外周血干细胞移植治疗扩张型心肌病42例3个月随访

张彤，刘超，杨俊，张翔，李文

相关链接：采用病例－对照，自身对照观察了外周血干细胞冠脉内移植治疗扩张型心肌病的疗效、安全性及对左室功能的影响，结果显示，外周血干细胞移植近期可改善左室重构，增加患者左室收缩能力，从而改善左室功能。

创新要点：应用干细胞移植治疗原发性扩张型心肌病的研究目前仍较少，特别是临床研究更少，本文采用外周血干细胞移植，受试者分为移植组和对照组，比较两组在移植前及移植后3个月超声心动图的有关指标，并比较两组的生存率及心脏事件发生率，据此，可基本评价移植治疗近期的临床疗效，如能继续观察远期疗效则更有说服力。

偏倚或不足：Orlic等证实骨髓干细胞可促进心肌再生，改善血供和心功能，降低病死率。此后更多研究显示了其独特的优势。近年来，在扩张型心肌病的实验动物中进行细胞移植有了一定的实验基础。有学者将平滑肌细胞和骨骼肌成肌细胞移植到阿霉素诱导的扩张型心肌病动物模型中，发现移植细胞能够在局部存活，并分化为肌管样结构，与宿主心肌纤维紧密排列，增加了室壁张力和弹性，避免心腔过度扩张，虽然移植细胞未能与宿主心肌细胞形成同步收缩，但通过限制心室重构，改善了心功能。

张彤，女，云南省昆明市人，汉族，1989年昆明医学院毕业，副主任医师，主要从事冠脉介入和先心病介入研究。
ynkm-lzl@163.
com

摘要
目的:最近的研究表明，应用干细胞移植有可能取代受损心肌细胞，增加有功能心肌细胞的数量，但检索中文期刊数据库2005~2008年相关文献显示，干细胞移植治疗原发性扩张型心肌病的研究鲜见。观察外周血干细胞冠状动脉内移植治疗扩张型心肌病的疗效、安全性及对左室功能的影响。
方法：选择2006-12/2007-09云南省第一人民医院心内科住院的扩张型心肌病患者42例，男28例，女14例；平均年龄 (56±3)岁。入选标准：年龄 < 65岁；均行冠状动脉造影证实无冠状动脉病变；左室扩大；射血分数 ≤ 45％；患者对治疗知情同意。根据是否行干细胞移植治疗分为干细胞移植组15例及对照组27例，干细胞移植组在常规药物治疗的基础上，应用粒细胞集落刺激因子皮下注射动员自身骨髓干细胞，连用5 d，第6天分离外周血干细胞悬液，将采集后的干细胞悬液经over the wire球囊导管注入左前降支，进行外周血干细胞移植，对照组仅进行常规药物治疗。在外周血干细胞动员、采集及经冠脉回输过程中，观察其安全性及不良反应。在移植前及移植后3个月运用超声心动图评价患者左室形态及心功能指标、室壁节段运动指数，比较两组生存率及心脏事件发生率。
结果：与术前比较，术后3个月干细胞移植组冠状动脉内移植术后心脏收缩末容积明显减小，舒张末容积明显减小，左室射血分数显著增高，左室壁节段运动指数明显减低(P < 0.01)，对照组常规药物治疗后上述指标略有改善，但差异不显著。与对照组比较，干细胞移植组术后心脏收缩末容积、舒张末容积降低、左室射血分数显著增高、左室壁节段运动指数减低(P均 < 0.01)。干细胞移植组未发生急性心力衰竭、心肺复苏等心脏事件，对照组1例发生急性心力衰竭心脏事件，两组术后3个月生存率及心脏事件发生率差异无统计学意义。
结论：经皮经冠状动脉内移植自身外周血干细胞治疗扩张型心肌病是安全的，近期观察可改善心功能，有效减轻左室重构。
关键词：外周血干细胞；扩张型心肌病；心功能；干细胞移植

张彤，刘超，杨俊，张翔，李文.外周血干细胞移植治疗扩张型心肌病42例3个月随访[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(16):3045-3048 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-16/16k-3045(ps).pdf]

中图分类号:R394.2
文献标识码:B
文章编号:1673-8225
(2008)16-03045-04

Peripheral blood stem cell transplantation in the treatment of dilated cardiomyopathy: A 3-month follow-up in 42 cases

