骨髓CD34陽性干細胞治療冠狀動脈粥樣硬化性心臟病心絞痛

1、【關鍵詞】 冠狀動脈粥樣硬化性心臟病骨髓干細胞CD34 冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)是一組常見和多發(fā)的疾病。盡管介入治療和外科搭橋手 術的開展使冠心病的治療水平有了較大提高，仍有約50%的患者只能進行不完全的血運重 建，約20%的冠心病患者根本無法進行上述治療，治療后常無心肌細胞水平血流灌注改善， 最終發(fā)展為心力衰竭等，預后極差。骨髓多種干細胞被用來治療冠心病心肌梗死并取得較好 療效。目前研究已經初步顯示出干細胞治療冠心病可能在于其分化成為血管內皮細胞、平滑 肌細胞、心肌細胞，分泌細胞因子和與心肌細胞融合等機制。骨髓各種類型干細胞具有促進 血管新生作用，極有可能成為冠心病心絞痛臨床治療的

2、有效方法。目前認為，骨髓CD34 陽性干細胞是包含有內皮祖細胞(EPCs)在內的一組較純化的干細胞群，具有釋放細胞因子， 改善血管內皮功能，促進血管新生等作用，是目前極有潛力的治療干細胞類型。1臨床對治療性血管再生的需要1.1近年來，血管相關性疾病發(fā)病率逐年上升。在各種致病因素的作用下，血管內皮層 的完整性受到破壞，各種物質在血管壁沉積、炎性細胞浸潤、血管壁硬化和脆化、血管腔狹 窄是其最基本的病理改變。目前的藥物治療和介入治療不能完全恢復血管的解剖結構，且心 血管疾病仍會復發(fā)。1.2隨著冠心病內科介入治療和外科搭橋手術的發(fā)展和普及，已能夠迅速地解決部分 嚴重狹窄甚至閉塞的冠狀動脈病變，在一定程

3、度上預防了該類患者病情進展和猝死。但也有 相當一部分患者不能進行冠狀動脈的完全血運重建，特別是對那些全程彌漫、小血管和微血 管病變，利用上述方法常不能達到心肌細胞水平的有效血流灌注1。有些嚴重病變則根 本不能采用冠脈介入和外科搭橋手術，或者患者不愿在體內放置異物支架和進行創(chuàng)傷大的開 胸手術，僅愿接受保守的藥物治療，病情常常不斷進展。用于干細胞移植的骨髓單個核細胞 中干細胞數量常不足1%，效果較差；間充質干細胞和內皮祖細胞需要較長時間的培養(yǎng)、分 化，且體外培養(yǎng)不易控制，有基因突變可能，實際應用價值較低。1.3動物試驗和臨床研究都表明外周血中血管EPCs數目和冠心病的眾多危險因素(年 齡、性別、高

4、血壓、糖尿病、高脂血癥等)之間存在著密切的關系。隨著對血管形成機制的 深入研究，Isner等2提出了“治療性血管新生”概念，為缺血性疾病的治療提供了新思路， 因其在冠心病治療中的潛力愈來愈受到關注，EPCs以及血管新生作用成為目前研究的熱 點。2干細胞治療冠心病現狀2.1如何更好地逆轉高危冠狀動脈病變，治療急性心肌梗死、急性冠脈綜合征(ACS) 和缺血性心肌病等仍是擺在心血管醫(yī)師面前的一道難題。Orlic等3將骨髓提取的骨髓單 個核細胞注射到結扎了冠狀動脈前降支的小鼠梗死心肌區(qū)域內，發(fā)現9 d后其心肌梗死區(qū)域 心肌收縮功能改善，梗死面積縮小約68%，因此認為是移植的干細胞轉化成了心肌細胞。 隨

