关于心血管疾病，聊聊干细胞的应用机理

2023年6月，国家心血管病中心发布了最新的《中国心血管健康与疾病报告2022》，报告显示，我国心血管病现患人数3.3亿，其中脑卒中1300万，冠心病1139万，心力衰竭890万，肺原性心脏病500万，心房颤动487万，风湿性心脏病250万，先天性心脏病200万，外周动脉疾病4530万，高血压2.45亿。每5例死亡中就有2例死于心血管病。 图片 心血管疾病是指心脏及血管疾病的统称，包括心律失常、冠状动脉粥样硬化性心脏病、高血压病、脑卒中、心肌炎、酒精性心脏病、心内膜炎等。 01 传统治疗与干细胞应用 1. 传统治疗方法 目前治疗心血管疾病的主要方法包括药物治疗、冠状动脉介入或搭桥手术、心脏辅助装置、心房分流、心脏移植等，其中，前几种治疗方案可在一定程度上延缓心力衰竭的进展，但无法恢复心肌的功能。而心脏移植虽可治疗终末期的病变，但是目前存在治疗费用较高、供体严重匮乏等问题，适用人群较为有限。 图片 2. 干细胞应用 干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞，它具有多向分化的潜能，在体外能分化为心肌细胞、内皮细胞和血管平滑肌细胞，干细胞还可以分化成新生血管，有助于提高缺血性心肌病患者的心功能。 另外，干细胞的旁分泌机制可以通过释放细胞因子、化学趋化因子、生长因子或微粒进入周围组织而诱导心肌修复，这些物质能促进再生过程，包括内源性干细胞的激活、新血管形成、抑制凋亡，抑制肥大增生等，这些作用提高了心室功能，改善灌注，促进心肌修复。 图片 近年来，关于干细胞治疗心脏病的案例屡见不鲜，治疗后的心脏功能得到了改善，这些研究成果也为临床打下了良好基础，多项临床实验研究显示，干细胞治疗对于心血管疾病具有一定的安全性和有效性。 02 干细胞治疗心血管病的机理 干细胞能自我更新，其在特定条件下能够产生至少一种终末分化细胞，有望修复或替换心肌病、心力衰竭和冠心病等心脏病发作时损害的心脏组织，能够改善患者心功能，提升生活质量。 01.高度自我增值能力和多向分化潜能： 间充质干细胞具有强大的自我更新能力，经多次传代扩增后仍具有干细胞特性。在体外或体内适当诱导条件下，可分化为骨、软骨、脂肪、肌肉、腱、韧带、内皮、神经、肝和心肌等多种组织细胞，被视为理想的组织修复种子细胞。 02.损伤趋化归巢作用： 干细胞归巢是指干细胞移植后在特定条件下定向性移动至靶组织、靶器官的表现。当机体遭遇损伤时，损伤部位会释放特殊的内分泌信号，分泌多种细胞因子、趋化因子、黏附因子，引导干细胞的靶向归巢，发挥组织修复功效。 03.旁分泌机制： 研究发现将间充质干细胞来源外泌体与心脏干细胞共培养，可以增加内皮细胞分化，加强血管新生，减少纤维化，起到修复心肌的功效。 04.促进血管新生： 间充质干细胞不仅可以分化为血管内皮细胞参与血管形成，还可以直接整合到血管上。整合的细胞大部分可以分泌生长因子促进内皮细胞的成熟进而促进新生血管。 05.免疫调节： 间充质干细胞有着独特的低免疫原性与无主要组织相容性复合体（MHC）限制性。研究发现，间充质的细胞免疫抑制作用，能够抑制梗死的细胞发生炎症反应，从而减少炎症细胞和炎症因子对心肌造成的急性损伤。 03 研究证实 1. 世界上第一位接受干细胞移植疗法的心力衰竭病人 2009年，美国65岁的迈克·琼斯（Mike Jones）成为世界上第一位接受干细胞移植疗法的心力衰竭病人。治疗前，琼斯几乎不能爬楼梯，而如今他可以自如地劈柴，跑步，甚至可以和孙女一起打篮球。他的“心脏射血分数”（衡量心脏泵血功能的一个指标）已经从治疗前的20%，提升到接受治疗两年之后的40%。这简直是一个不可思议的改善，尽管目前的数值仍然低于正常水平（55%—70%）。 不仅琼斯，在对干细胞治疗有反应的14例患者中，心脏的泵血率也从治疗前的30.3%提高到治疗后的38.5%，心肌瘢痕组织的数量也在四个月内下降了24%，一年后下降了30%。干细胞为心脏病治疗带来了前所未有的新希望。 图片 心衰治疗的患者和对照组的超声心动图分析 2.用干细胞成功培育出“迷你心脏” 东京医科齿科大学利用干细胞成功培养出了直径约1毫米左右的“迷你心脏”，它和老鼠胎儿的心脏类似，具备心房及心室等构造，能像真正的心脏那样有规律地跳动，令人惊奇。 图片 日本用干细胞成功培育出“迷你心脏” 3.干细胞“修补”先天心脏缺陷 BBC新闻曾报道了全球首例应用胎盘干细胞治疗先天性心脏缺陷的案例，受到了全球瞩目，如今团队还在开发一种“一劳永逸”的干细胞支架，或能让先天心脏缺陷的患儿彻底摆脱重复的心脏手术。 图片 英国心脏基金会教授Massimo Caputo 开创了干细胞“支架”技术 04 干细胞治疗心血管病适用于哪些人群？ 根据2015年自体干细胞移植规范化治疗心血管病的专家共识，自体骨髓间充质干细胞移植治疗的适应证如下： 1、慢性缺血性心脏病； 2、心力衰竭； 3、急性心肌梗死； 4、扩张型心肌病[经药物治疗效果不佳，NYHA心功能在Ⅲ级以上，超声心动图示EF（左心室射血分数）＜0.4]； 5、器质性心瓣膜病（拟手术治疗，NYHA心功能Ⅲ级以上，超声心动图示EF＜0.3，左心室舒张末期内径＞75mm，胸片心胸比例＞0.7）。 05 写在最后 尽管干细胞治疗心血管疾病在临床应用中取得了一些成功，但是在科学研究和临床实践方面还存在一些挑战和待解决的问题。例如，干细胞的获取、培养和植入技术需要进一步改进，同时需要更多的临床试验来验证治疗效果和安全性。此外，医学界也在积极探索其他类型的干细胞治疗心血管疾病的方法，如诱导多能干细胞等。 总的来说，干细胞治疗心脏病作为一种前沿的治疗方法，具有广阔的前景和发展空间。随着科学技术的不断进步和临床实践的不断积累，相信干细胞治疗心脏病将为更多的心脏病患者带来新生，成为未来心血管疾病治疗的重要手段之一。

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