AIM:Recent studies showed that stem cells could replace injured cardiomyocyte and increase the number of functional cardiomyocytes. Researching the pertinent literature in China Journal Full-text Database (CJFD) published between 2005 and 2008 indicated that the researches on stem cell transplantation in the treatment of primary dilated cardiomyopathy were few. This study investigated the therapeutic efficacy and security of peripheral blood stem cell transplantation in coronary artery in treatment of dilated cardiomyopathy and its effects on left ventricular function.
METHODS: Forty-two patients with dilated cardiomyopathy between December 2006 and September 2007 were enrolled at the Department of Cardiology of First People's Hospital of Yunnan, including twenty-eight males and fourteen females, averagely aged (56±3) years. Inclusive criteria: patients with less than 65 years, left ventricular enlargement, and left ventricular ejection fraction (LVEF) ≤ 45%, and without coronary artery disease after coronary arteriongraphy. Informed consents were obtained from patients. Patients were divided into stem cell transplantation group (n=15) and control group (n=27) on the basis of whether being treated by stem cell transplantation. Patients in the stem cell transplantation group were consecutively administered granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) by hypodermic injection to stimulate bone marrow stem cells themselves based on conventional treatment for five days. Peripheral blood stem cell suspension was disassociated on the 6th day, and the collected suspension was injected into left anterior descending branch over the wire saccule tube for autologous peripheral blood stem cell transplantation. Patients in the control group were administered by conventional treatment of dilated cardiomyopathy. Security and adverse reaction were observed during the mobilization, collection and returning injection of peripheral blood stem cell by coronary artery. Morphous, cardiac function and motion index of left ventricle wall were evaluated using ultrasoundcardiogram before and 3 months after transplantation. Survival rate and incidence rate of heart incidents were compared.
RESULTS: Three months after stem cell transplantation in coronary artery, there were a significant decrease in cardiac end-systolic volume (ESV), cardiac end-diastolic volume (EDV) and motion index of left ventricle wall, but a significant increase in LVEF(P < 0.01). The above-mentioned indexes had improved in the control group without significant differences. Compared to the control group, ESV, EDV and motion index of left ventricle wall were decreased, but LVEF was increased(P < 0.01) in the stem cell transplantation group. No adverse reaction was found such as acute heart failure and cardiopulmonary resuscitation in the stem cell transplantation group. One case developed acute heart failure in the control group. The survival rate and the incidence rate of heart incident had no statistics difference 3 months after the operation between the two groups.
CONCLUSION: It was safe for patients with dilated cardiomyopathy to be treated by autologous peripheral blood stem cell （PBSC）transplantation over coronary artery. The treatment can mitigate reconstitution of left ventricle and improve heart function in the near future.

Zhang T, Liu C, Yang J, Zhang X, Li W.Peripheral blood stem cell transplantation in the treatment of dilated cardiomyopathy: A 3-month follow-up in 42 cases.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(16):3045-3048(China)
[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-16/16k-3045(ps).pdf]

最近的研究表明，干细胞移植有可能通过取代受损心肌细胞、增加有功能心肌细胞的数量，建立新的血管来改善心功能[1-2]，本实验旨在观察经皮经腔冠状动脉内移植自身外周血干细胞治疗扩张型心肌病的疗效、安全性及对左室功能的影响，探讨是否可以改善这类患者的症状和心功能，为外周血干细胞移植治疗扩张型心肌病提供依据。

