冠心病是人类健康的第一杀手,而心肌梗死又是慢性心力衰竭的主要病因。尽管随着现代医疗技术和药物研究的进展,心力衰竭的死亡率有所下降,然而,目前心力衰竭仍然是我国公众死亡的主要原因。近年来,随着干细胞基础和临床研究的不断深入,人们发现各种不同的干细胞移植可能有助于在介入治疗的基础上进一步改善心肌梗死后心脏功能,阻止心室重构,从而降低冠心病的死亡率,但是对于干细胞移植的具体机制及其临床应用仍然存在许多疑虑和困惑。
黄榕翀 姚康 葛均波
冠心病是人类健康的第一杀手,而心肌梗死又是慢性心力衰竭的主要病因。尽管随着现代医疗技术和药物研究的进展,心力衰竭的死亡率有所下降,然而,目前心力衰竭仍然是我国公众死亡的主要原因。近年来,随着干细胞基础和临床研究的不断深入,人们发现各种不同的干细胞移植可能有助于在介入治疗的基础上进一步改善心肌梗死后心脏功能,阻止心室重构,从而降低冠心病的死亡率,但是对于干细胞移植的具体机制及其临床应用仍然存在许多疑虑和困惑。
由中华医学会心血管病分会、中华心血管病杂志社主办,由复旦大学中山医院、上海市心血管病研究所、复旦大学生物医学研究院及复旦大学干细胞研究中心联合承办一年一度的全国干细胞移植治疗在心血管疾病中应用研讨会暨全国干细胞治疗终末期心血管疾病研讨会于2008年12月19-20日在上海举行。会议由复旦大学生命医学研究院院长贺林院士担任主席,军事医学科学院吴祖泽院士及复旦大学附属中山医院陈灏珠院士任共同主席,复旦大学附属中山医院葛均波教授任执行主席,共有来自国内(包括香港、澳门等)二十余个省市、300余名心脏科及相关学科的专家学者聆听了30余位心血管病专家和干细胞研究者的报告。受邀讲学的专家既有侧重基础研究的吴祖泽院士、上海交通大学金颖教授、复旦大学中山医院邹云增教授、第二军医大学荆清教授等长期从事干细胞基础研究的学者,也有浙江大学第二医院王建安教授、江苏省人民医院杨志健教授、葛均波教授等长期进行干细胞临床应用探索的临床医生,他们从目前临床用干细胞类型的拓展和最新临床研究、干细胞移植后微环境对其影响和评价、干细胞移植机制的探索、移植途径的改进、安全性的再评价以及目前其他热点话题,如iPS细胞的应用前景、microRNA与细胞移植等各个方面结合各课题小组的最新研究成果进行了深入浅出的讲解,参会的研究生和年轻学者对他们的报告也表现出浓厚的兴趣,现场讨论气氛热烈,以至于很多专家报告结束在场下还是被许多人围着讨教。与以往不同的是,除了邀请心血管领域外专家报告外,今年的干细胞会议更注重青年医生和研究者最新研究报告,利用展板和大会报告的形式,与会青年专家学者分别从细胞移植类型和功能改善、移植后细胞在体分布与归巢、移植后心脏功能评价、安全性研究等许多问题进行了初步探讨。
自2001年干细胞移植首次用于冠心病治疗研究以来,科学家们从来没有放弃探索理想移植细胞类型。以往干细胞移植细胞类型多选择骨骼肌成肌细胞、骨髓干细胞(包括骨髓单个核细胞、骨髓间质细胞、造血干细胞等)、组织干细胞、外周血造血干细胞等,但由于干细胞移植的具体机制尚不明确,细胞移植后在体示踪困难,移植后疗效评价方法量化标准不一致以及伦理限制,使得目前临床干细胞移植可选择细胞类型多限于骨髓干细胞、骨骼肌成肌细胞。然而,对于骨髓干细胞或者骨骼肌成肌细胞移植疗效,部分学者认为细胞移植仅仅提高LVEF 3-7%,是否可以寻找更高效的细胞类型成为研究方向之一。
本次会议期间,首先吴祖泽院士首先介绍了干细胞及基因治疗心肌缺血的可行性,指出以HGF结合干细胞治疗的理论依据和初步试验数据。其后金颖教授在其报告中介绍了多能干细胞研究现状。所谓多能干细胞(iPS)是由人体正常的体细胞直接转化而来,具有类似胚胎干细胞的功能,首先由日本京都大学的Shinya Yamanaka发现,进而2007年《自然》和《科学》杂志同时发表了两个研究小组有关iPS的研究结果,证实这一技术的可行性,成为目前最有希望的细胞移植类型。当然,目前相关研究还处于基础研究阶段,而且有关其治疗冠心病的研究尚少,因此还需要进一步研究证实。
