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干细胞治疗心血管疾病的移植途径

时间:2023-11-14A-A+
    干细胞修复心肌的机制和临床效果仍处于摸索前行之中,除了选择优化 合适的干细胞类型外,其移植途径有待深入探索。冠状动脉、静脉、心外膜和 心内膜这几种途径都存在优点与缺点,需结合实际情况进行个体化选择。 (一) 心肌内注射 
   

干细胞修复心肌的机制和临床效果仍处于摸索前行之中,除了选择优化 合适的干细胞类型外,其移植途径有待深入探索。冠状动脉、静脉、心外膜和 心内膜这几种途径都存在优点与缺点,需结合实际情况进行个体化选择。

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(一) 心肌内注射

 

1. 心外膜下心肌内注射

经胸直视心外膜下心肌内注射主要适用于接受冠状动脉旁路移植术的患 者,该方法有以下几个优点:

(1)定位准确:可以准确地将细胞注入靶目标区。

(2)便于检测:因细胞局限于注射点,从而便于分析和检测。

(3)量化准确:进入心脏的实际细胞数明确。

但临床的开胸条件主要是施行冠状动脉旁路移植术( Coronary arterj bypassgrafting,CABG),而CABG 只适用于少数心肌梗死患者,创伤较大,所以 开胸心肌内注射干细胞的应用有限。

实验结果表明,经胸直视心外膜下移植 干细胞在心肌局部微环境中可以分化成VEC、增加毛细血管密度、减小瘢痕面 积、抑制重塑和改善心功能。

 

2. 心内膜下心肌内注射

相较于心外膜下心肌内注射,临床研究更多采用经皮导管心室腔内心内 膜下心肌内注射,适用于因冠脉狭窄不便腔内操作的缺血性心脏病患者。心腔内注射导管有 Helix、MyoCath、Myostar 和 Stiletto 4 种不同厂家的型号,Helix 和Stiletto导管需要导丝支撑辅助,而 MyoCath 及 Myostar导管则不需导丝支 撑。心内膜下注射导管需要用X 线或磁共振2D 或 3D 成像技术显示注射位置解剖结构2- 。

 

一个是电机械标测法引导导管在心肌缺血区边缘注 3,31。应用NOGA 电机械图定位系统,引导导管从心室腔心内膜面进行心 肌内注射自体 BM-MNC,2个月后随访发现左室功能和损伤区域灌注改善,4 个月时左室射血分数(Left ventricular ejective fraction,LVEF)较基线升高 20%~29%,左室收缩末期容积(Left ventricular end systolic volume,LVESV)下 降,电机械图显示机械功能显著改善。研究表明,电机械图引导心肌内注射安 全有效。

 

 Garot 等以铁纳米颗粒标记肌卫星细胞,在电机械图定位下注射入左  室梗死和正常心肌,然后在体磁共振成像检测,并与组织切片比较,证实解剖  定位完全一致3。磁共振显影避免了X 线显影时的长时间辐射暴露,但是与电机械标测比较,操作复杂,技术要求较高。电机械标测系统能够准确判定缺血和梗死的心肌范围,注射定位准确,但由于标测导管较硬,操作要轻柔,采集要待接触平稳后无明显损伤电流时方可注射,所以耗时较长;另外,由于术中标测导管密切接触左室心内膜,可能诱发室性心律失常,风险较高;而且价格昂贵,不能重复使用。

 

3. 经皮冠状静脉内注射

经导管心肌内注射尽管可以避开病变血管腔内操作,但上述缺点影响了其 临床前和临床应用。为了解决操作便利性和实现重复注射,经皮冠状静脉内注  射方法应运而生。Thompson 等应用TransAccess 超声导管在实验猪上评价了这  项技术的可行性和安全性3,随后 Siminiak 开展了 I 期临床试验,检测了应用  该法移植自体骨骼肌细胞的安全性和有效性,6、12月的随访未见心律失常发生,心功能分级显示患者心功能普遍改善,6例患者LVEF 提 高 了 3 % ~ 8 % 。

 

4. 逆行冠状静脉内输注

逆行冠状静脉内输注与冠状静脉内注射类似,都是通过冠状静脉系统实 现干细胞的投递,避开堵塞动脉。逆行冠状静脉输注导管设计有双球囊,通过  阻断动脉方向血流和流出血管路径,可延长细胞驻留在心大静脉时间1~2 min临床应用均证明了这是一种安全可靠的移植手段。

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(二) 冠状动脉内输注

 

经导管冠状动脉内输注是临床应用最多的干细胞移植方法。心肌梗死患 者行经皮冠状动脉血管成形术(Percutaneous transluminal coronary angioplastyPTCA) 时,经微导管或球囊在开通后的梗死相关动脉注入干细胞,透过毛细血管壁进入心肌组织,均匀分布于梗死区和周边区。

 

该法最大的优点是利用既 有的导管通道,无须额外创伤,时间较短,技术简单。2002年,Strauer 等首次用 此技术输注自体 BM-MNC  治疗心肌梗死患者以来,冠状动脉输注方法逐渐 普及,大多数应用实践证实其安全有效的特点,只是将狗 BM-MSC  冠脉输注 后发现有微梗死形成35]。

 

 Kuethe等在5位大面积前壁心肌梗死患者经皮冠 状动脉介入治疗中经冠状静脉注入自体骨髓细胞,3个月后心功能和灌注率均 无改善,从而对干细胞经冠脉移植的安全性和有效性提出质疑[36]经冠状动脉内输注射干细胞方便、直接,且创伤较少,是最常用的移植方法。但此种方法植入的干细胞因血流冲刷和心脏按压在短时间内会被清除, 暂时阻断血流是否能使干细胞停留时间延长目前仍不明确,而且心肌灌注不足,区域干细胞分配数相对偏低。同时,冠脉内输注所用的细胞数量与动脉远端或下游小血管微栓塞的关系尚不清楚。

 

微针导管(Cricket microinfusior  catheter)是专为避免微栓塞而设计研发的一款经冠状动脉心肌穿刺注射器,头  端的穿刺针可穿过血管壁将干细胞注入心肌组织。 I 期临床试验结果显示,移植4个月后患者左室功能和每搏量仍有明显改善。但此项技术尚未成  熟,缺乏较多理论依据,国内也尚未应用。

 

(三) 经外周静脉输注

 

心肌注射或冠脉注射时,移植细胞分布于注射或输注点周围,适用于心肌 局部损伤或梗死,对广泛的心肌病变无能为力。外周静脉输注可以取得广泛  的干细胞分布,对慢性充血性心衰的移植治疗最为合适,其优点是安全、简便、 损伤小、可间隔多次给药。

 

Halkos等在实验猪模型上证明静脉移植是安全有效的便捷方法,Hare 等 采用此法进行的一项随机、双盲和安慰剂对照的I 期临床试验对MSC 组和对  照组(安慰剂)做了比较,发现前者治疗6个月后LVEF 改善,心脏重塑减慢, 且两组不良事件发生率无统计学意义的差异,认为静脉注射MSC 治疗急性心 肌梗死安全有效38,9]。 Schuster 等以"铟-羟化奎宁标记人 CD34'细胞,静脉  注射至梗死大鼠,24 h 后处死动物取各器官测放射活性,心脏中聚集的标记细  胞占注射细胞总数的23%,肺中占7%,肝中占15.6%,脾中占27.5%,表明心 肌梗死本身作为刺激信号诱导干细胞向梗死区域迁移,说明静脉注射干细胞  有望治疗广泛心肌病变[40】



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