心血管疾病是一種包括心臟或體內(nèi)血管的疾病,心血管疾病已成為威脅人類健康的“第一殺手”。盡管藥物干預(yù)有所提高,但四分之一的女性和三分之一的男性在一年內(nèi)因心肌梗塞而面臨死亡。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù),每年約有1700萬人死于心血管疾病,其中更多的中風(fēng)和心臟病發(fā)作將需要維持昂貴的臨床治療。
最近有一些治療策略,如定期鍛煉、適當(dāng)飲食、藥物和療法、起搏器和血運(yùn)重建療法,這些策略可能并不完全有效,也不能永久恢復(fù)心肌的任務(wù)。我們的身體是由許多不同類型的細(xì)胞組成的。大多數(shù)細(xì)胞都學(xué)會(huì)了編輯特定的功能。比如我們血液中攜帶氧氣的紅細(xì)胞,但它們無法分裂。干細(xì)胞在身體生長(zhǎng)和替換受損或丟失的特化細(xì)胞時(shí)為身體提供新細(xì)胞。它們具有相同的特性(例如;它們可以一遍又一遍地分裂以產(chǎn)生新的細(xì)胞,分裂后,它們可以轉(zhuǎn)換成構(gòu)成身體的其他類型的細(xì)胞并顯示出免疫抑制能力)。
臨床證明干細(xì)胞療法被認(rèn)為可以將高炎癥水平和心臟受損個(gè)體的心血管疾病死亡率降低80%。當(dāng)干細(xì)胞被移植時(shí),它們通過使用健康細(xì)胞刺激新功能組織的產(chǎn)生來幫助受損組織的愈合過程。由于旁分泌的影響,干細(xì)胞移植可能對(duì)患有心臟?。ü跔顒?dòng)脈疾病、瓣膜性心臟病、心肌病、先天性心臟病、心肌梗塞、缺血性中風(fēng)、心力衰竭)的人有益。當(dāng)再生干細(xì)胞被植入受傷組織時(shí),它們有望產(chǎn)生促進(jìn)健康干細(xì)胞再生、減少炎癥、刺激新血管形成并防止細(xì)胞死亡和肥大的物質(zhì)。
干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床試驗(yàn)研究
本研究旨在評(píng)估干細(xì)胞治療心血管疾病的發(fā)展,評(píng)價(jià)干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床和臨床前研究,減緩心臟重塑的不良反應(yīng),定位心臟不可改變的損失問題。這篇綜述的新穎之處在于關(guān)注干細(xì)胞治療在心血管疾病治療領(lǐng)域的最新趨勢(shì)和進(jìn)展。
干細(xì)胞治療心血管疾病的重要性
我們身體的磨損理論是指隨著時(shí)間的推移對(duì)細(xì)胞和身體系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)損傷引起的衰老效應(yīng)。我們的身體因使用而磨損。一旦磨損,它們就不能再正常工作。在磨損理論中,身體細(xì)胞和組織的修復(fù)貫穿一生,但隨著年齡的增長(zhǎng)而下降。因?yàn)檫@種慢性?。焕缧难馨Y狀會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而發(fā)展。這種修復(fù)作用說明了組織損傷和修復(fù)機(jī)制之間的持續(xù)對(duì)稱性,修復(fù)機(jī)制是由抗炎信號(hào)和內(nèi)源性祖細(xì)胞之間的微妙相互作用介導(dǎo)的。
在以前的年齡,風(fēng)險(xiǎn)因素通常較低,因此有足夠的細(xì)胞可用于修復(fù)小損傷或受損細(xì)胞。但在后期,修復(fù)細(xì)胞的數(shù)量和功能都會(huì)減少。它們無法滿足修復(fù)機(jī)制的需要。在這種情況下,細(xì)胞療法是一種史無前例的方法,它被制成示意圖來減輕內(nèi)源性修復(fù)的失敗。
用于治療心血管疾病的干細(xì)胞來源及類型
胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞:胚胎干細(xì)胞可以從囊胚的內(nèi)部物質(zhì)中獲得,并且實(shí)際上可以在體外進(jìn)行擴(kuò)展。它們能夠產(chǎn)生體細(xì)胞譜系。