设计：病例对照观察，自身对照观察。
单位：云南省第一人民医院心内科。
对象：选择2006-12/2007-09云南省第一人民医院心内科扩张型心肌病患者42例。纳入标准：①冠状动脉造影证实无冠状动脉病变。②左室扩大。③射血分数≤45％。④患者对治疗知情同意。患者均行冠状动脉造影证实无冠状动脉病变，根据是否行干细胞移植治疗分为干细胞移植组15例及对照组27例，男28例，女14例；平均年龄（56±3）岁。两组基线资料比较无显著差异（P > 0.05）。排除标准：①不能行冠状动脉造影术。②既往或当前有肿瘤病史或其他可能影响短期存活的致死性疾病。③贫血及凝血功能障碍。④活动性感染。⑤骨组织接受过异常射线照射。⑥原发性溶血性疾病。⑦当时存在血流动力学不稳定，休克。
设计、实施、评估者：实验的设计、实施及评估为全体作者，采用非盲法评估。
技术路线：
将入选患者按是否行干细胞移植分为：外周血干细胞移植组15例和对照组27例。常规治疗方法：药物治疗包括阿司匹林、β-受体阻滞剂，血管紧张素转换酶抑制剂或血管紧张素II受体拮抗剂以及利尿剂，外周血干细胞移植组在常规治疗基础上经冠状动脉内注入CD34+细胞数量为（6.65±5.33）×107。
干细胞动员及采集方法：入选后移植组给予包涵体型粒细胞集落刺激因子（商品名：惠尔血，300 μg/支），300 μg/d皮下注射，连用5 d。第6天经血细胞分离机，分离外周血干细胞悬液50~70 mL。
移植方法：外周血干细胞移植当日，先行冠脉造影后于指引导管内将over the wire 球囊置于左前降支，将分离的外周血干细胞悬液经over the wire球囊导管中心腔注入左前降支远端。每次注射5~10 mL。
安全性指标监测：在外周血干细胞动员时观察有无骨痛，乏力，皮疹，发热，胃肠道反应（恶心、呕吐），心绞痛加重或心力衰竭加重及一些少见的并发症：自发性脾破裂、严重化脓性感染、高凝状态、自身免疫性疾病等发生。在外周血干细胞分离及采集过程中观察有无枸胺酸钠中毒（低钙性口周麻木、抽搐），迷走神经反应性面色苍白、晕厥，低血容量性面色苍白、晕厥，心绞痛发作，心力衰竭加重等。在外周血干细胞经冠状动脉内回输过程中观察有无心律失常发生；低血压出现等。若患者出现胸痛、胸闷、难以忍受或出现严重心律失常，可酌情停止推注或减慢推注速度。
超声心动图监测：应用美国GE公司产VIVID7彩色多普勒超声心动图仪，探头频率为2~4 MHz，于干细胞移植术前及术后3个月检查以评价左室形态、心功能、室壁节段性运动积分的改变。所有测量指标均取得3个连续心动周期的平均值，左室射血分数测量采用双平面Simpson法。
主要观察指标：患者治疗后左室射血分数、左室舒张末容积、左室收缩末容积、室壁节段运动指数、左房舒张末内径指标变化。
随访情况：随访时间3个月，超声心动图检查随访。
统计学方法：由第一作者采用SPSS 11.0统计软件，计量资料以_x±s表示，组内治疗前后采用配对t检验，组间分析采用t检查，计数资料采用x2检验。

2.1 两组基线资料比较见表1。两组患者基线资料无统计学差异。

2.2 患者生存率分析随访3个月两组均无死亡病例发生。
2.3 术后患者心脏事件发生情况干细胞移植组未发生心脏事件（包括：急性心力衰竭、心肺复苏），对照组1例病例发生急性心力衰竭心脏事件。
2.4 超声检测不同时段两组在左室形态、心功能和室壁节段运动积分的比较与术前比较干细胞移植组随访3个月时左室舒张末容积下降，左室收缩末容积下降，左室射血分数升高，室壁节段运动指数下降（P 均< 0.01）对照组随访3个月自身前后比较，左室舒张末容积、左室收缩末容积、左室射血分数、室壁节段运动指数略有改善但无统计学意义；随访3个月时与对照组比较，干细胞移植组左室舒张末容积与左室收缩末容积下降有统计学意义，左室射血分数升高，室壁节段运动指数降低，均有统计学意义(P均 < 0.01）。
2.5 安全性评价在外周血干细胞的动员、分离、采集及回输中无不良反应发生；外周血干细胞分离和采集中无不良反应，无心绞痛发作，无低血容量性面色苍白、晕厥及迷走神经反射性面色苍白、无恶性心律失常发生，无不可纠正的不良反应发生；无死亡病例发生。
2.6 6 min步行实验的结果干细胞细胞移植组患者从术前（391.1±53.5）m，3个月随访提高到（455.2± 42.3）m（P < 0.01）。常规治疗组患者从上述前（389.3±41.3）m增加到（458.9±38.5）m（P < 0.01）。比较两组随访3个月变化情况，两组之间无统计学差异（P > 0.05）。
2.7 患者治疗前后超声心动图检查见表2。

