随着当前人们生活条件提高，缺血性心脏病的发病率及死亡率呈逐年上升趋势。心肌缺血坏死后若不加干预，会导致心室重构进而促进心力衰竭的发生。尽管当前有溶栓、经皮冠脉介入治疗等方式可使闭塞和狭窄的冠状动脉开通并及时挽救濒临缺血坏死的心肌，阻止心功能进一步下降，在一定程度上降低患者死亡率，但无法恢复已缺血坏死的心肌细胞。有研究显示心肌梗死后会使正常心肌代偿性肥厚，进而进展为心室重塑，最终诱发心力衰竭甚至死亡[1]。人脐带间充质干细胞尚处于低分化状态，近年来人脐带间充质干细胞的动物实验显示其治疗自身免疫系统损伤、神经系统损伤等取得了一定的疗效[2]。

人脐带间充质干细胞为组织工程的理想种子细胞，具有受胎盘屏障保护污染率低、更为原始、增殖分化能力强、免疫原性低的优势，因此在心肌缺血性疾病治疗中同样具有广泛前景[3]。间充质干细胞移植后通过归巢到损伤的组织器官，在特定微环境内增殖分化发育为相应细胞，归巢的机制为组织器官损伤后释放多种生物因子，引导外源性间充质干细胞向靶部位迁移[4,5]。葛均波[6]和吕卓人[7]最早行该方面研究并证实了人脐带间充质干细胞在临床试验中可缩小梗死面积，抑制或减慢心室重构。近些年来有关间充质干细胞治疗心肌梗死的临床试验越来越多，其安全性和可靠性得到了越来越多的证实[8,9],2018年LALU等[10]的荟萃分析发现间充质干细胞治疗急性心肌梗死和缺血性心力衰竭总体来看是安全和有效的。在诸多的干细胞治疗缺血性心脏病过程中，选择直接静脉输注的植入方式是最方便可行的。河北医科大学第一医院于2013至2016年对缺血性心脏病患者行静脉移植人脐带间充质干细胞治疗冠心病进行了相关的临床研究，现报道如下。

1、对象和方法

1.1 设计

前瞻性随机对照研究。

1.2 时间及地点

实验于2013年1月至2016年6月在河北医科大学第一医院完成。

1.3 对象

入组患者均符合冠心病诊断标准，共入选8例患者，年龄40-85岁，平均年龄(69.40±11.51)岁，随机分为人脐带间充质干细胞移植组(n=4)和对照组(n=4)，见表1。所有入组患者均行超声心动图检查，均行溶栓或经皮冠脉介入治疗。剔除标准：(1)非ST段抬高急性心肌梗死患者、无心功能受损的急性心肌梗死患者、急性心肌梗死并发室壁瘤拟行外科手术者；(2)急性心肌梗死伴其他机械并发症(包括室壁瘤穿孔、乳头肌断裂)、急性感染性疾病、血液系统疾病(如血小板减少、严重贫血、白血病等)、严重肾脏疾病(肌酐清除率<36mL/min，血清肌酐>265μmol/L)患者；(3)实验室检查提示肝功能异常、认知功能障碍、痴呆患者；(4)严重精神病患者；(5)准备或已妊娠的妇女；(6)有经皮冠脉介入治疗禁忌证的患者。所有入组患者均签署相关知情同意书，并经河北医科大学第一医院伦理委员会通过。入组患者于治疗后1,2年后电话随访均表示规律服药，注意休息，未出现明显不适症状。干细胞移植组：男4例，女0例，平均年龄(74.00±8.28)岁；对照组：男3例，女1例，平均年龄(64.80±13.29)岁。入组患者均服用阿司匹林、氯吡格雷、阿托伐他汀、血管紧张素转化酶抑制剂或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂、β受体阻滞剂。将人脐带间充质干细胞混悬于100mL生理盐水中。人脐带间充质干细胞分离后和移植前均行病原学检测。

表1|两组患者治疗前一般情况比较

1.4 方法

1.4.1 常规治疗及干细胞移植方法

采取自身前后对照观察和两组对比观察方法。对照组及干细胞移植组患者均进行临床常规治疗。常规治疗指经皮冠脉介入治疗或溶栓治疗和服用阿司匹林、氯吡格雷、β受体阻滞剂、降脂类药物和血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂类药物。干细胞移植组在常规治疗的基础上进行人脐带间充质干细胞治疗。通过外周静脉滴注法移植人脐带间充质干细胞100mL，移植的干细胞数目约为5.0×107/次，每位患者移植1次，干细胞移植过程中及移植后72h内行心电监护并观察有无过敏反应、血压升高等不良反应。

