[摘要] 與2型糖尿病聯(lián)系最緊密的莫過(guò)于心臟及血管系統(tǒng)，而心臟的干細(xì)胞移植治療給心血管疾病帶來(lái)了曙光，經(jīng)諸多生物科學(xué)家研究顯示，此種方式可加強(qiáng)左心室的收縮期強(qiáng)度，減輕心室肌重構(gòu)，減慢心衰的生物學(xué)進(jìn)展，從而改善生活質(zhì)量，延長(zhǎng)生命。本研究就干細(xì)胞治療2型糖尿病心肌梗死的研究進(jìn)行了闡述及對(duì)新進(jìn)展的展望。

[關(guān)鍵詞] 心肌梗死；干細(xì)胞移植；2型糖尿?。恍逻M(jìn)展

[中圖分類號(hào)] R587.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-0616（2013）19-36-03

全世界范圍內(nèi)糖尿病患者數(shù)正在不斷擴(kuò)大，以發(fā)展中國(guó)家為甚，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，到2030年，糖尿病患者的人數(shù)將從2000年的1.71億增加到3.66億[1]，且不斷年輕化。我們都知道，糖尿病和心血管疾病有很多共同的危險(xiǎn)因素[2]，例如，肥胖、不良的生活作息時(shí)間、高血脂、高膽固醇及家族史等。有研究人員對(duì)這些危險(xiǎn)因素進(jìn)行校正后，得到的結(jié)論是，2型糖尿病患者罹患心血管疾病的幾率是非糖尿患者的2～3倍，患糖尿病的男女性死于心血管疾病的人數(shù)較正常人死于心血管疾病數(shù)量高1.5倍以上[3]。在美國(guó)這樣的發(fā)達(dá)城市，仍有65%的糖尿病患者死于心血管疾病。

控制糖尿病患者的血糖在正常范圍之內(nèi)可顯著減低諸如糖尿病腎病，糖尿病視網(wǎng)膜病變及外周血管神經(jīng)的病變，但是ANDVANCE和VADT等研究發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)格的控制血糖并不能降低糖尿病患者的心源性死亡率[4-5]，而ACCORD的研究則顯示這樣一個(gè)可能，及對(duì)糖尿病患者進(jìn)行嚴(yán)格的血糖控制反而會(huì)增加患者的心源性死亡率[6]，這幾項(xiàng)研究可能因?yàn)檠芯繉?duì)象年紀(jì)較大，患病時(shí)間較長(zhǎng)有關(guān)。

干細(xì)胞治療給全世界的心臟病患者帶來(lái)了復(fù)原的希望，能讓他們更有信心面對(duì)生活，而不再遭受心臟病帶來(lái)的巨大痛苦，但是目前為止，干細(xì)胞用于人體這種治療手段還尚未成熟，需要更多的科學(xué)研究及臨床實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步攻克干細(xì)胞移植的致瘤性及其他弊大于利的效應(yīng)。

1 目前研究的干細(xì)胞

干細(xì)胞是一類具有多向分化和自我更新能力的一類細(xì)胞[7-8]。

1.1 成體干細(xì)胞

具備再生以及修復(fù)的功能，其存在于成年個(gè)體的諸多組織以及器官之中，成體干細(xì)胞的存在使得組織得以不斷的更新。在一定的環(huán)境條件中，成體干細(xì)胞可能依照某種程序進(jìn)行分化，產(chǎn)生具有一定功能的新細(xì)胞，也可能形成新的干細(xì)胞，這樣就能夠維持機(jī)體器官以及組織細(xì)胞的衰退以及更新間的動(dòng)態(tài)平衡。通常而言，成體干細(xì)胞的數(shù)量不多，往往在特定部位分布，而且一般保持靜息，分裂速度較為緩慢，一旦血小板活化或者機(jī)體自身產(chǎn)生損傷，它們就會(huì)被激活，從而對(duì)損傷的部位進(jìn)行修復(fù)，并且替代那部分失活的細(xì)胞，從而使組織內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定。

人體的皮膚、外周血、胎盤、骨骼肌、骨髓、腦部以及臍帶血等組織器官均為成體干細(xì)胞的主要來(lái)源，這里面由于骨髓中具有較多的壁龕，因此源自骨髓的干細(xì)胞類型較多，包括了心臟干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、造血干細(xì)胞以及充質(zhì)干細(xì)胞等等，對(duì)其的研究相對(duì)而言也較為充分，成體干細(xì)胞較易獲取，在進(jìn)行移植的過(guò)程中也并不會(huì)引發(fā)腫瘤，并且也并不存在倫理學(xué)爭(zhēng)議，因此其在組織再生、損傷性疾病的治療等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

