干细胞：治疗心血管疾病的新方法

心血管疾病是那些严重且危及生命的疾病，它们会缩短人的寿命并最终影响其生活质量。尽管在医学和外科方面有所建树，它仍然是导致死亡率增加的最大威胁。在全球范围内，受影响的人口估计约为4000万。心室充盈或血液喷射之后​​会出现烦躁不安、疲劳、充血和水肿，这些都是导致心力衰竭的主要原因。

心脏病发作后，心肌因缺血、肿胀和重塑而完全被破坏。

现代奇迹之一是干细胞疗法，它成为我们问题的解决方案，涉及这些细胞的表征、分离、扩增和分化，并为我们提供了治疗这种流行病的正确方法。

干细胞和源自它的外泌体有助于修复受损的心脏组织。胚胎和成体干细胞在这方面是有效的，它们进一步分化为诱导多能干细胞 (IPSC)、脂肪组织干细胞、心脏干细胞和脐带干细胞。有效的心肌干细胞疗法负责将受损组织替换为功能化组织。器官形成、胚胎发育和组织再生是干细胞的重要功能。它们能够“自我更新”并具有形成血管和组织的能力。三个胚层由干细胞形成。

在最近的研究中发现，脂肪组织的干细胞具有恢复心脏功能的潜力。尽管存在一些局限性，如相对不成熟、移植物保留在足够的细胞增殖和较小的移植物尺寸，但它是治疗这种疾病的新选择。

干细胞的分类

干细胞根据它们的潜力和获得或收获的地点进行分类。

• 多能干细胞是那些分裂和再生为三个胚层的细胞，存在于除胚胎外组织以外的所有类型的成人细胞中
• 全能干细胞有可能形成三个胚层以及额外的胚胎组织。
• 多能干细胞分化为范围狭窄且受限的细胞。
• 单能干细胞是那些建立成一种细胞类型的细胞。

心力衰竭会使健康人的生活陷入困境。最近对不同类型心肌病的研究帮助我们并提供了通过同时进行血运重建和干细胞治疗来治疗这种疾病的方法。当干细胞对其合并症做出反应时，它们会有效地工作。

不同类型的干细胞现在分化为心脏细胞，如下图（图1）所示。

成体干细胞进一步分为心脏干细胞、骨骼肌干细胞、脐带干细胞、脂肪组织和iPSC。CM衍生的干细胞进一步分为MSc、HSC和EPC。iPSC’s，诱导多能干细胞；CM，心肌细胞；EPC，内皮祖细胞。

骨骼肌细胞：这些细胞取自骨骼肌纤维的罗勒薄层。它们改善了心脏功能，因为它们很容易形成肌管并且不参与心室重塑。最近的调查表明，由于没有连接间隙，它们无法产生心律失常，因此不是心肌病的合适选择。

诱导多能干细胞：我们使用转录因子从成人成纤维细胞中获得这些细胞。它们具有与胚胎干细胞相同的特性和结构，因此在这种情况下会带来好处。它们通过融入心脏来恢复心脏功能。应去除非特异性多能性以保持同质性和特异性。

脂肪来源的间充质干细胞：通过简单的收获程序获得干细胞的一种有吸引力的方法。对啮齿动物的研究为我们提供了有益的结果，但在人类身上并不明显。由于其旁分泌作用，通过这些脂肪来源的干细胞进行的心脏修复是有效的。而不是分化成谱系心脏细胞；抗细胞凋亡、促血管生成和抑制纤维化使其成为更好的选择，但它们存在心脏滞留率低和移植后排斥反应影响存活率的问题。

心脏干细胞：对动物模型的研究表明，它们通过表达c-kit改善了左心室功能。它们通过体外悬浮培养形成心脏球簇。在动物和人类研究期间获得了良好的产量。

胚胎干细胞：它们显示出与多能细胞的相似性，但它们实际上是未分化的人类胚胎的内部细胞团。它们可以很容易地建立外胚层、内胚层和中胚层。心肌细胞很容易从中衍生出来，但由于一些伦理问题，它们的使用受到限制。免疫系统也对此有反应。此外，遗传稳定性也是我们面临的主要问题。

间充质干细胞：间充质干细胞疗法挽救了许多生命。在我们使用三个数据库的实验中，对死亡、再入院、6分钟步行试验 (6MWT)、纽约心脏协会 (NYHA) 等级和左心室射血功能 (LVEF) 的结果进行荟萃分析。612名患者接受MCS治疗，死亡率降低了36%。再入院人数减少了34%。在6MWT中观察到40.44m的改善，在NYHA和LVEF组中观察到95%和5.25%的减少。此外，用富含血小板的血浆处理的MSC比单独使用MSC具有更大的影响。源自MSC的囊泡用于治疗许多疾病。