1.4.2 人脐带间充质干细胞的分离培养及鉴定

河北医科大学第一医院为河北省干细胞应用工程技术研究中心(河北省干细胞中心)共建单位，研究所需人脐带间充质干细胞均由河北省干细胞应用工程技术研究中心免费提供。人脐带间充质干细胞取自健康足月胎儿的脐带，产妇体健，无梅毒、HIV、HBV等传染病史，并自愿与河北省干细胞中心签署人脐带间充质干细胞供者知情同意书。采用组织块贴壁及传代扩增法对脐带华通氏胶中的人脐带间充质干细胞进行分离培养，利用流式细胞术对分离获得的人脐带间充质干细胞进行表面标记物的鉴定(CD34-PE、CD44-PerCP-Cy5.5、HLA-DR、CD45-PerCP-Cy5.5、CD90-FITC、CD73-D73-APC)，锥虫蓝染色计算干细胞存活率，细胞悬液浓度为5.0×109L-1。

1.4.3 临床评估

(1)术前评估：通过超声心动图评估心脏功能相关指标并采集相关数据，静脉采血收集患者生化指标，心电图检查采集相关波形，并对患者心功能采用NYHA分级标准进行分级，记录患者性别、收缩压、舒张压、心率、年龄相关数据。

(2)常规治疗过程及干细胞输注过程：所有受试者经皮冠脉介入治疗及溶栓治疗过程中密切监测患者血压及心律变化。治疗完毕后72h内经外周静脉行干细胞输注治疗，观察有无过敏反应、血压升高等不良反应。

(3)术后随访：术后受试者均行心电监护72h,(36±3)个月后对患者进行随访，随访时行超声心动图检查并采集左室射血分数、左室短轴缩短率、左室收缩末期内径及左室舒张末期内径、左房前后径、主动脉内径、左室壁舒张末期厚度、主肺动脉内径、右房横径、右室横径等数据进行心脏功能相关指标评估和心功能分级评估，分级标准采用NYHA分级。静脉采血检测血尿素、尿酸、肌酐、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、乳酸脱氢酶、肌酸激酶及血脂相关指标。心电图采集患者Ⅱ、Ⅲ、aVF、V3、V4、V5导联ST段距离基线水平。

1.5 主要观察指标超声心动图相关指标。

1.6 统计学分析

采用SPSS23.0统计软件对数据进行分析处理，计量资料采用表示，符合正态分布的数据间进行t检验，不符合正态分布资料采用非参数检验方法，P<0.05为差异有显著性意义。由于样本量较小，计数资料采用χ2检验。作图软件为SPSS23.0及GraphPadPrism8.0。

2、结果

2.1 人脐带间充质干细胞的分离培养与鉴定结果

图1|人脐带间充质干细胞的扩增培养

图2|人脐带间充质干细胞的表面标记物鉴定

荧光显微镜观察人脐带间充质干细胞呈漩涡状贴壁生长状态，生长良好，见图1。流式细胞仪检测分离获得的人脐带间充质干细胞高表达间充质干细胞标记物CD90、CD73、CD44，阳性表达率均大于95%，不表达造血干细胞标志物CD45和CD34(阳性表达率≤5%)及主要组织相容性复合体标记物HLA-DR(阳性表达率≤5%)，见图2，说明研究所用的人脐带间充质干细胞符合间充质干细胞的基本特征，且具备低免疫原性。

