干细胞治疗的最新进展

干细胞治疗的最新进展 自2001年Orlic等首次开展干细胞移植治疗冠心病以来，全世界已开展了数十个循证医学研究临床试验，已经有2000多例心肌梗死患者接受了干细胞治疗，为冠心病的细胞治疗积累了初步资料。但试验结果的不一致性始终困惑着心血管界研究人员和临床医生。本文重点探讨短期疗效荟萃分析、长期疗效临床试验的最新进展和展望。2007年以来，共有5个骨髓/外周血干细胞移植治疗心肌梗死的临床试验荟萃分析公布[1-5]。如Abdel-Latif等[2]纳入12个RCT研究和6个队列研究进行荟萃分析，骨髓单个核细胞(BMCs)移植数量为2×10 6~60×10 9，随访3~6个月，相比对照组，左室射血分数提高3.66%(P 0.001)，梗死面积减少5.49%(P=0.003)，左室收缩末期容积减少4.80 ml(P=0.006)。我们的荟萃分析[6]纳入5个RCT研究，共525例急性心肌梗死患者，随访3~6个月，与基线相比，冠脉内BMCs移植组左室射血分数提高7.05%，对照组仅为2.46%。与对照组相比，移植组左室射血分数增加4.77%(95%CI1.42%~8.12%;P=0.005)，主要心血管事件(MACE)两组差别无统计学意义。Singh等[5]的研究结果也相类似。总体说明骨髓细胞移植对心肌梗死患者心功能有改善作用。 一个非常关键的问是，现阶段干细胞治疗效果能否满足人们的期待?和药物溶栓、经皮冠脉介入、传统药物治疗相比，细胞移植治疗急性心肌梗死的疗效究竟如何呢?让我们先回顾一下急性心肌梗死传统治疗的疗效[7]:(1)静脉溶栓:ISAM试验表明，急性心肌梗死6小时内经静脉链激酶治疗后3~4周，链激酶组左室射血分数为(56.8?0.7)%(428例)，对照组为(53.9?0.7)%(420例)。但对冠脉或静脉应用链激酶的10个随机对照临床试验(14,355例)进行荟萃分析表明，溶栓后头6周的死亡率降低;但对左室功能的影响是非结论性的，只有进行成功再灌注亚组患者才有左室射血分数的显著改善。(2)急症经皮血管成形术:Zijlstra等完成的里程碑式研究表明，即刻血管成形术(无支架)患者[70例，球囊时间(61?2)min]的靶血管再通率高于链激酶溶栓患者[72例，链激酶开始治疗时间(30?15)min]，血管成形术患者出院前左室射血分数高于溶栓患者[(51?11)%vs.(45?12)%，P 0.004];另一多中心研究比较重组组织型纤溶酶原激活剂(rtPA)溶栓(200例)和即刻血管成形术(195例)治疗发病12h内 心肌梗死患者的疗效，发现血管成形术组的6个月死亡和再次心梗发生率更低[(16.8%vs.8.5%)，P 0.02]，但6周左室射血分数相类似[(53?13)%vs(.53?13)%]。Ribichini等比较组织型纤溶酶原激活剂溶栓和血管成形术组(liberal stenting)(55例，其中58%支架置入)治疗急性下壁心肌梗死患者的疗效，1年死亡、再梗、靶血管血运重建的联合终点事件发生率经皮冠脉介入组显著低于溶栓组(11.0%vs.52.7%，P 0.0001)，左室射血分数结果与此一致[(55.2?9.5)%vs(.48.2?9.9)%，P 0.0001]。(3)药物:β受体阻滞剂治疗急性心肌梗死:CAPRICORN随机双盲对照研究纳入1959例急性心梗后左室射血分数?40%的患者，随访平均1.3年;发现卡维地洛组的总死亡率较安慰剂组为低(12%vs.15%，P=0.03);心超亚组分析(127例)发现，6个月时卡维地洛组的左室收缩末期容积较安慰剂组为低[(4.8?4.9)ml vs(.4.5?2.8)ml;P=0.023]， ?1.1)%vs(.1.0?1.2)%,P=0.015]。SAVE、射血分数较安慰剂组为高[(5.0 HEART、VALIANT试验研究了血管紧张素转化酶抑制剂和血管紧张素II受体拮抗剂治疗心肌梗死的左室射血分数改善也在1%~4%之间。 综上所述，虽然经冠脉注射骨髓或循环血细胞治疗急性心肌梗死的临床试验大多样本量较小，不同临床试验结果存在极大变异，但通过荟萃分析发现，可轻度提高左室射血分数(与对照组相比提高3%~4%)，左室功能和形态学的改善效果接近于目前临床上较为成熟的急性心肌梗死治疗策略，包括溶栓、经皮冠脉介入、肾素-血管紧张素系统抑制剂或β受体阻滞剂等药物治疗[7]。但细胞移植后大部分临床终点如死亡、靶血管血运重建、因心衰再次住院率等均无显著差别，细胞移植减少心梗再发的统计学结果主要源自REPAIR-AMI等极个别研究。因此，以后的临床研究更应着眼于对临床终点事件的影响，而不仅仅是心功能的改善。 另一令人担忧的话题是细胞移植的长期疗效。