【摘要】 目的 观察自体骨髓间充质干细胞（mscs）移植对心肌梗死后心力衰竭的疗效。方法 选择21只中国小型家猪，应用闭胸经股动脉介入法制作心肌梗死后心力衰竭模型，术后动物左室射血分数(lvef)<45%、b型钠脲肽（bnp）水平>100pg·ml-1为心力衰竭建模成功。随机将动物分为实验组（n=11）和对照组（n=10），术后2周内实验组及对照组经冠状动脉途径分别移植mscs及磷酸盐缓冲液，8周后，行心脏彩超、单光子发射型计算机断层扫描（ect）及bnp检查，观察心功能的改变。同时，选择心肌梗死致心力衰竭［左室射血分数(lvef)<45%，bnp>100pg·ml-1］患者8例，发病2周内经皮冠状动脉途径植入mscs，术前及术后8周行心脏彩超、ect及bnp检查，监测心功能的变化。结果 动物实验组和对照组分别有8头和7头猪造模成功;心脏彩超结果显示：实验组mscs移植后lvef由（39±1.70）% 增加至 （51±3.52）%，ect心血池显像显示lvef由(35.08±3.12)% 升高至 （52.15±1.21）%，bnp水平由移植前的(298±17)pg·ml-1下降至（87±15）pg·ml-1；对照组以上指标无明显改变。临床观察显示：mscs移植后患者心脏彩超显示lvef由（34.06±2.13）%增加至（52.08±1.02）%,ect心血池显像显示lvef由(34.12±3.09)%增加至（53.03±1.01）%,bnp水平由(326±34)pg·ml-1降低至（101±7）pg·ml-1。结论 自体mscs移植是治疗急性心肌梗死后心力衰竭安全、有效的新方法。
【关键词】 心肌梗死 急性 心力衰竭 细胞移植
the experimental and clinical study on bone marrowderived mesenchymal
stem cells transplantation to postinfarcted failure heart
qi chunmei1,wu weiheng1，li li1,he miao2,peng cheng1,gan junmin1,diao jun1,lu yuan1 （1.department of cardiology,the second hospital affiliated to xuzhou medical college,xuzhou 221006,china;
2.department of ect,the second hospital affiliated to xuzhou medical college,xuzhou 221006,china）
abstract:objective to observe the effects of directed transplantation of allogeneic bone marrowderived mesenchymal stem cells(mscs)on postinfarcted failure heart.methods twentyone healthy male swine underwent closedchest to establish acute myocardial infarction models of heart failure with lvef<45% and bnp level>100 pg·ml-1,then they were divided into two groups randomly:experimental group with mscs transplantation(n=11),control group with pbs injection(n=10).eight patients who suffered from acute myocardial infarction with heart failure treated with mscs in two weeks.eight weeks after mscs transplantation，transthoracic echocardiography,singlephoton em ission computed tom ography(ect)and bnp were performed to observe the change of cardiac function.results experimental group lvef increased with the transthoracic echocardiography,ect（39±1.70）% vs(51±3.52)%,(35.08±3.12)% vs(52.15±1.21)% respectively，and bnp declined(298±17)pg·ml-1 vs (87±15)pg·ml-1.in the patients,transplantation of bonemarrow cells enhanced leftventricular systolic function（34.06±2.13）% vs(52.08±1.02)%；ect(34.12±3.09)% vs(53.03±1.01)%,bnp declined(326±34)pg·ml-1 vs(101±7)pg·ml-1.conclusion transplantation of allogeneic bone marrowderived mesenchymal stem cell can effectively treat heart failure in animals and patients.
key words:myocardial infarction,acute;heart failure;cell transplanntation;autologous allogeneic bone marrowderived mesenchymal stem cells.