2.2 参与者数量分析

8例患者均进入结果分析，无脱落。

2.3 两组患者一般资料比较

治疗前记录两组患者性别、年龄、心率、收缩压及舒张压、吸烟史、糖尿病、高脂血症及用药情况，并进行统计学分析，结果均显示差异无显著性意义，见表1，具有可比性。

2.4 试验流程图

见图3。

2.5 心脏功能相应指标比较

两组患者治疗前心功能各项指标对比差异无显著性意义，因此对两组患者治疗后心功能及治疗前后心功能指标差值进行比较，治疗前两组间数据经t检验及秩和检验提示各指标之间差异无显著性意义(P>0.05)，遂可直接比较治疗后相应指标及差值以进行说明。干细胞移植组经人脐带间充质干细胞移植治疗后左室射血分数(55.75±10.69)%较治疗前(49.25±13.62)%呈现升高趋势；左室短轴缩短率治疗后(30.00±6.78)%较治疗前(25.75±8.18)%呈升高趋势；而左房内径、左室收缩末期前后径和舒张末期前后径、主动脉内径、左室舒张末厚度、主肺动脉内径、右房横径、右室横径改善趋势不明显，即差异无显著性意义(P>0.05)，见图4和表2。两组患者治疗前后心功能指标变化值比较：干细胞移植组患者治疗前后射血分数变化值(6.50±3.42)%与对照组射血分数变化值(-2.25±4.57)%以及干细胞移植组患者治疗前后左室短轴缩短率变化值(4.25±2.22)%与对照组左室短轴缩短率变化值(-1.50±2.87)%相比差异有显著性意义(P<0.05)，见图5和表3。

图3|试验流程图

2.6 心功能分级比较

治疗前及治疗后均进行NYHA心功能分级评估，对照组及干细胞移植组患者治疗后较治疗前无明显改善。两组患者治疗前后各级心功能的患者数量见表4。

2.7 生化指标评价

比较两组患者术后3年的生化指标及术前与术后差值情况。因两组患者治疗前血脂有关指标(高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、脂蛋白a、三酰甘油、胆固醇)对比差异有显著性意义，故只比较两组患者治疗前后差值，见表5和表6。

2.8 两组患者心电图Ⅱ、Ⅲ、aVF、V3、V4、V5导联ST段治疗前后变化

治疗前后Ⅱ/Ⅲ导联对照组与干细胞移植组相比ST段下降变化更为显著，而治疗前后V4导联干细胞移植组ST段呈下降趋势而对照组ST段变化呈上升趋势，见图6，可见人脐带间充质干细胞治疗对心电图的影响尚未明确。分析两组患者下壁各导联(Ⅱ、Ⅲ、aVF)及前壁各导联(V3、V4、V5)变化趋势差异很大，人脐带间充质干细胞对心电图的影响有待于进一步研究。

2.9 安全性评价

干细胞治疗组患者经静脉输注移植人脐带间充质干细胞未见不适。术后24h内未见血压异常波动、心率增快或减慢及恶性心律失常发生。

3、讨论

目前，干细胞移植治疗缺血性心脏病已经呈现出良好的前景，该研究基于河北省科技计划项目(12276102D)，研究起止日期为2012至2016年。河北医科大学第一医院于2016年9月被批准为国家干细胞临床研究机构，具备干细胞临床研究的资质，因此课题组以前期研究为基础，回顾脐带间充质干细胞移植治疗缺血性心脏病的3年治疗效果，为干细胞治疗缺血性心脏病的临床研究奠定重要基础。

图4|两组患者治疗前后心功能比较

图5|两组患者治疗前后心功能差值比较

图6|两组患者心电图Ⅱ、Ⅲ、aVF、V3、V4、V5导联ST段治疗前后变化

脐带间充质干细胞移植组治疗3年后，左室射血分数、左室收缩末径、左室短轴缩短率平均值较治疗前有所改善，对照组射血分数平均值有所下降，左室舒张末期内径及左室收缩末期内径、左房内径平均值均有所扩大，左室短轴缩短率平均值有所下降，提示心功能有下降趋势；而左室射血分数、左室短轴缩短率的前后变化差值差异有显著性意义。两组患者主动脉内径、主肺动脉内径、右房横径、右室横径、左室后壁厚度较前无明显改变，提示经脐带间充质干细胞移植治疗后对以上指标无明显的影响，但有待于进一步临床研究验证。

