缺血性心脏病的干细胞治疗课件

缺血性心脏病的干细胞治疗 全军心血管疾病诊疗中心 广州军区广州总医院心内科 向 定 成 2010年12月4日广州 心肌细胞是终末分化细胞? ONE WAY 生命的单行线 心肌细胞死亡心肌细胞死亡/ /细胞外间质破坏细胞外间质破坏 心肌重构心肌重构/ /心肌纤维化心肌纤维化 心室扩张心室扩张 心力衰竭心力衰竭 血管壁结构血管壁结构/ /功能改变功能改变 心肌缺血心肌缺血 DrugsStentCABG 寻求新的治疗缺血性心肌病的方法成为重要课题 Without regeneration of myocardium and blood vessel 如何再生心肌？ 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，是存在于干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，是存在于 胚胎和成体中的一类特殊细胞胚胎和成体中的一类特殊细胞, ,它能长期地自我更新它能长期地自我更新, ,在特在特 定的条件下具有分化形成多种终末细胞的能力定的条件下具有分化形成多种终末细胞的能力, ,不同来源的不同来源的 干细胞分化潜能各异。干细胞分化潜能各异。 干细胞的出现-心肌再生 AMI时外周血中的干细胞和 干细胞因子增加，预示它 们可能参与心肌梗死的自 然修复过程。 干细胞移植技术可能成为治疗 心肌缺血坏死的有效措施。 干细胞移植为心肌梗死的治疗开辟了一条崭新的途径。 MNCs for AMI in Rat 2001.3.30 ,Orlic 干细胞移植-心肌再生 MSCMyocyto 1999, Makino MSC for AMI in Human 2001.8, Strauer 1994 Science报道了心房肿瘤细胞株来源心肌细胞 移植治疗心肌梗死动物实验 2001 Nature发表了首次细胞移植临床应用报告 Orlic D,Kajstura J,Chimentis, et al. Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium. Nature. 2001 Apr 5;410(6829):701-5. 2004 心脏干细胞移植中的第一个临床随机试验 Mathur A,Martin JF, et al. Stem cells and repair of the heart. Lancet. 2004 Jul 10-16;364(9429):183-92. Review. Embryonic Stem Cells Bone Marrow Stem Cells Skeletal Muscle Cells Adipose- Derived Stem Cells Peripheral or Adult Progenitor Cells iPS Cells 干细胞的来源与种类 “全身给药”的方法，靶向性差，干细胞不能有效定植在 缺血心肌部位，临床应用价值有限 冠脉内移植 静脉移植 目前临床移植中最常用的方法，不适合体积较大的 细胞 ，干细胞需穿越血管壁分布到心肌组织 心外膜移植 细胞注射到心肌梗死的边缘区和/或瘢痕区，定位 性较好。有创性操作。 心内膜移植 心肌电机械描记确定缺血部位，携带注射针的导管 ，将干细胞注射到心肌内。 冠状静脉移植 血管内超声导引下，由冠状静脉将干细胞注射入心 肌内 干细胞移植的途径与方法干细胞移植的途径与方法 骨髓干细胞 Mononuclear cells Hematopoietic stem cells: CD34+cells Endothelial prognitor cells AC133+cells Mesenchymal stem cells 成肌细胞 Skeletal myoblast 外周血干细胞 Mononuclear cells CD34+cells Endothelial prognitor cells 集落刺激因子 G-CSF 细胞治疗的途径 冠脉内注射 静脉内注射 心肌内注射 脂肪干细胞 Adipocyte stem cell u在心梗后的起初48小时内为损伤修复前期，此时植入心脏的 干细胞很可能仅参与到炎症反应之中，而不参与形成心肌和血 管； u梗死3-7天左右在坏死心肌周边才有大量粘附分子、趋化因 子和细胞基质因子，这是干细胞归巢的必要条件；此时周边还 出现丰富的沿冠状动脉分布的毛血管网，有利于干细胞归巢到 坏死组织；血管内皮生长因子在心梗7天后到达顶峰 u至28天后一个完整的具有肌性细胞的血管形成，不利于干 细胞从血管中移出； 现有资料表明最佳时机在AMI后约1-2周较好 移植时机的选择 干细胞移植改善心脏功能的可能机制干细胞移植改善心脏功能的可能机制 分泌促血管生成因子促进心肌血管网络重建 分化生成新生的心肌细胞并具有一定舒缩功能 通过旁分泌途径促进心脏侧支循环的建立和有效的 血液灌注 抑制心肌细胞凋亡 干细胞用于治疗 缺血性心肌病的循证医学证据 研究者细细胞类类型 心功能 2002Strauer BEBMCs + 2004Chen SLBMCs+ 2004Wollert KCBMCs+ 2005Ruan WBMCs+ 2005Volker SchachingerBMCs+ 2005Ketil LundeBMCs_ 2006Stefan.JanssensBMCs_ 2005Bartunek JCD133+ + 2004Kang HJPBSCs + 2006Li zhanquanPBSCs + 2004Schachinger VBMCs; PBSCs + 2005Katritsis DGBMCs; PBSCs + 2004Dobert NBMCs; PBSCs + 2005Suarez de Lezo JG-CSF动员动员+ 2005Ince HG-CSF动员动员 + 2004Kang HJG-CSF 动员动员 _ 2006Dietlind ZohlnhferG-CSF动员动员 _ BOOST test： 2004 Lancet, Wollert KC, 心脏干细胞移植中的第一个随机试验 60 例ST抬高的AMI 患者， BMS 组(n=30), 对照组 (n=30) ； 6 个月随访：LVEF 对照组：0.7% BMS 组：6.7%, P=0.0026 18个月随访： BMS 组与对照组无差异（以MR检测左室功能） TOPCARE-AMI： 2004，J Am Coll Cardiol, Birgit Assmus 骨髓来源 (n=9) 20 AMI 外周血来源祖细胞 (n=11) 4 个月行左室造影： LVEF 51.6% 60.1%, P=0.003; ESV 56.1ml 42.2ml, P=0.01; 结 论： 骨髓来源的BMC组和外周血来源的BMC组 上述可测量的参数之间并没有差异。 