,31(6):521-528

3.http://medline.org.cn/news/detail.do?newsId=867

4.http://www.suilengea.com/show/bzcfjxaig.html

5.Sanganalmath SK, Bolli R. Circ Res. 2013 Aug 30;113(6):810-34

6.Nguyen PK, Rhee JW, Wu JC. JAMA Cardiol. 2016 Oct 1;1 (7):831-841.

7. Behfar, A. et al. Nat. Rev. Cardiol. 2014 Apr;11(4):232-46

8. Vinay Sanghi, et al. International Journal of the Cardiovascular Academy. 2016 2(2) :77-83

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