骨髓CD34阳性干细胞治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病心绞痛

1、【关键词】 冠状动脉粥样硬化性心脏病骨髓干细胞CD34 冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)是一组常见和多发的疾病。尽管介入治疗和外科搭桥手 术的开展使冠心病的治疗水平有了较大提高，仍有约50%的患者只能进行不完全的血运重 建，约20%的冠心病患者根本无法进行上述治疗，治疗后常无心肌细胞水平血流灌注改善， 最终发展为心力衰竭等，预后极差。骨髓多种干细胞被用来治疗冠心病心肌梗死并取得较好 疗效。目前研究已经初步显示出干细胞治疗冠心病可能在于其分化成为血管内皮细胞、平滑 肌细胞、心肌细胞，分泌细胞因子和与心肌细胞融合等机制。骨髓各种类型干细胞具有促进 血管新生作用，极有可能成为冠心病心绞痛临床治疗的

2、有效方法。目前认为，骨髓CD34 阳性干细胞是包含有内皮祖细胞(EPCs)在内的一组较纯化的干细胞群，具有释放细胞因子， 改善血管内皮功能，促进血管新生等作用，是目前极有潜力的治疗干细胞类型。1临床对治疗性血管再生的需要1.1近年来，血管相关性疾病发病率逐年上升。在各种致病因素的作用下，血管内皮层 的完整性受到破坏，各种物质在血管壁沉积、炎性细胞浸润、血管壁硬化和脆化、血管腔狭 窄是其最基本的病理改变。目前的药物治疗和介入治疗不能完全恢复血管的解剖结构，且心 血管疾病仍会复发。1.2随着冠心病内科介入治疗和外科搭桥手术的发展和普及，已能够迅速地解决部分 严重狭窄甚至闭塞的冠状动脉病变，在一定程

3、度上预防了该类患者病情进展和猝死。但也有 相当一部分患者不能进行冠状动脉的完全血运重建，特别是对那些全程弥漫、小血管和微血 管病变，利用上述方法常不能达到心肌细胞水平的有效血流灌注1。有些严重病变则根 本不能采用冠脉介入和外科搭桥手术，或者患者不愿在体内放置异物支架和进行创伤大的开 胸手术，仅愿接受保守的药物治疗，病情常常不断进展。用于干细胞移植的骨髓单个核细胞 中干细胞数量常不足1%，效果较差；间充质干细胞和内皮祖细胞需要较长时间的培养、分 化，且体外培养不易控制，有基因突变可能，实际应用价值较低。1.3动物试验和临床研究都表明外周血中血管EPCs数目和冠心病的众多危险因素(年 龄、性别、高

4、血压、糖尿病、高脂血症等)之间存在着密切的关系。随着对血管形成机制的 深入研究，Isner等2提出了“治疗性血管新生”概念，为缺血性疾病的治疗提供了新思路， 因其在冠心病治疗中的潜力愈来愈受到关注，EPCs以及血管新生作用成为目前研究的热 点。2干细胞治疗冠心病现状2.1如何更好地逆转高危冠状动脉病变，治疗急性心肌梗死、急性冠脉综合征(ACS) 和缺血性心肌病等仍是摆在心血管医师面前的一道难题。Orlic等3将骨髓提取的骨髓单 个核细胞注射到结扎了冠状动脉前降支的小鼠梗死心肌区域内，发现9 d后其心肌梗死区域 心肌收缩功能改善，梗死面积缩小约68%，因此认为是移植的干细胞转化成了心肌细胞。 随

5、即有许多类似的临床和实验研究支持骨髓干细胞的心肌修复作用4, 5。但亦有研究 报告采用遗传学的方法做标志得出了完全不同的结论一一干细胞不能转化为心肌细胞，而可能是细胞融合和移植干细胞分泌因子的刺激作用6-8。随后，尽管有相关的研究报告不 断发表，对移植干细胞转化心肌细胞及其治疗效果一直争论不休9-12。随着全世界各国 的基础和临床科学家的不断努力，干细胞治疗冠心病的安全性和有效性均得到了肯定。2.2近年来，有关干细胞，特别是EPCs治疗性血管新生作用研究越来越多，并逐渐 为大家所认可。由于冠心病、心绞痛是一个较心肌梗死人群更多的疾病，干细胞的血管再生 较心肌再生作用更明确，而目前干细胞的促血管

6、新生作用还未被广泛认可并应用于临床。因 此，干细胞治疗冠心病、心绞痛已成为一个更具挑战性的领域EPCs和纯化的CD34阳性 细胞的血管新生作用已较明确，今后还需要对其治疗机制，更有效的具体治疗方法进行进一 步研究。3回顾干细胞的促血管新生作用骨髓干细胞移植首先被用于治疗冠心病，急性心肌梗死，并取得较好疗效4, 6。 目前认为其机制可能为移植的骨髓干细胞转化为心肌细胞;但也有部分学者对干细胞转化成 心肌细胞持怀疑态度】7-12，并认为大部分患者心功能改善是由于血管新生改善了心室的 重构。而干细胞转化成为血管内皮细胞和平滑肌细胞，促进血管新生以及释放细胞因子调节 血管舒缩功能的作用是确定和被广泛接

7、受的7-9；干/祖细胞具有促血管新生作用13, 14，有关EPCs的再生血管作用，已有大量的基础研究和临床研究证实。4 EPCs具有确定的促血管新生作用4.1胚胎期第1315天，胚外造血启动，卵黄囊的胚外中胚层的一些间充质细胞逐渐 聚集成条索或团块状，形成血岛。这些细胞团结构进一步出现腔隙化改变，聚集在细胞群中 央的细胞分化成造血干细胞，而包绕血岛的外周细胞则分化为原始的血管内皮细胞即EPCs 15。因此，血岛内的造血干细胞与血管EPCs的发育关系十分密切，推测来源于同一 前体细胞即血液P血管母细胞。出生后它定居于骨髓组织中。以前观点认为，EPCs仅仅出 现于胚胎血管发生阶段，参与人胚胎血管的