MAGIC ： 2004 Lancet , Kang HJ , PBSCs移植； 随机入选 27例 AMI：PBSCs移植组 (n=10) , G-CSF 动员组 (n=10) , 对照组 (n=7) ； 6 个月随访：(PBSCs移植) 运动耐力： 450 s 578 s, p=0.004 , 灌注缺损： 11.6% 5.3%, p=0.020, LVEF: 48.7% 55.1%, p=0.005 干细胞用于治疗急性心肌梗死的干细胞用于治疗急性心肌梗死的 循证医学证据与临床应用循证医学证据与临床应用 几项随机、双盲临床试验的结果 REPAIRAMI test:（AHA2005）：Volker Schachinger（Germany） 随机， 双盲， 多中心试验； 17个中心 204例 AMI ： 祖细胞组， 对照组； 随访 EF 改善和临床事件 Schchinger V et al. Eur Heart J 2006;27:2775-2783 4个月随访 EF 改善和临床事件 组别 所有患者 EF49% 治疗 5day患者 干细胞组 5.5 7.5 4.0 4.5 7.0 对照组 3 2.5 3.7 3.9 1.9 P 0.014 0.002 0.81 0.62 0.004 死亡 再次AMI CHF 住院 再血管化 2 0 0 19 2 5 2 28 Number of patients with events Placeboa (n=103) n % BMC (n=101) n % P-value Death (Cardiac death) 6 (4) 5.8(3.9)2 (2)2.00.28 Myocardial infarction65.800.029 Rehospitalization for heart failure32.900.25 Revascularization373622220.026 Target vessel revascularization 262516160.097 Non-target vessel revascularization 161676.90.052 Ventricular arrhythmia 43.955.00.75 Cancer21.900.50 Combined events Combined death or myocardial infarction109.722.00.019 Combined death, infarction, or any revascularization 424124240.009 Combined death, infarction, or infarct vessel revascularization 313018180.040 Combined death, infarction, or rehospitalization for heart failure 121222.00.006 Clinical events during 1-year follow-up LancetLancet 2006: 2006: ( (Stefan.JanssensStefan.Janssens，比利时比利时 ) )： 一项随机、双盲、安慰剂对照研究 67 例 AMI患者： BMSC 组(n=33) 安慰剂组(n=34)； 4 个月随访：LVEF 改变： 对照组 BMSC组 46.9% 49.1% 48.5% 51.8%, ( p=0.36). BMSC移植组：梗死面积 ( p=0.036)； BMSC 移植并没有改善左室功能的恢复， 但可能有 助于减轻梗后重构。 ( REVIVAL-2) : JAMA (2006,March) : Dietlind (德国) 一个随机、双盲、安慰剂对照试验 114 ST段抬高的 AMI： G-CSF 动员组 (n=56), 安慰剂对照组 (n=58)； 4到 6 个月随访： G-CSF 组 vs 安慰剂组： 左室梗死面积： 6.2% 4.9% (P = 0.56) LVEF： 0.5% 2.0% (P =0 .14) 支架内再狭窄： 19 17 (P = 0.79)； G-CSF 可动员干细胞； 不能改善 LVEF 和梗死面积。 临床试验荟萃分析的结果 2010年发表的荟萃荟萃分析的结果显示：干细胞移植不能改 善心梗后左室射血分数；仅对左室舒张功能和左室重构的改善 有帮助。 研究样本量细胞结果随访方法P值 Hristov, etal241BMCs EF +4% Angio 0.0 4 Upmsl etal698BMCs EF +13% 梗死面积6% ESV -7ml EDV-5 ml Angio SPECT MRI 0.001 0.001 0.002 NS Abdel,etal999BMCs EF +4% 梗死面积7% ESV 6ml EDV 3ml echo SPECT MRI 0.001 0.003 0.006 NS Burl, etal1002BMCs EF +2.5%echo MRI NS 新近开展或正在进行的临床试验 nBALANCE 研究（ 2009） nMiheart 研究（ESC 2010） n STAR-HEART研究（ESC 2010） nAPOLLO研究（ESC 2010） nFOCUS研究（Am Heart J 2010） 心功能低于35%的人群? STAR-HEART新的希望? （1260m） 3.68% 0.75% 能做什么？ 应该做什么？ 问题与争鸣问题与争鸣 问题1 Nature和Cardiovasc Res均报道骨髓造血干细 胞 （HSCs）不能转分化为心肌细胞. 这些结果引起了医学界 的巨大震动. 临床试验中有确凿的证据因其它原因死亡而尸检的病理 报告表明移植的骨髓干细胞转分化成了新生心肌细胞 干细胞是否能够分化为心肌细胞 问题与争鸣问题与争鸣 问题2 有不同的研究结果出现，有部分阴性的结果 ASTAMI test (AHA2005) ：Ketil Lunde (Norway), ( REVIVAL-2) : JAMA (2006,March) : Dietlind