5、即有許多類似的臨床和實驗研究支持骨髓干細胞的心肌修復作用4, 5。但亦有研究 報告采用遺傳學的方法做標志得出了完全不同的結論一一干細胞不能轉化為心肌細胞，而可能是細胞融合和移植干細胞分泌因子的刺激作用6-8。隨后，盡管有相關的研究報告不 斷發(fā)表，對移植干細胞轉化心肌細胞及其治療效果一直爭論不休9-12。隨著全世界各國 的基礎和臨床科學家的不斷努力，干細胞治療冠心病的安全性和有效性均得到了肯定。2.2近年來，有關干細胞，特別是EPCs治療性血管新生作用研究越來越多，并逐漸 為大家所認可。由于冠心病、心絞痛是一個較心肌梗死人群更多的疾病，干細胞的血管再生 較心肌再生作用更明確，而目前干細胞的促血管

6、新生作用還未被廣泛認可并應用于臨床。因 此，干細胞治療冠心病、心絞痛已成為一個更具挑戰(zhàn)性的領域EPCs和純化的CD34陽性 細胞的血管新生作用已較明確，今后還需要對其治療機制，更有效的具體治療方法進行進一 步研究。3回顧干細胞的促血管新生作用骨髓干細胞移植首先被用于治療冠心病，急性心肌梗死，并取得較好療效4, 6。 目前認為其機制可能為移植的骨髓干細胞轉化為心肌細胞;但也有部分學者對干細胞轉化成 心肌細胞持懷疑態(tài)度】7-12，并認為大部分患者心功能改善是由于血管新生改善了心室的 重構。而干細胞轉化成為血管內皮細胞和平滑肌細胞，促進血管新生以及釋放細胞因子調節(jié) 血管舒縮功能的作用是確定和被廣泛接

7、受的7-9；干/祖細胞具有促血管新生作用13, 14，有關EPCs的再生血管作用，已有大量的基礎研究和臨床研究證實。4 EPCs具有確定的促血管新生作用4.1胚胎期第1315天，胚外造血啟動，卵黃囊的胚外中胚層的一些間充質細胞逐漸 聚集成條索或團塊狀，形成血島。這些細胞團結構進一步出現腔隙化改變，聚集在細胞群中 央的細胞分化成造血干細胞，而包繞血島的外周細胞則分化為原始的血管內皮細胞即EPCs 15。因此，血島內的造血干細胞與血管EPCs的發(fā)育關系十分密切，推測來源于同一 前體細胞即血液P血管母細胞。出生后它定居于骨髓組織中。以前觀點認為，EPCs僅僅出 現于胚胎血管發(fā)生階段，參與人胚胎血管的

8、生成，人出生后即不存在,Asahara等16發(fā) 現，成人外周血中的CD34陽性細胞或血管內皮生長因子受體（vascular endothelialgrowth factor receptor 2,VEGFR2,又稱KDR,Flt1），細胞離體培養(yǎng)后均能分化為內皮細胞，并且 在成年個體體內參與新血管形成。包括血管新生（指經由現存血管的擴展或重塑形成新血管） 和血管發(fā)生（指內皮細胞在原位分化形成血管，伴有或不伴有EPCs的遷移），從而證實成年 個體中也存在EPCs。研究發(fā)現，骨髓、臍血、以及成人的外周血中都可以分離出EPCs。EPCs是一種來源于骨髓的原始細胞，與人類胚胎時期的成血管細胞和人臍帶靜

9、 脈內皮細胞（human umbilical vein endothelial cells, HUVEC相似，在一定的條件下可誘導 分化成為成熟的內皮細胞（endothelial cells, ECs）。它不僅僅參與胚胎時期的血管生成，而且 出生后，在微血管新生、損傷血管內皮修復和功能維持中仍然有重要的作用。體內外試驗證 實，EPCs可以增殖分化為成熟的ECs，形成管腔樣結構，因此EPCs移植逐漸被應用于血 管相關性疾病的治療，被認為是血管相關性疾病最有前景的治療措施之一。EPCs是一群具有游走功能并能增殖分化的幼稚細胞，缺乏成熟ECs的表面標志， 且尚未形成管腔樣結構，僅從形態(tài)學特征很難辨認

