“干细胞疗法能否成为心肌梗死后持久且可靠的治疗选择?首尔国立大学研究团队针对这一前沿问题展开了大规模分析。通过对7103名患者临床数据的系统评估,研究显示干细胞不仅展现出长期改善心脏功能的潜力,更显著降低了心血管死亡、再发梗死及中风等主要不良事件的风险。这一发现印证了干细胞疗法作为心血管领域革新性治疗策略的广阔前景。
急性心肌梗死(AMI)是一场对心脏的突袭,令数以万计的心肌细胞在短时间内迅速死亡。
这一过程往往不可逆转——由于心脏自身的再生能力极其有限,坏死区域大多会形成永久性损伤,导致许多幸存者不仅长期面临生活质量下降的困扰,更时刻处在“心力衰竭”与“再次梗死”的双重威胁之下。
对他们来说,维护残存的心脏功能至关重要。而近年来兴起的干细胞疗法,已在多项短期临床试验中展现出促进心脏修复的潜力,为患者与研究者带来了新的曙光。为系统评估该疗法的中长期效果与安全性,首尔国立大学领衔的研究团队整合分析了过往79项随机对照试验,共涉及7103名患者的数据。
△论文“干细胞治疗急性心肌梗死的中长期疗效和安全性:系统评价和荟萃分析”发布于《Stem Cell Research & Therapy》(影响因子:7.1)
在研究过程中,团队不仅系统评估了干细胞疗法在急性心肌梗死治疗中的临床潜力,还重点比较了不同细胞回输剂量与移植时间窗口对疗效的影响。这一深入探索旨在平衡治疗安全性与效果优化,为未来制定更精准、个体化的干细胞治疗方案提供了关键循证依据。
79项试验,7103名患者
证明干细胞治疗心肌梗死有效
干细胞是一类具有多向分化和自我更新能力的“种子”细胞,在合适的条件下,它有向成骨细胞、软骨细胞及无法再生的心肌细胞分化的潜能。除此以外,其旁分泌效应及免疫调节功能在组织修复上也有着不可小觑的实力,研究发现,干细胞能通过分泌各类细胞因子、营养因子等去调节机体内部稳态,为组织再生创造良好的微环境。△间充质干细胞的旁分泌作用。可分为六大类:免疫调节、抗凋亡、血管生成、支持局部干细胞和祖细胞的生长和分化、抗瘢痕形成和化学吸引这些特性有望让心脏再生走向现实,行动派的科学家们也就此投入研究。本篇文章中收集的最早研究来自2004年。随后18年间,学界共创造了14912项相关研究,本文研究者最终从中选出了符合标准的79项,共涉及7103名患者,所用细胞类型则多为单核细胞(MNC)与间充质干细胞(MSCs)。研究者主要查询的疗效指标,包括左心室射血分数(LVEF),不良心脏事件(MACE,是一个复合重点事件,包括心血管死亡、再梗死和脑卒中)和梗死面积,这些指标也被定义为心血管死亡和非致命性AMI或卒中的复合结局。他们发现:与对照组相比,接受干细胞干预组的LVEF在6个月、12个月、24个月和36个月时均有适度改善,其中尤以接受MSCs注射的患者最为显著。这些数据指向:
干细胞治疗对AMI患者LVEF的影响或能持续3年。不过这可能不是干细胞的全部实力,当前随访5年的实验稀少,随着后续相关研究数据的补齐,这一数字还有可能向后延伸,让我们拭目以待。近些年来,人们开始将MACE报告作为心脏病患者的客观临床结果。而与对照组相比,接受MNC的干预组在12个月和18-36个月时MACE发生率显著降低,提示干细胞治疗有降低MACE风险的潜力。安全性方面,研究提到:冠状动脉内的干细胞注射通常被认为比直接将细胞注射到心肌中(经心内膜或经心外膜细胞注射)更安全。除确认疗效外,研究者还尝试为后续干细胞研究铺路,在对比培养差异与回输数量后,他们认为注射高纯度,且数量足够的精选细胞对改善/保持心脏功能有积极影响。这点与另一则涉及41项研究的系统评价不谋而合,其中提到回输数量要大于108与小于109才能显著降低患者的死亡风险。谈及缘由,研究者将其归结于AMI恶劣的微环境,只有用更高的剂量才能抵消移植细胞缺氧导致的初始细胞死亡。又鉴于注射剂量过多不太可能带来额外的好处,因此本文建议细胞注射量要在108个到1010个之间。此外,在进行细胞培养和增殖时,确保培养时间超过1周可能有利于提高细胞纯度。