近年来，对动物及人类心脏的研究发现应用干细胞移植可以取代受损坏死心肌细胞，并建立新的血管来改善心肌血供，改善心功能。Orlic等[3]于2001年首次将自体骨髓干细胞用于小鼠急性心肌梗死和心衰的治疗，证实骨髓干细胞可促进心肌再生，改善血供和心功能，降低病死率，在冠脉介入治疗后冠脉得到充分的血运重建的基础之上，骨髓单个核细胞移植能够更好的改善心肌血流的灌注以及提高缺血心肌的代谢[4-6]，此后更多研究显示了其独特的优势。近年来，扩张型心肌病在实验动物中进行细胞移植有了一定的实验基础，有学者将平滑肌细胞和骨骼肌成肌细胞移植到阿霉素诱导的扩张型心肌病动物模型中，发现移植细胞能够在局部存活，并分化为肌管样结构，与宿主心肌纤维紧密排列，增加了室壁张力和弹性，避免心腔过度扩张。虽然移植细胞未能与宿主心肌细胞形成同步收缩，但通过限制心室重构，改善心功能[7-8]。进一步的研究发现，在阿霉素诱导的扩张型心肌病动物模型中进行骨髓单个核细胞移植，部分移植细胞也可获得心肌细胞表型，分化为心肌样细胞和血管内皮样细胞[9-10]。但也有研究认为对于整体心功能改变结果不一[11-12] ,故尽管干细胞移植治疗缺血性心肌病取得满意的疗效[13-15] ，但干细胞治疗原发性扩张型心肌病的远期疗效尚待观察。
Pettengell等[16]研究发现动员研究发现动员的外周血干细胞与正常骨髓干细胞数量相当甚至高于骨髓，外周血干细胞采集方便，易于纯化，不必抽吸骨髓，患者痛苦少，而骨髓干细胞获取量有限，易混入外周血，患者较为痛苦，因而受到一定限制[17] ，同时干细胞没有明确的形态学特征，都表现为淋巴细胞样的单个核细胞，故目前大多数研究将CD34+细胞视为干细胞，并以CD34+细胞作为干细胞生物学活性与临床应用的源细胞。Kawamoto等[18]研究发现粒细胞集落刺激因子可以动员骨髓干细胞释放进入外周血。有研究亦证实粒细胞集落刺激因子可动员骨髓干细胞进入外周血。外周血干细胞治疗原发性扩张型心肌病的研究目前尚少见[19]。
关于干细胞移植的时机，有学者认为对于代偿期进行干细胞治疗可能有助于缓解心室腔扩大和室壁张力，但对于失代偿期不会有太大的收益[20]。
本项前瞻性对照临床研究的结果证实，经冠状动脉注入外周血干细胞治疗原发性扩张型心肌病患者具有较好的安全性和良好的可行性。通过3月的随访发现，细胞移植组患者的心脏功能指标有显著差异，患者心脏整体和局部收缩功能改善明显。
超声心动图的检查结果提示，细胞移植组患者的左室舒张末容积）明显缩小，而常规治疗组患者的左室舒张末容积缩小不明显，细胞移植组与常规治疗组比较有统计学差异，说明外周血干细胞移植对于抑制左心室的重构起到了一定的作用，细胞移植组患者的左室收缩末容积降低,这一变化相对于常规治疗组有统计学差异，证明患者的左室收缩力和射血功能均得到了提高。而常规治疗组患者的左室收缩力和左室功能改善无统计学差异。上述结果证实外周血干细胞移植可以增加患者左室收缩能力并为此项治疗提供了有力证据。
随访3个月的结果显示，细胞移植组6 min步行试验得到改善，但是比较两组之间却没有统计学差异。据此认为6 min步行试验仅可以在一定程度上评价患者的心脏功能。外周血干细胞动员中最常见的副作用为骨痛[21] ，本实验在外周血干细胞的动员、分离、采集及回输中无不良反应发生。虽然干细胞移植治疗原发性扩张型心肌病的研究目前尚少见，且疗效尚有争议，前景尚不肯定，但本实验认为外周血干细胞移植近期可以改善原发性扩张型心肌病患者左室重构，增加患者左室收缩能力，从而改善左室功能，如能对患者进行远期量化观察，结果将更有说服力。

