自体骨髓单个核细胞取材方便,无免疫排斥反应,在体内有良好的增殖能力,可快速修复损伤区,其在体内分化为心肌细胞,并与宿主细胞形成润盘连接及正常电生理耦合
[5]。目前自体骨髓单个核细胞移植治疗心肌梗死已成为国内外研究的“热点”之一。国外已有2项荟萃分析证明了自体骨髓干细胞移植治疗心肌梗死的临床疗效
[6-7]。国内最新研究也证明与单纯冠状动脉介入相比,骨髓干细胞移植治疗可以显著降低心肌梗死1年后死亡、支架内或罪犯血管再狭窄、再次心肌梗死或因心力衰竭再入院的概率
[8]。
血管再通及干细胞治疗后,如何准确地评估疗效,成为新近研究的重点。由于IMCE可直观显示心肌低灌注及无灌注区的部位和面积,且较ECT核素显像又具有无创、便捷等优点,可动态判定干细胞移植前后心肌再灌注的情况及评价移植效果。以往也曾有应用超声对比剂对心肌灌注的研究,但那时的对比剂不能通过肺循环,需将对比剂直接注入主动脉根部或冠状动脉内,仅限于导管室内应用[9]。近年来,IMCE的临床应用使得床旁无创评估心肌灌注成为可能,从而开辟了动态实时监测干细胞移植后心肌灌注的新途径。
既往的声学造影研究多为间歇触发显像,由于不能同时显示室壁活动,限制了其实时评价心肌运动和心肌血流量的价值[10]。第2代声学对比剂的出现使声学造影技术得以不断发展和完善[11-13]。SonoVue是六氟化硫微气泡注射液,在外周静脉注射后,通过肺循环到达左心室进入心肌,采用低机械指数和非线性造影显像技术,能够显示对比剂进入右心室、左心室直至心肌显影的全过程[14]。低机械指数和非线性造影显像技术能够显著降低常规超声功率对比剂微泡的破坏,且明显改善低机械指数对比剂微泡的敏感性,闪烁显像技术则在瞬间使用高机械指数击破所有微泡后,应用低机械指数使心肌重新灌注,从而动态显示心肌内对比剂再次从零开始充盈的全过程[15-17]。通过彩色编码参数显像定量分析组件绘制微气泡被超声脉冲破坏后再灌注的曲线。在每一病例中,对比剂聚集的稳定状态被高机械指数超声波脉冲的破坏效应所破坏,恢复这种稳定状态的速率提供了β参数,反映心肌局部血流速度。最终的平台浓度提供了A参数,表示局部毛细血管横截面积之和,反映心肌局部血容量。两者相乘为曲线下面积,代表心肌血流量。本实验结果显示,血管再通后先有灌注速度加快,再有灌注量增加。有研究表明移植干细胞需到达受损的心肌部位,并表达血管新生相关基因,形成内皮网络样结构,并且与宿主自体微血管相连接,从而改善心脏的功能[18]。因此冠状动脉介入后早期,尽管梗塞血管得到再通,但是无法促使梗死的心肌细胞再生,因此灌注速度首先得到改善,而局部心肌灌注量改善不明显。此时如不及时进行自体骨髓干细胞治疗,随着心肌梗死区的纤维化和瘢痕形成,梗死区室壁发生重构,继续发展可能形成不可逆的节段功能损伤。而在急性期经皮冠状动脉介入治疗血运重建后经冠状动脉内注射自体骨髓单个核细胞,可以及时挽救这部分濒临死亡的心肌组织,使其重新恢复活力。这一点超声心肌灌注显像与SPECT的结果一致。
本实验通过心肌声学造影对自体骨髓单个核细胞移植治疗的疗效进行了评价,但研究资料有一定的非随机性,且样本数量小,另外单个核细胞的提取、培养及注射量等难以建立严格一致的质量控制标准,无法确保注入的单个核细胞移居在梗死区域并分化为心肌细胞[19],因而该法所获得心肌细胞再生的证据是间接的。另外由于人类心脏组织是心肌细胞、平滑肌细胞、内皮细胞、成纤维细胞以及巨噬细胞等各种类型细胞的综合体[20],而这些非心肌细胞在心肌细胞发生、心肌重构及其他功能方面发挥着重要的作用,今后的研究必须综合考虑这些非心肌细胞所起的作用。
随着干细胞与心肌组织工程学研究的进一步发展,形成完善的干细胞分离、诱导和纯化方案和分化机制,使干细胞构建的组织工程心肌能够用于修复大片心肌梗死,最终构建出具有功能的心脏组织。相信在不久的将来,随着上述问题的解决或克服,干细胞治疗最终会作为心脏病治疗的一种常规手段,造福人类。