1.1.1 間充質(zhì)干細(xì)胞 在胚胎發(fā)育早期的外胚層以及中胚層中，產(chǎn)生的間充質(zhì)干細(xì)胞即MSCs，其英文全稱為mesenchymal stem cells，最早發(fā)現(xiàn)于人體骨髓中，之后又在人體的臍帶、牙周以及脂肪等多個(gè)組織中發(fā)現(xiàn)。在上個(gè)世紀(jì)80年代末，學(xué)者Friendenstein等了解到骨髓單核細(xì)胞在經(jīng)過(guò)體外貼壁生長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)，通過(guò)一定的條件誘發(fā)，就能夠進(jìn)行分化，從而產(chǎn)生成肌細(xì)胞、骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞以及軟骨細(xì)胞。這些類型的細(xì)胞能夠產(chǎn)生CD166，、CD90、CD105抗原。在隨后的研究中，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)，在心肌微環(huán)境中，MSCs可以進(jìn)行自我分化，從而產(chǎn)生心肌細(xì)胞[9]。

1.1.2 造血干細(xì)胞 當(dāng)前，各類成體干細(xì)胞中，造血干細(xì)胞是研究應(yīng)用最為純熟的一類，其包含的類群較多，這些類群的表型以及功能各異，它們能夠從骨髓中，依靠表面表達(dá)的某些抗原組合原理，并且通過(guò)選擇性的分選方式而獲取。造血干細(xì)胞的造血分化以及自我更新的能力較強(qiáng)，能夠分化成全部種類的血細(xì)胞，并且來(lái)源較廣，較易進(jìn)行鑒定，在體外進(jìn)行培養(yǎng)還能夠分化成心肌細(xì)胞，所以它們?cè)谛呐K疾病的治療方面，有著重要的意義。學(xué)者Orlic等把從EGFP轉(zhuǎn)基因雄性大鼠骨髓中獲得的干細(xì)胞Lin-c-kit+，向心肌梗死的雌性大鼠病變部位周圍直接進(jìn)行注射，隨后其發(fā)現(xiàn)，這些具有帶有Y染色體的EGFP基因干細(xì)胞Lin-c-kit+，能夠進(jìn)行自主遷移，并到達(dá)心肌損害的區(qū)域，另外，在雌性大鼠心肌梗死區(qū)域之內(nèi)，還觀察到了帶有EGFP基因的平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以及心肌細(xì)胞，從這些結(jié)果可以推斷移植的細(xì)胞能夠進(jìn)行分化，產(chǎn)生血管結(jié)構(gòu)細(xì)胞以及心肌細(xì)胞。

1.1.3 內(nèi)皮祖細(xì)胞 EPCs也就是內(nèi)皮祖細(xì)胞，其源自造血干細(xì)胞，又被稱作血管細(xì)胞，分布在外周血以及骨髓之中，是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞，學(xué)者Asahara研究發(fā)現(xiàn)，EPCs能夠在體外進(jìn)行分化，從而形成血管內(nèi)皮細(xì)胞，因此其推斷EPCs和血管生成有關(guān)[10]?，F(xiàn)今內(nèi)皮祖細(xì)胞主要用來(lái)治療心臟病和外周血管組賽性疾病。

有研究將新生的心肌細(xì)胞和EPCs（人外周血）共培養(yǎng)就能夠得到具有新的功能特性以及生化特征的心肌細(xì)胞，還有的研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮祖細(xì)胞可以參與修復(fù)局部的缺血組織以及新血管的生成，所以內(nèi)皮祖細(xì)胞為進(jìn)行心肌梗死移植治療的一個(gè)重要外源細(xì)胞。內(nèi)皮祖細(xì)胞向缺血的心肌進(jìn)行注射，還有利于新血管的生成，并提升心臟功能，有效抑制其纖維化[11]，這點(diǎn)極有可能是其在缺血性心肌梗死治療方面的一個(gè)關(guān)鍵作用機(jī)制。不過(guò)，不論是基于哪一機(jī)制來(lái)幫助修復(fù)受損心肌，移植的內(nèi)皮祖細(xì)胞在心肌梗死上獲得的治療效果已經(jīng)得到了舉世公認(rèn)。