1 Strauer BE, Brehm M, Zeus T, et al. Intracoronary human autologous stem cell transplantation for myocardial regeneration following myocardial infarction. Dtsch Med Wochenscher 2001；126（34-35）:932-938
2 Strauer BE, Brehm M, Zeus T, et al. Repair of infarcted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans. Circulation 2002；106（15）:1913-1918
3 Orlic D, Kajstura J, Ehimenti S , et al. Bone marrow cells regenerate infracted myocardium. Nature 2001；410（6829）:701-705
4 Kai W, Gerd P, Joachim L, et al. Intracoronary autologous bone-marrow cell transfer after myocardial: the BOOST randomized controlled clinical trail. Lancet 2004；364:141-148
5 Ge JB,Li YL,Qian JY,et al.Zhongguo Jieru Xinzangbingxue Zazhi 2004；12（5）：261-264
葛均波，李延林，钱菊英，等. 陈旧性前壁心肌梗死患者自体骨髓单个核细胞移植后左室心肌灌注及收缩功能的变化[J]. 中国介入心脏病学杂志，2004，12(5)：261-264
6 Kang HJ, Kim HS, Zhang SY, et al. Effects of intracoronary infusion of peripheral blood stem-cells mobilised with granulocyte-colony stimulating factor on left ventricular systolic function and restenosis after coronary stenting in myocardial infarction: the MAGIC cell randomised clinical trial. Lancet 2004;363(9411):751-756
7 Yoo KJ, Li RK, Weisel RD, et al. Autologous smooth muscle cell transplantation improved heart function in dilated cardiomyopathy.Ann Thorac Surg 2000；70（3）:859-865
8 Suzuki K, Murtuza B ,Suzuki N,et al. Intracoronary infusion of skeletal myoblasts improves cardiac function in doxorubicin-induced heart failure.Circulation 2001；104 (12 Suppl 1):1213-217
9 Agbulut O, Menot MI, Li Z, et al. Temporal patterns of bone marrow cell differentiation following transplantation in doxorubicin-induced cardiomyopathy. Cardiovasc Res 2003;58(2):451-459
10 Ishida M, Tomita S, Nakatani T, et al. Bone marrow mononuclear cell transplantation had beneficial effects on doxorubicin-induced cardiomyopathy. J Heart Lung Transplant 2004;23(4):436-445
11 Li GC,Li GS,Zhang J,et al.Zhongguo Xinxueguanbing Zazhi 2004；32（12）：1095－1099
李国草，李庚山，张静，等. 兔骨髓间充质干细胞自体移植治疗扩张型心肌病的实验研究[J]. 中国心血管病杂志，2004，32(12)：1095-1099
12 Li WQ, Li Y, Zhou YM, et al. Effects of autologous marrow stromal cells transplantation on cardiac function in dilated cardiomyopathy rabbit. China J Modern Med 2005;15:1293-1298
13 Kajstura J, Rota M, Whang B, et al. Bone marrow cells differentiate in cardiac cell lineages after infarction independently of cell fusion. Circ Res 2005;96(1):127-137
14 Wollert KC, Meyer GP, Lotz J, et al. Intracoronary autologous bone-marrow cell transfer after myocardial infarction: the BOOST randomised controlled clinical trial. Lancet 2004;364(9429):141-148
15 Schachinger V, Assmus B, Britten MB, et al. Transplantation of progenitor cells and regeneration enhancement in acute myocardial infarction:final one-year results of the TOPCARE-AMI Trial. J Am Coll Cardiol 2004;44(8):1690-1699
16 Pettengell R, Luft T, Henschler R , et al. Direct comparison by limiting dilution analysis of long-term culture-initiating cells in human bone marrow, umbilical cord blood, and blood stem cells. Blood 1994；84（11）:3653
17 Zhong XY,Xu X,Zhao HY,et al.Zhongguo Bingli Shengli Zazhi 2003；19（4）：452-454
钟雪云, 徐新,赵洪云,等.自体骨髓干细胞原位移植治疗急性心肌梗塞的临床研究[J]. 中国病理生理杂志，2003，19(4)：452-454
18 Kawamoto A, Gwon HC, Iwaguro H, et al. Therapeutic potential of ex vivo expanded endothelial progenitor cells for myocardial ischemia. Circulation 2001；103（5）:634-637
19 Assmus B, Schachinger V, Teupe C, et al. Transplantation of progenitor cells and regeneration enhancement in acute myocardial infarction( TOPCARE-AMI). Circulation 2002;106(24):3009-3017
20 Fedak PW, Weisel RD, Verma S, et al. Restoration and regeneration of failing myocardium with cell transplantation and tissue engineering. Semin Thorac Cardiovasc Surg 2003;15(3):277-286
21 Dregex P, Haferlach T, Ecketcin V, et al. G-CSF-mobilized peripheral blood progenitor cells for allogeneic transplantation: safety, kinetics of mobilization, and composition of the graft. Br J Hamatol 1994;87(3):609-613