骨髓單個核細胞移植治療擴張型心肌病的動物與臨床研究.pdf

1、擴張型心肌病(dilatedcardiomyopathy，DCM)是一種由多種因素導致的心肌細胞肥大變性、功能退化，繼而發(fā)生彌漫性心肌纖維化、收縮功能減退的心肌疾病，隨著病情進展，最終發(fā)展為全心腔擴大、充血性心力衰竭。其病因及發(fā)病機制尚不清楚，早期診斷比較困難，出現癥狀后病人病情常呈進行性惡化。DCM以心肌受累為主，特點是具有完整舒縮功能的心肌細胞數量減少。傳統(tǒng)觀點認為，成體心肌細胞是高度分化的終末細胞，不再具備增殖能力，因此認為這些損

2、傷是不可逆的，缺乏有針對性的特效治療，確診者約1/4在一年內死亡，半數在5年內死亡，預后較差。隨著干細胞技術的出現與成熟，將心外組織中具備分化潛能的各種干細胞導入，替代或再生心肌細胞，恢復心功能將成為最直接、最有效的途徑。骨髓干細胞是多種細胞及組織的多潛能前體細胞，沒有明確的形態(tài)學特征，為單個核細胞(mononuclearbonemarrowcells，MBMCs)，它具有自我更新和分化潛能，又能釋放某些細胞因子促進血管新生。大量體外試

3、驗結果證實它在特定環(huán)境中能被誘導分化為心肌樣細胞，誘導后細胞具有心肌特異性結構蛋白及電興奮，可用來修復損傷壞死心肌。 目的 ①動物試驗：通過心肌直接注射的方法，使大量MBMCs進入DCM心肌壞死區(qū)，進行病損心臟的細胞及血管重建，評價MBMCs移植修復心肌、血管并恢復衰竭心臟心功能的價值，為MBMCs移植治療DCM等彌漫性、非缺血性心肌損害疾病提供實驗基礎。 ②臨床試驗：收集終末期心功能不全的DCM患者，進行自體M

4、BMCs移植，觀察其療效，并探討其治療最佳途徑及改善遠期預后的機制，為臨床治療DCM提供全新策略。 方法 ①構建實驗性大鼠DCM模型。近交系大鼠皮下注射大劑量異丙腎上腺素(isoproterenol，ISO)(170mg/kg，1次/d，連續(xù)2d)，喂養(yǎng)4周后，通過血流動力學、超聲心動圖檢測，以及免疫組織化學、電鏡檢查，從不同方面證實模型制造成功。 ②抽取骨髓干細胞，分離純化得MBMCs，用4'，6-二脒基-2-

5、苯基吲哚(DAPI)標記后，以10μl懸液(含5×106個細胞)或10μlPBS直接心肌注射(左心室前壁，移植組/對照組)，假手術組僅開、關胸。在移植后4、8周，分別觀察植入細胞在心肌組織內的生長、分化及增殖情況；用微壓力傳感器及彩色多普勒超聲評價細胞移植前后、移植后不同時間段心臟功能變化；采用免疫組織化學及電鏡觀察移植前后、移植后不同時間段心肌修復情況。 ③收集臨床終末期DCM病例1例，入選標準為年齡＜75歲，左室EF＜45％

6、，常規(guī)藥物治療效果不佳。進行自體MBMCs移植，通過導管術移植入冠脈前降支，在注射前和注射后，分別通過心肌核素灌注掃描、心血池造影、超聲心動圖等檢測，對左心功能、心室的幾何形狀和心肌灌注情況進行評估，以評價細胞移植的療效。 結果 ①動物DCM模型：皮下注射ISO后4周，心超、血流動力學分別檢測到室壁變薄、搏動減弱，心腔擴大，EF降低，心功能明顯受損，病理及電鏡發(fā)現類似人類DCM的早期變化。以EF＜45％為入選下一步實驗標

7、準。 ②細胞移植后4、8周，復查心臟超聲及血流動力學，移植組左室收縮和舒張末容積(LVESV、LVEDV)減小，短軸縮短率(FS)和射血分數(EF)顯著增大；左室收縮壓力(Ps)、壓力速率最大值(dp/dt)明顯升高，而左室舒張末壓力(PED)顯著下降，且隨時間改變，移植組各項指標呈進行性好轉。對照組和假手術組則心腔漸擴大，并有部分出現了返流現象；心臟標本切片，熒光顯微鏡檢查證實在心肌壞死區(qū)有細胞核因被標記而呈熒光的新生心肌樣細

8、胞和血管，免疫組織化學和電鏡檢查也發(fā)現細胞移植區(qū)有類似心肌細胞的細胞團、心肌特異性結蛋白和肌動蛋白，有細胞超微結構的變化及內膜不完整的新生血管，且陽性物質隨時間推移而逐漸增多。對照組和假手術組則沒有這些改變，并且在不同時間段出現死亡病例。 ③DCM病人細胞移植后80天復查，超聲檢查結果發(fā)現，EF增加8％，LVEDV、LVESV分別下降20ml和47ml；SPECT檢測，下壁和間壁心肌受損區(qū)核素灌注增強，攝取率分別提高5％和15％

9、，心血池造影顯示左室EF、1/3EF分別提高2％和5％，局部EF仍普遍異常，左室1/3充盈率(1/3FR)則由0.964提高到1.337。移植治療后沒有出現心肌缺血損害、炎癥反應和惡性心律失常等不良反應。 結論 MBMCs移植是安全可行，并行之有效的。它能在DCM變性壞死的心肌組織內存活，增殖，并分化為新生的心肌樣細胞和血管，從而修復壞死心肌，使心臟功能得到不同程度提高，改善病人長期預后。細胞移植的出現必將給DCM等彌漫