3.1 既往他人在该领域研究的贡献和存在的问题 近几十年来,随着国家对科研的投入及重视,医疗技术也迎来一次次伟大的革新,随着医疗行业医疗产业的不断进步,现代医疗基本已经可以应对人们常见的各种健康问题。但于此同时,一部分难以得到完全根治的疾病,如恶性癌症、高血糖、高血压、高血脂和老年痴呆症等发病率也在不断上升,其中心脑血管疾病已经成为威胁人类生命与健康的主要疾病[74],据中国卫健委统计,中国每年新发心肌梗死患者至少有250万人,每年死于心肌梗死及其并发症的人数已超过100万,而数量每年还在不断增加。与此同时,以西药和手术为核心治疗方式的传统西方医学及以草药和针灸治疗为主要治疗手段的传统中医学在解决现实健康问题中逐渐捉襟见肘,时代迫切要求一场医疗技术的革新从而继续引领医学治疗的发展。
20世纪末以来,以“种子细胞、支架材料、生长因子”为三大要素的组织工程技术得到了飞速发展。其中,以干细胞技术为核心,运用组织工程技术,促进干细胞增殖分化为人体的各种组织器官的再生医学被科学界誉为第三次医学革命,其成为人类治愈疾病的新希望。作为全球干细胞研究领域的领军人物,来自哈佛大学的资深医学教授威廉.雷德博士表示,再生医学是继药物、手术治疗后的又一场医学革命,其拥有治愈疾病、器官再生、延长生命的潜能,并且可以完全颠覆传统的行医方法。干细胞治疗的最终目标是修复或再生各种组织和器官,解决因疾病、年龄、创伤或遗传等各种因素所带来的机体组织器官功能受损,改善患者的生活质量。
在组织工程技术中,以hMSCs作为“种子”,播种到缺血梗死的心肌这块“土壤”上,设计个体化的支架来保证干细胞的精准投递及诱导分化过程。首先要保证移植干细胞在人体内的存活率,从而促使干细胞发挥其生理功能,改善缺血心肌处的功能,这是时下比较热门的一个研究领域。许多研究发现,干细胞在体外的增殖分化迁移以及生物活性的保持基本处于非常好的状态,能旁分泌大量的细胞因子,如促血管生成因子(血管内皮生长因子、Ang-1、血小板衍生因子) 、免疫调节因子(白细胞介素10、肝细胞生长因子、转化生长因子β) 、促细胞新生因子(表皮生长因子、胰岛素样生长因子)、抗细胞凋亡因子(Bcl-2);但是移植到体内,在还没有完全发挥其作用之前就被机体的调节系统所灭活。这可能受多方面因素的影响,一方面,良好的血液循环给予hMSCs生长增殖所需要充足的营养物质并带走代谢废物,另一方面,如果没有建立必须的循环微环境则支架材料中的干细胞及生物活性成分死亡或失效,最终导致移植的失败并可能出现如感染、自体免疫攻击等并发症,从而失去治疗效果。
3.2 作者综述区别于他人他篇的特点 文章在总结前人在此领域实验的基础上,系统阐述了3种不同来源的组织工程支架材料在缺血性心肌病治疗过程中的探索,从而发现:可供选择的明胶水凝胶基底材料和制备技术多种多样,同时也是目前研究最成熟的组织工程支架材料,是未来最有望率先成为搭载干细胞治疗缺血性心脏病的支架材料。纳米材料有着其独特的理化性质,借助纳米材料构建的支架,不但能促进hMSCs在缺血心肌处的存活和增殖,并且能使hMSCs更好地发挥其旁分泌作用,从而起到治疗心肌缺血的效果。新兴的3D打印技术,可以以水凝胶、纳米材料、干细胞为原材料,打印出所需要的细胞、血管、心肌、心室和心房甚至是“完整”心脏,但是距离临床的应用还需进一步发展。
3.3 综述的局限性 文章对于3种不同来源组织材料在缺血性心脏病的应用进行综述,由于筛选标准差异,可能存在一些偏倚,对某些方面的研究描述的不够深入;其次,在组织工程技术发展过程中,个体化的支架在支持干细胞治疗缺血性体外实验上表现出令人满意的效果,但是动物实验仍需进一步完善,文中对于近年来组织工程材料在动物实验的开展作出较多的描述,但对于这些材料可能带来的短期及长期毒性未做足够的探索。既往的实验不足以撑起组织工程技术解决人体缺血性心脏病的难题,因此干细胞治疗的临床转化是值得思考与解决的问题。
3.4 综述的重要意义 从目前的研究来看,无论是明胶水凝胶、纳米材料、3D打印支架,都可以用于建立干细胞在体内行使功能的立体生态结构,行使类似细胞外基质的作用,对干细胞在体内的定点黏附、生存、迁移、增殖、活性保持和发挥功能起到一定的保护与促进作用。接下来的目标是继续进行完善体外组织细胞实验有,从而建立更加完善的支架体系,寻找最适合hMSCs生存的细胞外基质环境;其次,构建标准化的心肌缺血动物模型有助于在基础研究方面深入了解干细胞在不同支架材料中的生理学表现,而临床应用需要未来多中心大样本的动物实验数据支撑。相信在不远的将来,人们可以对再生医学达到一个全新的认识,解决因心肌缺血所带来的一系列健康问题。
中国组织工程研究杂志出版内容重点:干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程