近20年来,分子生物学取得了飞速发展,特别是在心血管分子生物学和疾病发生、发展机制的研究中,在心血管疾病防治领域中产生了重大的变革。干细胞 stemcell 可作为一种“药物”,人们开始直接或间接地尝试用它来修复甚至替换丧失功能的组织和器官。干细胞移植或基因疗法等新技术、新方法不仅适用于治疗单基因缺陷的遗传性疾病,同时也适用于恶性肿瘤、脑血管性疾病、自身免疫性疾病、神经内分泌系统疾病等多基因疾病以及艾滋病等重大传染疾病的防治。与此同时,干细胞移植已经作为一种新的潜在的方法用来治疗和纠正某些心血管疾病,世界上已有数千例患者接受了临床治疗试验。
骨髓干细胞移植是治疗缺血性冠心病的一种新方法。细胞移植的新概念、新的研究方法为未来心血管疾病的治疗和研究提供了令人兴奋的可能性。初步研究显示,骨髓干细胞移植等能产生巨大的生物学效应,使心脏生成新生血管或者心肌细胞,改善心肌血液供应,增加心脏功能或者代谢功能。
对心肌缺血区的干细胞移植是慢性缺血性冠心病生物治疗研究领域新的热点,该方法可以有效改善心肌缺血区血供,而且移植细胞可发育为成熟心肌细胞,阻止心脏扩大,提高心脏功能。有研究结果表明,心肌缺血区干细胞移植不仅能从早期减轻瘢痕组织的形成,甚至对于已形成的心肌瘢痕也具有良好的修复作用,因此对远期心力衰竭等不良后遗症将起到积极的预防和治疗作用。
随着生物学基础研究的发展,科学家们发现某些成体组织不但能再生,而且可以衍生成为与其来源不同的细胞类型。例如,在一定环境下,肌肉细胞可以成为有增殖能力的骨髓细胞;相反,血液“前体细胞”,即未完全成熟的血细胞也可变成肌肉细胞,甚至分化成肝细胞或脑细胞。干细胞是机体的起源细胞,是形成人体各种组织器官的元初细胞,具有自我复制和多项分化潜能。有研究发现从成年人骨髓中抽取具有胚胎性成年人血管组织的细胞,将其注射到心脏病发作的鼠尾中,结果发现病鼠心脏受损部位有新血管生成。以色列科学家曾在世界上首次成功地用人类胚胎干细胞培育出了心脏细胞,这些心脏细胞具有自然跳动功能。
2002年,德国科学家Strauer等首先报道了10例经冠状动脉注入自体骨髓单核细胞改善心肌梗塞后的心脏功能和心肌灌注观察结果,发现急性心肌梗塞后自体骨髓单核细胞的移植可以修复梗死心肌组织,证实经冠状动脉内移植方法是有效可行的。
随后巴西、以色列、中国和日本等国家的医学科学家相继报告了骨髓干细胞移植治疗心肌梗塞的成功。他们共同的做法是,从病人骨髓中提取干细胞,并通过导管将干细胞植入病人心脏的各个病灶点。干细胞在病人心脏中可以演变成多种符合需要的特殊细胞,从而改善心肌的血液供应,加强心脏的收缩能力。最近,有研究人员在欧洲心脏学会上报告说,心肌梗塞后把自体同源骨骼成肌细胞移植到患者心脏内是一种安全可行的技术,如果早期进行,将可能替代心脏移植。干细胞移植修复受损心肌研究前景令人鼓舞,多项研究都观察到了心脏功能改善,但尚未发现重大的并发症。
目前干细胞移植的方法通常为心肌内直接注射法,有学者提出更具临床意义的冠状动脉内直接植入法。但也有人认为经冠状动脉灌注的方法有形成心肌梗塞及在冠状动脉内形成栓子的可能,而利用可降解生物胶将移植细胞移行至目标地点的尝试也可能是一种新方法。另外一种简单的移植方法是利用微冰球颗粒作载体将冰冻的心肌细胞弹丸注射至目标区域,理想、简单真正具临床意义的移植方法仍有待研究。