关于注射时间,为了给受损心肌和冠状动脉的恢复留出时间,并有充足的时间对细胞进行培养,研究者认为PCI术后7 - 14天是最佳移植时间。研究还提到重复注射的益处,一些研究中,重复注射比单次注射更能明显地改善LVEF,缩小梗死面积。总的来说,干细胞可改善LVEF,也能降低不良心脏事件,这些数据都在表明干细胞在治疗AMI上具有广阔的前景,或能成为创新方案,为深陷泥沼的患者们带去新的希望。干细胞一直被医学界视为修复心脏的“潜力股”。除却上文中提及直接向人体注射干细胞的方法外,各路研究者也在用自己的方式去突破心脏病的治疗局限。比如移植干细胞衍生的心肌细胞去修复心脏受损部位。这是当下的热门策略。尽管在实际操作中,实验对象一度出现了心律失常等问题,但困难是不会让科学家止步的。美国威斯康星大学麦迪逊分校、中国台湾中央研究院和中国台湾大学就深度探索了背后原因,他们认为室性心律失常通常与移植物中未成熟心肌细胞的内在自动性有关。并基于此开创性地利用诱导多能干细胞(iPSC)衍生的心肌细胞(CM)与血管内皮(EC)细胞组合成了一个新疗法。△文章具体发布于《CIRCULATION》(影响因子:37.8)2023年10月当这个组合被移植到小鼠模型和非人灵长类动物体内时,iPSC-CMs显示出进一步成熟且存活的状态,并成功改善了缺血性心脏损伤后的心脏功能,为未来心脏病治疗临床应用提供了全新的路径。日本初创公司Heartseed则是利用iPSC制造了一种“心肌球”,约由1000个心肌细胞组成,而当50000个心肌球被注入到严重心力衰竭的患者体内后,患者不但没出现心律失常等不良副作用,还在半年后,迎来了心脏输送血液能力翻倍,心肌梗塞标志物减半的积极效果。△Heartseed致力于将利用iPS细胞治疗心力衰竭推向实用化(来源:日经中文网)除了衍生心肌细胞之外,有些科学家还将眼光放在了更长远的地方——重塑心脏,斯坦福大学生物工程助理教授Mark Skylar-Scott就致力于打印心脏的关键部分,如心脏瓣膜和心室,目前,他已成功利用干细胞打印出类似人类静脉管状的结构—可以自行泵送、收缩与扩张以使液体通过自身。而在2019年4月15日,以色列特拉维夫大学在《Advanced Science》发表了一篇论文,宣布成功用人体细胞制造出世界上首颗3D打印心脏。虽然2cm的尺寸说明它仅适合用于兔子等小体动物,但这却是一颗货真价实的、具有细胞、血管、心室和心房的人工心脏。从细胞层面的精准修复,到组织与器官的再生重塑,这些曾看似科幻的场景正逐渐照进现实。有朝一日,人类或许真能像更换精密部件一样定制属于自己的心脏。参考资料:
[1]Mid- to long-term efficacy and safety of stem cell therapy for acute myocardial infarction: a systematic review and meta-analysis.https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-024-03891-1
[2]Combined Treatment of Human Induced Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiomyocytes and Endothelial Cells Regenerate the Infarcted Heart in Mice and Non-Human Primates.https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.122.061736
[3]《产经新闻》:用人造干细胞制成的“心肌球”实施移植有望在两年后投入实用.
[4]3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts
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