1.1.4 心臟干細(xì)胞 長(zhǎng)期以來(lái)，心臟都被認(rèn)為是一個(gè)靜止器官，然而，這一觀點(diǎn)在近些年面臨諸多質(zhì)疑，這是由于有研究表明，在成體心臟中，一旦出現(xiàn)超負(fù)荷工作或者出現(xiàn)梗死，那么仍會(huì)有很少部分的心肌可以分裂，另外，有報(bào)道發(fā)現(xiàn)，在病理或者正常的生理狀況下，仍然有心肌再生、胞漿移動(dòng)以及心肌細(xì)胞分裂等活動(dòng)。另外，在糖尿患者以及老年人的心臟細(xì)胞中，少量細(xì)胞的染色體末端有長(zhǎng)的端粒序列，并且具有端粒酶活性，這些都可能表明在成體心臟中存在擁有分裂擴(kuò)增能力的干細(xì)胞，也就是心臟干細(xì)胞。通過(guò)不同方法可分離得到不同的心臟干細(xì)胞，而且不論是體內(nèi)生長(zhǎng)還是體外培養(yǎng)，均能夠分化成平滑肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞三種類型的心臟細(xì)胞，所以，在修復(fù)心肌損傷上，心臟干細(xì)胞一直都是絕佳的選擇?，F(xiàn)今，諸多研究發(fā)現(xiàn)，心肌梗死的有關(guān)動(dòng)物在進(jìn)行心臟干細(xì)胞移植之后就可以進(jìn)行分化，產(chǎn)生心肌細(xì)胞，并且還能夠促進(jìn)新生血管的產(chǎn)生，使梗死面積下降，提升心臟功能[12-14]。De Boer等[15]的實(shí)驗(yàn)預(yù)示其移植可能減少心肌梗死后心律失常的發(fā)生。

1.2 胚胎干細(xì)胞

受精卵分裂發(fā)育為囊胚時(shí)，囊胚腔內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞具備完全分化的能力，能夠形成人體的全部類型的細(xì)胞和組織，因此其又被稱作胚胎干細(xì)胞，另外由于其能夠分化形成人體任何一種類型的細(xì)胞，又被稱為全能干細(xì)胞。人類最早展開(kāi)研究的一類細(xì)胞也正是胚胎干細(xì)胞，它強(qiáng)大的分化功能給科學(xué)界帶來(lái)了不小的震撼。同時(shí)因?yàn)槠渲T多分化增殖特性使其被應(yīng)用于各項(xiàng)研究中，具有很大的前景。

2 不同移植途徑下干細(xì)胞療效

2.1 經(jīng)冠脈行途徑的干細(xì)胞移植

當(dāng)前，我國(guó)的諸多研究已經(jīng)證明，通過(guò)導(dǎo)管行BMS的方式進(jìn)行移植，能夠使心肌梗死的面積有效縮小，使左心室的重構(gòu)程度下降，提升心臟功能、并沒(méi)有出現(xiàn)微血栓，負(fù)性臨床事件也并未上升。另外在移植之后跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)，在180d后，細(xì)胞移植組的患者LVEF水平升高，在約365d之后，LVEF水平仍在提高，即使是4年之后，這些這一優(yōu)勢(shì)仍舊沒(méi)有喪失。另外，TCT-STAMI的有關(guān)實(shí)驗(yàn)也表明，心肌梗死超急性期所開(kāi)展的通過(guò)冠脈的自體BMS移植還能夠顯著提升心肌梗死患者的左心室灌注以及心臟功能。

2.2 心肌直接注射途徑移植

通過(guò)心外膜心肌內(nèi)進(jìn)行干細(xì)胞注射時(shí)，需要在開(kāi)胸狀態(tài)下進(jìn)行，在此途徑下，需要把干細(xì)胞直接向梗死心肌處進(jìn)行注入，顯然這一方式操作較為簡(jiǎn)便，因此，臨床可行性較高。有關(guān)此方面的研究，國(guó)內(nèi)開(kāi)展得不多。

3 臨床應(yīng)用的現(xiàn)狀

3.1 干細(xì)胞移植臨床應(yīng)用及療效評(píng)估

多項(xiàng)研究表明，干細(xì)胞梗死相關(guān)冠脈內(nèi)移植治療AMI的療效在移植后不久就能夠有所表現(xiàn)[16-17]，如心肌供血狀況以及心臟收縮功能改善、左心室功能增強(qiáng)、心室的重構(gòu)減輕等等。有臨床試驗(yàn)研究表明，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植后，在移植180d之后的跟蹤調(diào)查結(jié)果顯示，盡管對(duì)于炎性因子的表達(dá)量對(duì)照組和胚胎移植組均減少，但是和對(duì)照組仍然高于移植組（P<0.05）[18]。另外，其他相關(guān)研究結(jié)果顯示，通過(guò)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植，不僅不會(huì)使心肌梗死患者血內(nèi)皮功能損傷，加重炎性反應(yīng)，還會(huì)有利于改善其心肌梗死的狀況。

由于現(xiàn)今還缺少對(duì)特異性細(xì)胞失蹤技術(shù)以及在體評(píng)級(jí)方法，因此在臨床上對(duì)干細(xì)胞移植效果的判斷依據(jù)有如下幾點(diǎn)：其一，左心室重構(gòu)：對(duì)比移植前后左心室舒張以及收縮的末徑容積；其二，左心室功能，加拿大以及美國(guó)等都對(duì)左心室功能水平進(jìn)行了相應(yīng)分級(jí)，來(lái)對(duì)左心室局部以及整體功能進(jìn)行輔助的評(píng)估；其三，梗死面積、心肌活性以及心肌灌注：通常使用心肌核素以及核磁進(jìn)行檢測(cè)。此外，目前較為客觀的一種評(píng)價(jià)方式是蘇達(dá)生存質(zhì)量評(píng)分，其能夠在整體上對(duì)AMI患者，進(jìn)行干細(xì)胞移植前后的生存質(zhì)量進(jìn)行反映。