该试验还进一步探究了干细胞移植组及对照组间的相关生化指标及心电图前壁、下壁导联ST段较基线值的变化，结果显示两组患者相同生化指标治疗前后差异无显著性意义；进一步探究两组患者治疗前后生化指标的变化值进行统计学检验，结果显示干细胞移植组较对照组相比肌酸激酶同工酶和三酰甘油的下降差值差异有显著性意义，而两组间的肌酐、乳酸脱氢酶、尿酸等下降差值比较差异无显著性意义，分析认为肌酸激酶同工酶与心肌梗死面积有关，且灵敏性较高，经脐带间充质干细胞治疗后可能对抑制心肌梗死有正性作用，也可能是偶然性的升高，两组患者治疗前后个别生化指标的差值有统计学差异，而大多数指标差异无显著性意义，即脐带间充质干细胞对改善患者生化功能无明显影响。两组患者治疗前后不同导联心电图ST段的改变不同，提示脐带间充质干细胞治疗前后对心肌除极和复极的影响尚不明确，有待于进一步研究。

缺血性心脏病患者是心肌细胞缺血导致心肌细胞数量减少，成纤维细胞分化形成瘢痕，进一步进展为心衰甚至造成死亡的结局，因此促使心肌细胞再生，抑制心室重构才能从根本上解决心肌梗死产生的不良影响[11]。人脐带间充质干细胞自我分化潜能很高，并且可分泌血管内皮生长因子等生长因子，该类生长因子可促进心肌梗死后心功能的改善[12]。当前有研究已证实人脐带间充质干细胞具有较低的免疫原性及较强的血管新生能力[13,14,15,16]。该研究结果提示，人脐带间充质干细胞移植后3年左室射血分数、左室短轴缩短率较对照组呈显著改善趋势，并且干细胞移植组患者心功能提高，生活质量改善，并未导致免疫排斥反应发生，造影结果显示以单支血管病变患者获益明显，该试验术后随访发现无死亡患者及主要不良事件发生，说明经静脉输注移植人脐带间充质干细胞治疗缺血性心脏病是安全的。

表2|两组患者治疗后心功能比较

表4|两组患者治疗前后心功能比较

表6|两组患者治疗前后生化指标差值比较

表3|两组患者治疗前后心功能差值比较

表5|两组患者治疗后生化指标比较

局限性：该研究的主要不足之处主要是部分患者不接受此项试验导致样本数量过少进而导致结果的说服力有所下降。由于入组患者数较少，只能采用较为简单的统计学方法如t检验、秩和检验。另外入组标准未严格把控，应设定左室射血分数上限及心功能评级入组要求，乃至年龄标准。在技术层面上，干细胞输注治疗结果不明显可能是由于干细胞输注过程采用手臂静脉输注而非直接冠脉注入，导致归巢至缺血区的人脐带间充质干细胞数量较少所致，同时收集的病例数量过少导致偶然性较大。另外，干细胞的归巢率低及存活时间短严重影响了人脐带间充质干细胞对梗死心肌的修复作用[17]。另外，有研究发现间充质干细胞多次输注有助于心脏射血分数的提高[18]，此为该试验需进一步需改善的地方。对于人脐带间充质干细胞移植的数量、距心肌梗死输注的时间还需进一步探索。

结论：该研究仅能表明人脐带间充质干细胞在一定程度上可以改善缺血性心脏病患者的心功能，而对心功能分级、生化指标无明显改善，对心电图各导联的影响也不明显，故这一治疗方法的意义有待进一步研究，以及人脐带间充质干细胞治疗的风险和带来益处的大小也值得进一步研究。

参考文献：

[2]林谦,农一兵,万洁,等.慢性心力衰竭中西医结合生存质量量表的临床研究[J].中国中西医结合急救杂志,2008,15(3):131-134.

[6]葛均波.我国干细胞治疗心脏病临床研究现状与展望[J].中华心血管病杂志,2006,34(2):97-98.

[7]吕卓人.从ACC2005会议看心力衰竭研究动向[J].中华心血管病杂志,2005,33(12):1150-1153.

荆宇澄,王乐,王宪云,魏梅,李敏,吉立双,马芳芳,刘刚,郑明奇.脐带间充质干细胞移植治疗缺血性心脏病患者3年随访[J].中国组织工程研究,2021,25(01):6-12.

基金:河北省科技计划项目(18272405D),项目负责人:王乐;河北省科技计划项目(19277757D),项目负责人:郑明奇;河北省自然科学青年基金项目(C2018206037),项目负责人:王宪云;河北省科技支撑计划重点项目(16277707D),项目负责人:刘刚;河北省卫生厅项目(20180224),项目负责人:王宪云.