邹云增教授则对心脏干细胞研究的现状做一介绍。2004年,即有研究人员发现消化心脏组织得到的细胞经过不断培养筛选,可以形成克隆,诱导下表达心肌标志。既往研究发现,心脏SP细胞具有增殖和分化潜能,参与心肌梗死后自我修复过程,但目前研究仅限于原代细胞培养和细胞系,能否进行体外有效扩增是目前研究的重点。邹教授领导的课题小组进行的初步研究发现,心脏SP细胞可以在体外扩增至少6代,移植到梗死心肌区域可见存活的标记Dil的SP细胞。他认为心脏SP细胞作为一种新的移植细胞来源,可以避免排斥反应,来源广泛,如果解决了扩增问题,临床应用前景将非常诱人。
胚胎干细胞由于其具有多向分化潜能,一直被认为是很有希望用于移植的细胞类型之一,然而,由于对其安全性(致瘤性)和伦理问题的担忧,使得相关临床研究无法进行。上海交通大学第十人民医院魏毅东医生介绍了胚胎干细胞分化心肌细胞的电生理特征,而来自第四军医大学西京医院的曹丰教授关注胚胎干细胞心肌分化和功能的研究。现有体外研究证实胚胎干细胞可以分化为心肌细胞,动物试验多是以鼠心肌梗死模型作为研究对象,多数研究发现胚胎干细胞可以减少梗死心肌面积,但是仅有的两项以猪作为研究对象的动物试验,由于数量不多,其有效性和安全性还需更大规模研究证实。
脐血干细胞由于来源相对容易,体外扩增方法可行受到研究者的关注。北京友谊医院赵林医生报告了人脐血干细胞治疗大鼠心肌梗死的可行性,而辽宁中医药大学附属医院张明教授则对一例心肌梗死患者试行脐血干细胞移植,其安全性和远期疗效还需要观察。
此外,许多研究者还试图改善移植的细胞“效力”包括使用药物或细胞因子处理细胞或者联合细胞因子治疗。基因治疗联合干细胞移植可以将基因修饰的干细胞移植到坏死心肌区域,替代坏死心肌细胞发挥功能,同时还能表达新生血管生成所需要的生长因子,从而有利于坏死区及周围血管的生成,这对于移植细胞存活和心脏功能改善都有重要意义。本次会议期间,辽宁省人民医院张薇薇教授介绍了G-CSF治疗心肌梗死的研究现状,东南大学中大医院蒋益波医生报告了HO-1基因修饰MSCs治疗急性心肌梗死动物试验初步结果,江苏省人民医院胡政力医生则探讨了小剂量阿司匹林对EPC功能的影响。来自微创医疗器械(上海)有限公司的可大年博士介绍了应用新型心肌注射器进行HGF治疗的动物研究结果,而江苏省人民医院杨志健教授则介绍了相关临床应用的初步数据,结果显示HGF结合干细胞安全可行。
尽管初步研究结果显示,干细胞移植可以改善心肌梗死心脏功能,然而,葛均波教授在其报告中也谈到干细胞治疗缺血性心脏病的困惑与希望。他首先回顾了干细胞治疗冠心病发展的历程,概括介绍了相关研究中研究的热点和难点问题,集中于干细胞移植的细胞类型的选择、移植时机的选择、移植细胞的数量和移植途径、安全性、有效性、作用机制及分布归巢等几个方面。他在报告中指出,上述几乎每个问题都无定论,探索性研究初步证实干细胞移植的有效性和安全性,干细胞治疗的地位仍然处于冠心病治疗的辅助地位,其确切机制还需要进一步研究。王建安教授则针对骨髓干细胞移植面临的挑战提出了个人观点。同样是骨髓干细胞,移植疗效为何不同,到底是细胞移植类型、移植细胞数量、移植时间、移植途径还是移植后局部微环境影响了最终的移植效果,亦或各因素间相互作用导致了移植效率的不同,王教授结合其课题小组部分研究结果对各个因素的作用进行了分析。
会议期间,每年一次的辩论依旧成为吸引大家眼球的一节。今年辩论的话题是如何提高干细胞移植效率,改善种子细胞还是改善微环境。对于这个问题,并不是要争论哪一种方法更有效,而是针对目前研究多集中在该领域,通过讨论希望能够对相关领域研究的继续深入开展起到很好的指导作用。辩论中,葛均波教授表现儒雅睿智,立足寻找更有效的细胞类型和改善细胞功能,认为改善种子细胞是提高疗效的基石,而王建安教授则慷慨陈词,针对葛教授的论点一一提出疑问,从最新的研究结果中寻找证据,认为改善微环境方是提高效率的根本。当然,经过再辩,双方都认为种子细胞和微环境同等重要,如何和谐共存才是提高疗效的最佳途径,但是目前种子细胞和微环境的同时改善的研究尚少,这也为在场的研究者提供了新的研究方向。在辩论最后,吴院士和陈灏珠院士同时指出,干细胞移植治疗心脏病的研究路还漫长,但方向明确,如何解决干细胞移植临床应用的问题还需要艰苦努力。
近年来,中国的干细胞研究由冷到热,再由热到冷,经历了许多波折,而干细胞会议作为一个交流媒介,极大推动我国干细胞基础与临床研究的发展。此次干细胞研讨会为更科学更规范地推广干细胞移植在心血管疾病中的应用以及提升复旦大学在干细胞研究领域的地位提供了一个非常好的平台。