BOOST随机对照研究18个月长期随访研究中，对照组和移植组左室射血分数分别升高3.4%和6.4%，差异不显著(P=0.27)，提示急性心肌梗死后单次移植骨髓细胞并不能持久改善心功能。TOPCARE-AMI研究采用磁共振测量相关心功能数据，5年随访发现，骨髓细胞移植组患者左室射血分数改善疗效依然保持甚至有进一步加强，血浆氨基末端脑钠素前体水平持续降低，提示细胞移植对左室重构有长期疗效。2009年6月，随访长达5年的BALANCE研究[8]成果正式发表，发现急性心肌梗死患者经细胞治疗可以长期有效的改善急性心肌梗死患者的左室射血分数、生活质量和降低 死亡率:62例急性心肌梗死患者(7?2)天接受了梗死相关动脉冠脉内自体BMC移植。与62例对照组患者比较左室射血分数和其他相关检查结果。所有患者进行了冠脉造影、右心导管术、双平面左室造影、休息和运动心电图、超声心动图、晚电位、心率变异性及动态心电图检查。BMC治疗3个月后梗死区域收缩性明显改善，左室缩短速率增加31%，左室射血分数和心室功能曲线有明显的改善，梗死面积明显减少8%。治疗后12、60个月，收缩性、血流动力学状态和LV形状均稳定[移植组0、3、12、60个月左室射血分数分别为(51.6?11)%、(59.5?12)%、(58.3?11)%、(56.9?9)%，对照组0、3、12、60个月左室射血分数分别为(50.8?10)%、(52.4?9)%、(49.5?9.3)%、(46.9?8.3)%];晚电位、心率变异性和异位搏动等异常活动植入BMC后明显减少;细胞治疗患者活动量明显增大，死亡率也明显下降;未发现明显副作用。因此，细胞移植长期疗效尚未定论，但显然，目前的临床证据倾向于有效，BOOST研究的阴性结果 每组30例)有关。另外，如果细胞移植疗效呈一过性或暂时可能与样本量较小( 性，重复细胞移植可望在一定程度上弥补此缺陷。 干细胞移植治疗心肌梗死的安全性和概念验证研究已有初步的结论，下一步的任务是组织大型的随机对照研究，关注细胞治疗修复心肌在改善心脏功能的同时，是否减少致死率和致残率?这是这项新兴治疗能否最终走向临床常规实践的金指标。在分析临床试验结果时，应注意到积极的再灌注策略本身已经促进了急性心肌梗死患者心脏收缩功能的恢复，极大的改善了患者的预后。但仍有大约20%的ST段抬高型心肌梗死患者，血运再灌注无法改善心脏功能。对这部分患者而言，致死率和致残率仍然居高不下，过去15年来经皮冠脉介入的进展也没有改变此现状。这部分人群应该成为细胞治疗心肌梗死的主要对象和主要适应证[9]。 尽管初步研究表明干细胞治疗冠心病是有效的，但存在的潜在风险也不可忽视。临床试验中最早采用的骨骼肌成肌细胞移植到梗死区后不能和宿主细胞构建有效的电机械偶联，可诱发或加重心律失常[10]。从实用和方便的角度出发，大部分临床研究采用非分选骨髓有核细胞，但输注未过滤的白细胞导致的注射局部炎症反应，另外也存在细胞停留率、存活率和分化能力低下等诸多方面的局限。胚胎干细胞理论上具有最佳的分化特性，但其致瘤可能性和伦理学问题妨碍了临床应用可能性。因此，寻找更有效、更安全的细胞类型一直是干细胞基础研究最活跃的领域之一。 改进现有干细胞功能或筛选新型干细胞是改进细胞类型的两条路径。研究发现，间质衍生因子-1α、成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子-1预处理，能促进骨髓细胞的存活和分化。新近Robey等发现甲酰化促红细胞生成素能提 。进入基高人胚胎干细胞衍生心肌样细胞的存活率，并独立于热休克效应[11]础研究视线的新的细胞类型有羊膜干细胞、脂肪源性干细胞、诱导式多能性干细胞(iPS)[12,13]、残存心脏自身干细胞[14]、心外膜衍生干细胞[15]、精原干细胞[16]等。其中关于心脏自身干细胞的1期临床试验经美国FDA批准已在Louisville大学Jewish医院开始实施。必须指出，细胞类型的筛选仅仅是分化潜能的筛选，如何建立定向分化环境可能是科研人员面临的更为艰巨的挑战，这在很大程度上有赖于胚胎发育学的研究进展。另外，虽然实验研究表明不少细胞类型能促进心肌再生，增强收缩功能，但临床应用后能否产生类似疗效尚不清楚。 一种新兴治疗方法要在临床上推广应用，必须客观评价其实际疗效，谨慎评估其潜在风险。冠心病患者再生医学治疗，必须纳入临床试验，而且是符合严格的科学、伦理的CRT研究。要避免移植对象的盲目扩大，避免低水平的重复研究，避免疗效和安全性的放大，并发现细胞治疗潜在的缺点。在临床细胞移植之前，应特别注意细胞在体外的操作流程，确认细胞的功能状态。同时进行深入的体外和动物实验研究，对作用机制和新方法作深入的临床前研究，让干细胞治疗在不久的将来真正成为常规的临床治疗选择。