有些鱼类和两栖类动物的心脏有自我修复的能力,但这种现象以前尚未在哺乳动物身上看到。2011年,《科学》杂志披露,由美国得克萨斯大学研究者完成的一项实验表明,新生的小鼠也有这种修复能力。将刚出生一天的小鼠心脏的左心室尖切下一部分(占肌肉组织的15%),很快小鼠的心脏便开始再生,21天后完全恢复,两个月后心脏功能恢复正常。但是,当研究人员给出生7天的小鼠进行相同手术后,心脏并未出现再生。因此表明,老鼠的心脏自主再生能力仅能维持非常短暂的时间。
修复梗死的心肌
心脏病学领域的一个圣杯
2012年国际最大的骨髓细胞治疗急性心肌梗死研究荟萃分析了33项RCT试验,这些研究为2004~2011年17个国家1765名心梗患者进行PCI和(或)溶栓开通梗死血管后干细胞移植的前瞻性随机对照研究。荟萃分析表明,骨髓细胞治疗并不能改善急性心梗死亡率以及再次心梗、再次住院、支架再狭窄和靶血管血运重建等心血管事件。而经冠状动脉输注自体干细胞可显著改善心梗后心衰患者的左室收缩功能,减小梗死面积。结论是,修复梗死的心肌仍是心脏病学领域的一个圣杯。细胞疗法极有前途,但既往几项临床研究仅获得了轻微获益或阴性结果。即使是获得阳性结果的试验,移植细胞带来益处的机制也仍不清楚。本荟萃分析为这一领域带来了一线曙光,提示只要使用了正确的细胞类型,该疗法就有可能奏效。
2003年,我国台湾和美国的研究人员在实验鼠和人类心肌组织中先后发现了心脏自身干细胞,颠覆了传统的“心肌不可再生”理论。2012年发表在《柳叶刀》杂志上的采用心肌球形细胞治疗心肌梗死的前瞻性随机对照试验,对急性心肌梗死2~4周的病人,先行自身心肌活检后,再行细胞扩增注射到梗死相关血管。结果显示,细胞移植没有明显改善心脏的射血分数和左心室收缩末容积,但心脏磁共振显像显示治疗组节段性收缩功能改善,治疗组并发症的发生率与对照组没有差异。由于本实验观察期只有半年而且样本数较小,要得到有说服力的结论仍需要更多患者的数据和更长时间的随访,以证实这些令人兴奋的初期结果。
胚胎干细胞治疗
令人纠结的未解难题
胚胎干细胞是可以分化成任何组织和器官的多能细胞。2011年美国FDA批准进行的胚胎干细胞治疗脊髓损伤和黄斑变性的临床试验给人们带来了超出预期的结果,然而,这两个研究由于种种原因而夭折。
目前看来,胚胎干细胞治疗应用于临床可能会存在一系列问题,如导致心律失常、免疫排斥反应、致瘤性及伦理学等,因此迄今为止,胚胎干细胞移植治疗心梗还未用于临床研究。胚胎干细胞是让人充满无限遐想的研究领域,但胚胎干细胞临床试验何时进入心脏病领域,仍是一个令人纠结的未解难题。
直接诱导心肌细胞形成
极富梦幻色彩的应用前景
iPS是近年来让干细胞工作者兴奋的一个新领域,但由于其分化效率太低,目前难以用于临床。2008年我们研究小组在《医学假说》杂志发表文章提出,如果能绕过iPS直接诱导心肌细胞形成,就可以化腐朽为神奇。此后不久国外专家将Gata3、MefZc和Tbxs三种基因导入成纤维细胞,可直接成功培育出具有功能的心肌细胞。应该说,其应用前景极富梦幻色彩——心梗患者将无需接受开胸手术,只需通过导入这些基因,就可让成纤维原细胞直接生成健康的心肌细胞。事实上,各系统的终末期疾病几乎均与纤维化相关联,如肝硬化、肾小球硬化等,如能在原位将纤维母细胞转为各脏器相应的实质性细胞,无疑将改变整个医学实践策略。当然,能否真正实现这种梦幻般的跨越尚有待验证。
总之,没有哪个领域像干细胞研究那样,遭受如此多的非议和争论,并在承受如此多压力之下,每年均有突破性的进展。干细胞研究正在忍辱负重中艰难前行。