8、生成，人出生后即不存在,Asahara等16发 现，成人外周血中的CD34阳性细胞或血管内皮生长因子受体（vascular endothelialgrowth factor receptor 2,VEGFR2,又称KDR,Flt1），细胞离体培养后均能分化为内皮细胞，并且 在成年个体体内参与新血管形成。包括血管新生（指经由现存血管的扩展或重塑形成新血管） 和血管发生（指内皮细胞在原位分化形成血管，伴有或不伴有EPCs的迁移），从而证实成年 个体中也存在EPCs。研究发现，骨髓、脐血、以及成人的外周血中都可以分离出EPCs。EPCs是一种来源于骨髓的原始细胞，与人类胚胎时期的成血管细胞和人脐带静

9、 脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells, HUVEC相似，在一定的条件下可诱导 分化成为成熟的内皮细胞（endothelial cells, ECs）。它不仅仅参与胚胎时期的血管生成，而且 出生后，在微血管新生、损伤血管内皮修复和功能维持中仍然有重要的作用。体内外试验证 实，EPCs可以增殖分化为成熟的ECs，形成管腔样结构，因此EPCs移植逐渐被应用于血 管相关性疾病的治疗，被认为是血管相关性疾病最有前景的治疗措施之一。EPCs是一群具有游走功能并能增殖分化的幼稚细胞，缺乏成熟ECs的表面标志， 且尚未形成管腔样结构，仅从形态学特征很难辨认

10、出EPCs。CD34分子、CD133分子和 VEGFR2是现在最常用的鉴定EPCs的表面分子抗原组合，但任何一个单独表面分子对 EPCs都没有特异性17。CD34还可以在骨髓来源的干细胞如造血干细胞(HSCs)和循环 内皮细胞(CECs)上表达18，即EPCs只代表骨髓和外周血中CD34阳性细胞群的一部 分。4.4后肢和心肌缺血的动物模型实验证实，EPCs移植能明显提高组织内毛细血管密度, 增加组织的血流量，改善预后。Kawamoto等18将体外扩增的EPCs注射到结扎冠状动 脉前降支引起的心肌缺血模型后发现，缺血心肌的血液供应显著增加，缺血面积减少，左心 功能改善明显。Kalka等19将体外

11、培养扩增的单个核细胞移植到后肢缺血的裸鼠动物模 型，4周后与对照组比较发现，试验组小鼠的后肢坏死率和截肢率明显低于对照组(PV0.01)， 缺血区域组织内的毛细血管密度和血流量明显高于对照组(PV0.01)。4.5 EPCs的表面标志EPCs 一群具有游走特征并能进一步增殖分化的幼稚内皮细 胞，缺乏成熟内皮细胞的特征性表型，且在培养的不同时期可呈椭圆形、长梭形或纺锤形，在 形态上无法与其他细胞区分开来，所以区分和纯化EPCs主要靠其表面标志20。Asahara 等16用免疫磁珠细胞分选的方法从成人外周血中分离出一种表达CD34的单个核细胞， 在体外培养能转化成具有内皮细胞特征的细胞，因此将这种

12、CD34阳性的细胞命名为EPCs。 在后来的研究中，人们又发现早期的EPCs表达3种特征性的表面标记：CD133、CD34 和 VEGFR2。5 CD34阳性干细胞成为最有潜力的促血管新生种子细胞5.1由于EPCs需要体外培养较长时间，可能出现基因突变，且技术要求高，故EPCs 在临床上的使用不实际。CD34抗原是表达于造血祖细胞表面的糖蛋白，在正常骨髓、脐血、 动员外周血中均有此类分子表达，随着幼稚细胞的逐渐分化成熟，这种抗原的表达水平逐渐 降低】21。因此，CD34抗原被认为是分离纯化EPCs的合适标志物之一。CD34分子、CD133分子和VEGFR2是现在最常用的鉴定EPCs的表面分子抗

13、原 组合，但任何一个单独表面分子对于EPCs都没有特异性22CD34还可以在骨髓来源 的干细胞如HSCs和CECs上表达23，即EPCs实际为骨髓和外周血中CD34阳性细 胞群的一部分。CD34阳性干细胞是一种较强的改善血管内皮，促进血运重建的种子细胞，且可以 及时采集、分离、纯化和移植，便于临床应用。骨髓CD34阳性干细胞移植是一种极有潜 力地治疗冠心病心绞痛的方法24-26。国外有人曾尝试用CD34阳性干细胞治疗冠心病 心绞痛，并取得较好疗效17。我们自己采用这种方法治疗8例冠心病心绞痛，均取得 较明显疗效。因此深入研究CD34阳性干细胞移植治疗冠心病的机制，探讨其促血管新生， 重建冠状动

14、脉网的作用，对选择最佳适应症，选择干细胞的移植时机和途径，更好地开展临 床治疗具有重要意义。但目前对自体骨髓CD34阳性干细胞在活体状态下移植后的归巢、血管新生作用尚不清楚，预计今后将加强该方面的基础和临床研究，进一步阐明其治疗机制， 并可能与CD133阳性细胞对比，进行疗效观察，为大规模临床治疗奠定坚实的基础。【参考文献】Huang PH,Chen YH,Chen YL,et al.Vascular endothelial function and circulating endothelial progenitor cells in patients with cardiac syndro

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