10、出EPCs。CD34分子、CD133分子和 VEGFR2是現在最常用的鑒定EPCs的表面分子抗原組合，但任何一個單獨表面分子對 EPCs都沒有特異性17。CD34還可以在骨髓來源的干細胞如造血干細胞(HSCs)和循環(huán) 內皮細胞(CECs)上表達18，即EPCs只代表骨髓和外周血中CD34陽性細胞群的一部 分。4.4后肢和心肌缺血的動物模型實驗證實，EPCs移植能明顯提高組織內毛細血管密度, 增加組織的血流量，改善預后。Kawamoto等18將體外擴增的EPCs注射到結扎冠狀動 脈前降支引起的心肌缺血模型后發(fā)現，缺血心肌的血液供應顯著增加，缺血面積減少，左心 功能改善明顯。Kalka等19將體外

11、培養(yǎng)擴增的單個核細胞移植到后肢缺血的裸鼠動物模 型，4周后與對照組比較發(fā)現，試驗組小鼠的后肢壞死率和截肢率明顯低于對照組(PV0.01)， 缺血區(qū)域組織內的毛細血管密度和血流量明顯高于對照組(PV0.01)。4.5 EPCs的表面標志EPCs 一群具有游走特征并能進一步增殖分化的幼稚內皮細 胞，缺乏成熟內皮細胞的特征性表型，且在培養(yǎng)的不同時期可呈橢圓形、長梭形或紡錘形，在 形態(tài)上無法與其他細胞區(qū)分開來，所以區(qū)分和純化EPCs主要靠其表面標志20。Asahara 等16用免疫磁珠細胞分選的方法從成人外周血中分離出一種表達CD34的單個核細胞， 在體外培養(yǎng)能轉化成具有內皮細胞特征的細胞，因此將這種

12、CD34陽性的細胞命名為EPCs。 在后來的研究中，人們又發(fā)現早期的EPCs表達3種特征性的表面標記：CD133、CD34 和 VEGFR2。5 CD34陽性干細胞成為最有潛力的促血管新生種子細胞5.1由于EPCs需要體外培養(yǎng)較長時間，可能出現基因突變，且技術要求高，故EPCs 在臨床上的使用不實際。CD34抗原是表達于造血祖細胞表面的糖蛋白，在正常骨髓、臍血、 動員外周血中均有此類分子表達，隨著幼稚細胞的逐漸分化成熟，這種抗原的表達水平逐漸 降低】21。因此，CD34抗原被認為是分離純化EPCs的合適標志物之一。CD34分子、CD133分子和VEGFR2是現在最常用的鑒定EPCs的表面分子抗

13、原 組合，但任何一個單獨表面分子對于EPCs都沒有特異性22CD34還可以在骨髓來源 的干細胞如HSCs和CECs上表達23，即EPCs實際為骨髓和外周血中CD34陽性細 胞群的一部分。CD34陽性干細胞是一種較強的改善血管內皮，促進血運重建的種子細胞，且可以 及時采集、分離、純化和移植，便于臨床應用。骨髓CD34陽性干細胞移植是一種極有潛 力地治療冠心病心絞痛的方法24-26。國外有人曾嘗試用CD34陽性干細胞治療冠心病 心絞痛，并取得較好療效17。我們自己采用這種方法治療8例冠心病心絞痛，均取得 較明顯療效。因此深入研究CD34陽性干細胞移植治療冠心病的機制，探討其促血管新生， 重建冠狀動

14、脈網的作用，對選擇最佳適應癥，選擇干細胞的移植時機和途徑，更好地開展臨 床治療具有重要意義。但目前對自體骨髓CD34陽性干細胞在活體狀態(tài)下移植后的歸巢、血管新生作用尚不清楚，預計今后將加強該方面的基礎和臨床研究，進一步闡明其治療機制， 并可能與CD133陽性細胞對比，進行療效觀察，為大規(guī)模臨床治療奠定堅實的基礎。【參考文獻】Huang PH,Chen YH,Chen YL,et al.Vascular endothelial function and circulating endothelial progenitor cells in patients with cardiac syndro

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