胚胎干細(xì)胞可以分化成包含三個(gè)胚層的細(xì)胞,例如外胚層、中胚層和內(nèi)胚層。結(jié)果,它們占據(jù)了個(gè)體化任何細(xì)胞譜系的能力。這會(huì)導(dǎo)致在給藥部位形成畸胎瘤。免疫問題也是使用胚胎干細(xì)胞的一個(gè)問題。除了多能細(xì)胞,胚胎干細(xì)胞可以發(fā)育成任何類型的細(xì)胞,使其成為評(píng)估所有其他體外生長(zhǎng)的多能細(xì)胞的金標(biāo)準(zhǔn)。然而,由于倫理限制,胚胎干細(xì)胞在涉及人類的科學(xué)研究和治療試驗(yàn)中的使用受到限制。
為此目的,源自成人體細(xì)胞(例如皮膚成纖維細(xì)胞)的iPSC可用于替代ESC,因?yàn)楫a(chǎn)生iPSC的過程不包括胚胎的死亡。iPSCs與 ESCs相當(dāng),但它們沒有ESCs的免疫原性或倫理限制,因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,它們可能比ESCs在治療上更有用。
骨髓(BM)衍生的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs):骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞是多能的亞群干細(xì)胞。它們是塑料粘附情況下的非造血干細(xì)胞。
心臟干細(xì)胞和祖細(xì)胞:成人心臟傳統(tǒng)上被認(rèn)為是具有自我更新能力的有絲分裂后器官。在成熟的心臟中,Beltrami等人首先發(fā)現(xiàn)了一種自我更新的c-kit+細(xì)胞。這種c-kit+細(xì)胞可以個(gè)體化為心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。這些細(xì)胞支持受傷組織的復(fù)蘇。在過去的十年中,有多種心臟干細(xì)胞和心臟祖細(xì)胞建立;如心臟球衍生細(xì)胞、干細(xì)胞抗原細(xì)胞等。不同類型的研究表明,心臟干祖細(xì)胞可以通過直接分化來促進(jìn)心肌形成。
干細(xì)胞改善心臟功能的作用機(jī)制
根據(jù)Nguyen等人的說法,有人提出干細(xì)胞治療被認(rèn)為是由成體干細(xì)胞進(jìn)行的,可以通過稱為血管生成的過程產(chǎn)生新的心臟細(xì)胞或組織。但后來的調(diào)查顯示,干細(xì)胞可以通過分化為心肌細(xì)胞而被灌輸?shù)绞軗p的心肌中。
另一種機(jī)制是干細(xì)胞通過血管發(fā)生或血管生成過程引起內(nèi)源性祖細(xì)胞并起源血管系統(tǒng)。但由于缺乏識(shí)別干細(xì)胞的表面標(biāo)志物,這種機(jī)制仍然存在爭(zhēng)議。只有一組內(nèi)源性祖細(xì)胞能夠產(chǎn)生新血管生成。它們的含量非常低,無法改善心臟功能。
下一個(gè)機(jī)制是干細(xì)胞的旁分泌作用。從成人來源獲得的干細(xì)胞通過釋放具有心臟保護(hù)作用的因子來發(fā)揮旁分泌作用。通過該通路的激活,心力衰竭和急性心肌梗死患者的血管重塑和再灌注損傷可以無刺。
間充質(zhì)細(xì)胞分泌大量具有旁分泌作用的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子。Gnecchi等人進(jìn)行的一項(xiàng)研究。證明細(xì)胞分泌物可以單獨(dú)增強(qiáng)急性心肌梗塞動(dòng)物模型中的心臟功能。從胚胎干細(xì)胞或胎兒組織中獲得并培養(yǎng)的間充質(zhì)細(xì)胞可以減少心肌缺血?jiǎng)游锬P椭械陌毯鄞笮 ?/p>
干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床前和臨床試驗(yàn)
干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床前試驗(yàn)
臨床前試驗(yàn)是進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的一個(gè)非常好的工具,可以提供有關(guān)預(yù)期結(jié)果的提示,以便研究人員和其他同事可以確保在臨床試驗(yàn)之前進(jìn)行可能的準(zhǔn)備。
干細(xì)胞治療心血管疾病的顯著臨床前試驗(yàn)已在表4。
干細(xì)胞治療心血管疾病的臨床試驗(yàn)