（modern medical journal,2008,36:155158）
心力衰竭（hf）是各种心脏病的严重阶段，是一种复杂的临床症候群，其发病率高，5年生存率与恶性肿瘤相仿。各种心血管疾病如冠心病、心肌炎、扩张型心肌病、继发性心肌病等最终不可避免地走向hf，而药物治疗和外科手术均不能替代坏死心肌，彻底改善心肌功能。因此寻求一种替代坏死心肌，改善心功能的方法成为心血管领域的巨大挑战之一。作者应用自体骨髓间充质干细胞（mscs）移植治疗心力衰竭,进行了动物实验和临床观察，现将结果报告如下。
1 材料和方法
1.1 研究对象
动物实验：选择21头中国小型雄性家猪21头（徐州医学院动物房提供，经检疫合格），3～4月龄，体重30～40kg。
临床实验：选择本院2006年10月至2007年4月急性心肌梗死致hf患者8例，其中男5例，女3例，年龄（54±8）岁；下壁心梗2例，前壁心梗6例；合并糖尿病4例，高血压5例；2例前壁心梗合并功能性室壁瘤。所有入选患者左室射血分数(lvef)<45%，b型钠脲肽(bnp)>100pg·ml-1。
1.2 动物心力衰竭模型的制备
经股动脉穿刺行选择性左冠状动脉造影，经6f导管送入0.014inch导丝，导丝先端达回旋支（lcx）或前降支（lad）远端后固定导丝。在连续x线透视下缓慢退出右冠状动脉导管，再沿导丝导入球囊（2.0～2.5×7～10mm）至lcx或lad远端。以4atm(1atm=101.325kpa)扩张5min共3次，然后以4atm扩张50～75min制作心肌梗死模型，术中注意心电图改变，撤出球囊及导丝，术毕结扎股动脉。术后心脏彩超及单光子发射型计算机断层扫描（ect）测定lvef<45%及bnp>100pg·ml-1的动物定为心肌梗死后hf模型成功，随机将模型动物分为实验组(n=11)及对照组(n=10)。
1.3 mscs的分离、培养及移植
动物实验：所有动物抽取髂骨骨髓40ml，以40ml dmem培养液稀释，与等量percoll液（相对密度1.077）梯度水平离心分离骨髓单个核细胞，将上述所得骨髓单个核细胞按个2×106个·cm2接种于dmem培养液中，并在孵育箱中应用贴壁法培养mscs，mscs扩增至108数量级后进行移植。动物心肌梗死后10～14d在局麻下行冠状动脉造影，实验组在梗死区中心经微导管注入2ml mscs悬液（约108个细胞），对照组则以同法注入pbs。
临床试验：患者抽取髂后上棘骨髓40～60ml，骨髓液移至肝素生理盐水离心管中等倍稀释，同法进行骨髓单个核细胞分离、培养至第3代mscs，移植前稀释成10ml肝素生理盐水细胞悬液备用，细胞计数约108个细胞。患者在局麻下行冠状动脉造影，在0.014inch导丝导引下,将微导管置于病变血管处,撤出导丝后经微导管缓慢将细胞悬液注入冠状动脉内,推注时间10min。
1.4 结果判定
所有动物及患者均于mscs移植术前及术后8周应用心脏彩超（惠普5500）行超声心动图（ucg）测定左室收缩末期直径（lvsd）、收缩末期容积（sys vol）、梗死区室壁厚度（iwt）及lvef；美国博适triage快速测定和诊断仪测定bnp；西门子spect行心肌灌注扫描，同时使用emory university的cardiac toolbox心肌分析软件包获得心肌梗死部位面积大小和灌注图像心肌缺血总分值。
1.5 统计学处理
采用spss 12.01统计软件处理数据，计量资料以x-±s表示，心功能比较采用方差分析，p＜0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 一般情况
动物实验：实验组中1头动物于干细胞移植麻醉时死于hf，另有2头动物未达到hf标准;对照组中2头动物于模型制备时死于室颤和急性心包填塞，1头经ucg及ect证实制模不成功，故最终实验组及对照组分别有8头和7头制模成功。