3.2 全能干細(xì)胞治療心肌梗死的研究現(xiàn)狀

因?yàn)?，全能干?xì)胞在發(fā)育上具備全能性，因此自從干細(xì)胞建系以后，各國(guó)的研究人員都開(kāi)展了諸多研究，不管是干細(xì)胞治療領(lǐng)域還是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對(duì)其的研究也都非常之多。但是，由于要通過(guò)破壞活胚胎的方式才能夠獲得全能干細(xì)胞，使得其研究進(jìn)程受阻，甚至還一度被禁。所以，研究人員試圖通過(guò)其他渠道來(lái)構(gòu)建起全能胚胎干細(xì)胞系，如通過(guò)體細(xì)胞等的重編程而得到的iPSs或者依靠人工卵子的激活來(lái)獲得孤雌胚胎pESCs等，這兩種方式均在倫理道德所允許的范圍內(nèi)，因此成為了一種獲得全能干細(xì)胞的有效方式，在治療心肌梗死的研究中，iPSs以及ESCs均得到了廣泛運(yùn)用。

4 長(zhǎng)期結(jié)果與展望

目前很多研究已表明ESCs移植會(huì)誘發(fā)畸胎瘤，科學(xué)家們始終關(guān)注于如何提升細(xì)胞移植安全性這一課題的研究。而且，很多研究人員都主張定向誘導(dǎo)具有分化潛能的干細(xì)胞，從而得到心肌祖細(xì)胞、心肌樣細(xì)胞或者胚胎干細(xì)胞來(lái)源的心肌細(xì)胞等接著再展開(kāi)移植，如此一來(lái)就能夠使畸胎瘤的發(fā)生率大為降低，這不失為一種防治畸胎瘤出現(xiàn)的良好策略[19]。但是，在多能干細(xì)胞研究中，還有一些亟待解決的問(wèn)題，如怎樣把誘導(dǎo)獲得心肌細(xì)胞（心肌祖細(xì)胞）和尚未展開(kāi)分化的多能干細(xì)胞進(jìn)行徹底的分離。因?yàn)?，在移植過(guò)程中存在的沒(méi)有進(jìn)行分化的細(xì)胞，仍舊具有潛在的安全問(wèn)題，因此要想使治療更具安全性，就需要采取有效的純化手段。此外，移植后的細(xì)胞能否長(zhǎng)期良好存活的問(wèn)題也沒(méi)有很好的解決，所以在未來(lái)這些問(wèn)題都是各國(guó)細(xì)胞移植研究人員所關(guān)注的重點(diǎn)。

在10年之前，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)發(fā)表了關(guān)于干細(xì)胞移植治療心臟血管疾病的兩個(gè)目標(biāo)。目標(biāo)一是要逐步形成一系列規(guī)范的評(píng)判方式，從而能夠評(píng)估所有生物實(shí)驗(yàn)室所做的干細(xì)胞移植于各種部位的工作，目標(biāo)二是能夠深入的從不同方面敘述所植入的細(xì)胞在受體器官上能表現(xiàn)出來(lái)的功能改善的多少；對(duì)心臟及血管而言，則要求能清楚了解干細(xì)胞移植于心血管病的方法步驟等。從該兩個(gè)目標(biāo)被列出迄今為止，非常多的生物科學(xué)家紛紛獲得了可喜的研究成果，特別是在很多基礎(chǔ)理論方面解答了前人所留下的諸多疑惑，指導(dǎo)了臨床上相關(guān)的工作，也為后人帶來(lái)了更多的挑戰(zhàn)，總而言之，這種從生物學(xué)角度出發(fā)的治療方式有相當(dāng)可行的一面，但也有史無(wú)前例的難題有待更多優(yōu)秀研究者的解決。但毋庸置疑的是，不久的將來(lái)，各種細(xì)胞的不同移植途徑會(huì)是心血管患者癥狀得到改善甚至痊愈的福音，尤其對(duì)于糖尿病患者這一冠心病高發(fā)人群來(lái)說(shuō)，生存期的延長(zhǎng)和生活質(zhì)量的提高，將造福于全世界心血管疾病的受害者。

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（收稿日期：2013-07-03）

[基金項(xiàng)目]國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31260223）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81260229）；云南省科技廳-昆明醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合專項(xiàng)基金（2012FB044）。