臨床試驗(yàn)一:這是一項(xiàng)雙盲、安慰劑對(duì)照、多中心試驗(yàn)設(shè)計(jì)。在這里,再灌注急性心肌梗死的204名患者在梗塞再灌注治療后3至7天通過冠狀動(dòng)脈內(nèi)途徑接受骨髓來源的祖細(xì)胞進(jìn)入梗塞動(dòng)脈。
從REPAIR-AMI試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析中可以看出,左心室功能的MRI分析是在24個(gè)月后進(jìn)行的,并評(píng)估了安慰劑組和BMC組之間的左心室射血分?jǐn)?shù)在從定量LV得出的基線調(diào)整后具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義血管造影。左心室容積在安慰劑組和BMC組之間沒有任何顯著差異,盡管BMC組的LV收縮容積有減少。與安慰劑組相比,BMC組的梗死面積有所下降。與安慰劑組相比,BMC組的梗死段壁增厚有所改善。
臨床試驗(yàn)二:該研究旨在確定在ST升高的心肌梗死后,單次冠狀動(dòng)脈內(nèi)輸注自體骨髓細(xì)胞是否對(duì)患者的左心室射血分?jǐn)?shù)產(chǎn)生影響。在這項(xiàng)研究中,60名患者使用BMC通過經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈內(nèi)途徑給予患者。6個(gè)月時(shí)LVEF改善了6%,患者觀察到2.8%。從研究中得出結(jié)論,單次BMC給藥并不能促進(jìn)ST升高的心肌梗死患者LVEF的持續(xù)改善。經(jīng)過六個(gè)月的隨訪,觀察到與對(duì)照組相比,LVEF的恢復(fù)明顯更好。差異在18個(gè)月時(shí)下降,在61個(gè)月時(shí)沒有觀察到差異。
臨床試驗(yàn)三:該試驗(yàn)旨在評(píng)估同種異體和自體間充質(zhì)細(xì)胞在因缺血性心肌病導(dǎo)致LV功能障礙的患者中的安全性和有效性。這是一項(xiàng)有30名左室功能不全患者的隨機(jī)試驗(yàn)。同種異體間充質(zhì)細(xì)胞減少了LV舒張末期容積。低劑量濃度導(dǎo)致左心室容積的更大減少和射血分?jǐn)?shù)的增加。但是同種異體間充質(zhì)細(xì)胞并沒有刺激顯著的同種免疫反應(yīng)。
臨床試驗(yàn)四:該研究旨在確定一項(xiàng)為期一年的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的安全性和有效性。在這項(xiàng)研究中,使用從心內(nèi)膜心肌活檢獲得的自體心臟球衍生細(xì)胞,并通過冠狀動(dòng)脈內(nèi)途徑給予17名左心室功能障礙患者。從這項(xiàng)研究中可以確定,與對(duì)照組相比,接受CDC治療的患者的疤痕尺寸較小。接受CDC治療的患者梗塞部分的區(qū)域功能有所改善,但對(duì)患者施用CDC并未引發(fā)重大安全問題。
臨床試驗(yàn)五:這是第一項(xiàng)旨在確定冠狀動(dòng)脈內(nèi)輸注循環(huán)CPC或骨髓來源細(xì)胞對(duì)59名患者的影響的隨機(jī)研究。完成了五年的隨訪資料。在五年的隨訪中血清NT-pro-BNP顯著下降,這表明沒有心力衰竭。左心室射血分?jǐn)?shù)持續(xù)改善,并且觀察到梗塞面積減小。
結(jié)論與建議
干細(xì)胞療法是抗擊心血管疾病的新型前線戰(zhàn)士。這些細(xì)胞療法是心肌梗塞后恢復(fù)心肌和增強(qiáng)心臟功能的理想選擇。
盡管干療法的具體實(shí)例已在某些實(shí)質(zhì)性研究中證明其對(duì)心血管疾病的有效性,并已在多個(gè)國(guó)家采用,但這些療法的安全性和有效性特征尚未在大規(guī)模臨床試驗(yàn)中得到徹底確定。因此,建立干細(xì)胞研究的完整安全性和有效性概況仍然是一項(xiàng)至關(guān)重要的要求,全世界的協(xié)調(diào)努力對(duì)于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)至關(guān)重要。相信不久將來,干細(xì)胞移植必將成為臨床干預(yù)心血管疾病較好選擇。
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