临床试验：8例患者中靶血管为lad 6例,右冠脉（rca）2例；其中5例行经皮冠脉血管成形术（pci）。所有患者术中均顺利，无一例发生心律失常、心肌梗死及hf，仅1例术后寒战数分钟自行缓解。术后除1例患者因经济原因未能随诊外，其余7例患者获随访资料，动物实验和临床研究的具体情况见表1。表1 动物实验和临床研究具体情况
2.2 心功能变化
2.2.1 动物实验 mscs移植后8周ucg显示，实验组室壁活动与移植术前增强，对照组室壁活动与移植术前比较无明显变化；实验组mscs移植后lvef增加，bnp水平由(298±17)pg·ml-1下降至（87±15）pg·ml-1,对照组无明显改变（图1、表2）。
2.2.2 临床试验 mscs细胞移植后8周心脏彩超结果显示,lvef较细胞移植前增加(表3),ect检查示梗死面积缩小，lvef升高（图2）,bnp由(326±34)pg·ml-1下降至(101±7)pg·ml-1。与对照组移植后比较，*p<0.05;与同组移植前比较,#p<0.05表3 7例患者移植前与移植后8周心功能的比较 与细胞移植前比较，*p<0.051、3、5排为术前ect检查结果；
3 讨 论
心力衰竭已经成为心血管病中最常见的、对患者危害最大的疾病之一，严重影响患者的生活质量,造成医疗费用支出庞大，因此，必须寻找有效的hf的治疗方法。近年来，mscs移植作为一种崭新的生物学疗法，引起了人们日益广泛地关注。
2001年，自orlic等［1］首次采用骨髓干细胞移植成功地治疗动物心肌梗死以来，已有许多动物实验证实，骨髓干细胞移植能明显改善动物缺血心肌的心脏功能。2001年strauer等［2］的临床研究结果显示，与对照组比较，自体骨髓干细胞移植后，室壁运动障碍范围减少约20％。2004年，由德国wollert等［3］完成的首次将干细胞随机移植到心肌的研究结果显示，接受干细胞移植患者的左心室功能得到改善。本研究应用ucg、ect及bnp作为诊断心力衰竭和评价疗效的指标，尤其采用了bnp定量检测，用量化的标准使实验结果更加客观可靠。本研究结果显示，动物mscs移植后8周，实验组左室功能整体增强，室壁运动得到改善，收缩末期左室容积减少，室壁厚度增加，心室重构程度、心脏收缩功能的改善明显优于对照组。临床研究中我们选择了8例急性心肌梗死后心力衰竭患者，有5例患者行支架植入术同时予mscs移植，其中1例未能随诊，4例ucg及ect均提示左室收缩功能和室壁运动改善。余3例因经济原因未行支架置入术，仅予mscs移植，其中1例患者ucg示心功能无明显改善，但ect示梗死面积缩小，收缩功能改善。本研究结果显示，mscs移植后左心室射血分数增加,与bolognese等［4］研究结果相近。我们认为虽然自体mscs移植可改善心功能，但自体mscs移植成功与否还有赖于心肌局部环境、血流供应等因素，在心力衰竭早期mscs移植辅以pci术，由于局部充分的心肌血供，可以更有效地改善心肌收缩功能。我们的动物及临床实验证实，自体mscs取材方便，移植过程简单安全，对机体损伤小，排斥性小，较心肌细胞移植有更好的可塑性，且治疗过程中患者多无不适，无明显的副作用，术后数小时即可活动，在临床治疗心力衰竭方面有更好的应用前景。
骨髓干细胞移植改善心功能的可能机制为［5］：（1）移植细胞分化为心肌样的细胞，与宿主同步收缩从而改善心功能；（2）移植细胞通过分泌血管内皮生长因子（vegf）、白细胞介素1（il1）等细胞因子，促进血管再生和内源性血管新生，再生的心肌细胞同样有营养需要，因此维持心脏微血管的血液供应是心肌再生治疗的一个关键。
综上所述，自体mscs可作为心肌细胞重建术的来源，自体骨髓干细胞移植具有方便、微创，易于开展的特点，但自体骨髓干细胞的存活与否依赖于环境、血液供应、局部炎症反应等因素。细胞移植结合pci术是移植细胞改善心功能的理想方法，有可能成为hf患者的一种新的治疗模式和选择，对此，临床上还需要进行更大规模随机、双盲研究，以观察其疗效和可能的副作用，同时更需要进一步的基础研究阐明其机制。
【参考文献】
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