心脏再生的方法

在斑马鱼、蝾螈和新生小鼠的实验研究中，观察到成年哺乳动物CM在有限范围内分化和增殖。当纤维疤痕组织用于修复受损心脏时，它们会导致收缩减少并最终导致心力衰竭。因此，对于修复心脏，使用从PSC 衍生的CM的方法成为一种有前途的替代方法，如图2所示。人类CM有能力以每年不到1%的速度快速增殖，因此成人CM在这方面也被证明更好。

它证明了hMSC加载的补丁植入导致hPSC-CM的成熟。细胞变得细长、呈矩形并组织发育成成熟的成年 CM。心肌内注射的hiPSC-CM的功能成熟尤为重要。这降低了心律失常的潜在风险，心律失常是心源性猝死的主要原因。

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干细胞治疗心血管疾病的临床研究现状

目前，全球多个干细胞治疗心血管疾病临床研究项目正在开展中，其中绝大多数采用的是间充质干细胞。在clinicaltrials.gov网站上注册的间充质干细胞治疗心血管疾病的临床试验有25项，绝大多数处在临床Ⅱ期。

在对23项临床研究1148例患者（包括了528例急性心肌梗死和639例缺血性心力衰竭）的干细胞治疗的安全性和有效性进行了评估后，结果发现接受间充质干细胞治疗的患者总体左心室射血分数有显著的改善。

01

2015年，海军总医院发表了一项脐带间充质干细胞治疗急性心梗的双盲随机对照临床实验结果，治疗组共58位患者接受了18个月的随访，发现治疗组的心肌活力增加、梗死面积缩小，左室射血分数(LVEF)明显升高，左室舒张末期容积(LVDSV)和左室收缩末期容积(LVESV)明显减小。众多临床研究表明脐带间充质干细胞治疗心血管疾病是一种安全有效的方法。

02

2017年发表的一项静脉输注脐带间充质干细胞（UC-MSC）治疗心脏病的随机临床试验中，心力衰竭和射血分数降低的患者被随机分为两组，每组n=15：静脉输注同种异体UC-MSCs (1×106细胞/kg)或安慰剂。UC-MSCs治疗的患者未出现与细胞注射相关的不良事件。

在随访的第3、6和12个月时经胸超声心动图和心脏MRI评估，只有经UC-MSCs治疗组显示出左心室射血分数的显著改善。两组间超声心动图左心室射血分数从基线到第12个月的变化差异显著。

结果表明心力衰竭和射血分数降低的患者静脉输注UC-MSC是安全的，且可观察到接受UC-MSCs治疗的患者在左心室功能、功能状态和生活质量的改善。

03

2017年，一篇研究中选择2013年12月至2014年12月河南省人民医院收治的59例扩张型心肌病合并收缩性心力衰竭患者，将患者分为治疗组(30例)和对照组(29例)。治疗组患者在药物治疗基础上经冠状动脉注入脐带间充质干细胞；对照组患者在药物治疗基础上经冠状动脉注入等量生理盐水。

治疗后1、6个月观察2组患者心功能变化、左心室射血分数(LVEF)、左心室舒张末期内径(LVEDD)、6 min步行距离、血清氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)和再次住院率、病死率。2组患者治疗后1、6个月纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级较治疗前均有所改善；治疗后1、6个月治疗组患者NYHA心功能分级均显著优于对照组。2组患者治疗后1、6个月LVEDD、LVEF、血清NT-proBNP和6 min步行距离与治疗前比较差异均有统计学意义(P＜0.05)；治疗后1个月治疗组患者LVEF、6 min步行距离较对照组显著增加，血清NT-proBNP水平较对照组显著降低；治疗后6个月治疗组患者LVEDD、血清NT-proBNP水平较对照组显著降低，LVEF、6 min步行距离较对照组显著增加。

6个月随访结果显示，对照组患者病死率为24.14％，治疗组患者病死率为6.67％，治疗组患者病死率显著低于对照组。由此说明脐带MSCs可改善慢性扩张型心肌病合并心力衰竭患者的心功能和心室重构，降低短期病死率。

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结论

干细胞疗法广泛用于许多类型的研究和研究以及不同类型的心肌病。有不同的协议和程序可用，将它们引入生命系统和预防免疫排斥是一项具有挑战性的任务。这种疗法也受到许多因素的影响。不同类型的干细胞被用于生成心脏组织，因此在这个现代医学时代，干细胞成为治疗和治愈许多患者的奇迹。

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