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解讀中華醫學科技獎

讓干細胞為損傷心肌帶來希望

2018-03-27 10:48:04 來源:健康報

健康资讯 心肌梗死、心力衰竭是嚴重危害人類健康的重大疾病。心肌難以再生,心梗、心衰導致的心肌壞死或心肌細胞缺失,均為不可逆的病理改變。干細胞移植能促進心肌再生,用于治療心力衰竭顯示出良好的應用前景,但存在療效差異大,應用不規范,缺乏客觀評價手段等問題,影響其臨床應用。

蘇州大學附屬第一醫院沈振亞教授及其研究團隊,在多項國家級項目的資助下,歷時10余年研究,建立了一系列用于干細胞臨床轉化的關鍵技術。研究建立了專用于治療心血管疾病的種子細胞制備和優化系列技術。研究發現了用于干細胞修復能力最優的骨髓間充質干細胞亞群;利用細胞組合的方式增加單一干細胞的治療作用;應用胰島素樣生長因子預處理MSCs,促進其歸巢,提高其抗凋亡能力。

研究發現了適宜的干細胞治療時間窗;創建了心肌微環境的重塑技術;研發了醫用可降解生物水凝膠,聯合干細胞移植創建了組織工程化移植技術;創新了經橋血管灌注干細胞移植技術,提高了干細胞在心肌內的駐留率。通過這些創新的移植方法,顯著提高了干細胞的移植效率。

通過臨床轉化研究,團隊將干細胞移植應用于擴張型心肌病、心梗后心功能不全、輔助外科瓣膜手術患者,創建了臨床病例應用標準和移植技術規范,建立了療效評價體系,并寫入2015年中華醫學會“自體干細胞移植規范化治療心血管病的專家共識”。

研究者說

經驗教訓是寶貴的科研財富

□蘇州大學附屬第一醫院教授 沈振亞

我國目前有心力衰竭患者450萬人。心肌壞死后難以再生,各類心臟疾病到了終末期,都面臨著心肌細胞缺血缺氧壞死、心功能衰竭這一過程,治療十分棘手。近年來,利用干細胞自身分化的特性,對原有的壞死心肌組織進行修復,成為一項非常具有前景的治療手段,給終末期心力衰竭、心功能不全患者帶來了希望,目前已經到了臨床研究階段。

早在2000年,我們團隊即開展了干細胞移植治療擴張型心肌病和缺血性心肌病的基礎研究,并在初步獲得成果的基礎上,2003年將干細胞移植應用于臨床,治療擴張型心肌病取得成功。患者的檢查結果提示,心臟射血分數從22。9%上升到34。8%,活動量明顯提高。

但在接下來的臨床應用中,總體結果并不如人意,療效存在很大差異。經過反復討論和思考,我們總結了可能導致失敗的原因。第一,心臟結構復雜,不同疾病對移植細胞應該有具體的要求,而不是千篇一律的單一移植細胞種類;其次,心臟血流非常豐富,常規方法注入心臟的干細胞很多將流失到心臟外,真正能存留在心臟內并發揮功能的少之又少,需要探索能提高細胞駐留率的移植方法;第三,臨床應用缺乏統一規范,移植后是否有效,缺乏精準的評估手段。

這些使我國干細胞治療心血管疾病的臨床應用長期處于瓶頸階段。如果想要讓此前的研究成果,能夠在未來真正轉化到臨床應用于患者,這些難題需要我們逐個攻破。這些難題也成了引領我們整個團隊進一步研究的動力。最終通過基礎研究,我們建立了一系列解決這些問題的關鍵技術,再將這些技術轉化為臨床應用手段,取得了突破性成果。

首先,通過對干細胞表面抗原的研究,我們發現了向心肌細胞分化能力最強、對心臟修復能力最優的骨髓間充質干細胞亞群,用該亞群作為種子細胞移植到心梗心臟后,獲得了比混合細胞提高2。39倍的治療效果。利用骨髓間充質干細胞的外泌體和心臟干細胞共移植,通過協同促進作用,增加了單一干細胞移植的療效,創建了細胞組合移植的新概念。在國際上率先應用胰島素樣生長因子預處理干細胞,提高了干細胞對缺氧的耐受和修復心肌的能力。通過這些基礎研究,獲得了轉化用于臨床的種子細胞制備技術。

其次,為了解決心梗急性期心肌炎癥反應強烈,移植細胞存活率低的難題,項目組創建了在心梗急性期對心肌微環境進行重塑的技術,利用干細胞外泌體對心臟進行預處理,或將自主研發的可降解生物水凝膠注射到急性心梗區域。這些方法使心臟微環境炎癥反應降低,微循環血供改善,有利于干細胞存活并發揮心臟修復功能。研究還發現,心臟停跳狀態下行干細胞移植,干細胞在心肌內的駐留率較搏動狀態下提高53.3%。據此結果,我們創建了在心臟停跳狀態下行冠脈搭橋時,經橋血管灌注干細胞的技術。通過上述研究,項目組建立了一系列提高干細胞在心臟內的滯留與存活的技術。

時間一晃就到了2006年,我們決定把基礎研究成果向臨床應用推進。我們根據病種有目的地選擇種子細胞,選擇合適病人,利用規范化的移植方法,對臨床上三類心血管疾病患者(擴張型心肌病、冠心病心功能不全及需外科手術的重癥瓣膜病)進行了干細胞治療。最終共完成了135例次的干細胞移植,83.3%的病人移植干細胞前后癥狀得到了明顯改善,生活質量獲得提高。同時,還完成了當時國家食品藥品監督管理局唯一批準的干細胞治療心梗的臨床試驗。建立了一套干細胞如何培養、如何選擇病人,如何移植干細胞,移植后如何檢測心功能變化,如何評價干細胞療效等技術方案。這套方案寫入了2015年中華醫學會干細胞治療心臟疾病的專家共識,成為國內干細胞應用于臨床治療心臟疾病的規范化指南。

整個項目研究過程中,我們也有很多收獲。發表國際學術論文64篇,總影響因子291.705。培養碩士研究生31名,博士研究生16名,其中9名博士成為國內大型三甲醫院心臟大血管外科的學術帶頭人。連續5年舉辦國際/國內干細胞轉化及再生醫學會議,連續7年舉辦國家級繼續教育項目,將細胞移植技術在國內多家醫院進行了推廣。當然,最大的收獲還是來自患者,這也是我們整個團隊共同的愿望。


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