粒细胞集落刺激因子动员自体骨髓干细胞治疗急性心肌梗死的研究

摘要

近年来，冠状动脉粥样硬化性心脏病已经成为我国人类健康的第一杀手，尽管药物治疗、介入手术及外科搭桥治疗技术发展迅速，但仍不能真正挽救濒死心肌。近年来大量的研究显示了自体骨髓干细胞移植有可能修复受损的心肌组织，改善急性心肌梗死后心脏功能，阻止心室重构，从而改善患者预后。
　　 粒细胞集落刺激因子(G-CSF)能够动员骨髓干细胞进入外周血，且心肌梗死后存在“自发归巢”作用有助于被动员的干细胞迁徙至梗死相关区域。由于G-CSF治疗的非侵入性，因此有可能更广泛应用于心肌梗死的治疗。但目前相关研究多局限于它对心脏的作用及机制，对于血管，尤其是与缺血性心脏病紧密相关的动脉粥样硬化病变，鲜有报道。另外，G-CSF动员后，直接效应是导致白细胞增多，可能引起高凝状态。这是否会诱发动脉阻塞病变的恶化，目前亦尚未明确。总之，G-CSF对动脉系统及慢性阻塞血管局部的影响，国内外学术界尚无定论。
　　 新近许多研究证实，骨髓、外周血、脐血中存在着内皮祖细胞(endothelialprogenitor cells，EPCs)，在损伤信号的刺激下能被招募到血管损伤局部，分化为成熟内皮细胞，参与血管新生和修复。G-CSF作为外源性干细胞动员剂，能刺激骨髓中EPCs进入外周血，加速损伤血管的再内皮化。结合众所周知的不良反应，由此我们推断，其必然对局部粥样硬化血管本身也存在修复作用甚至副作用。
　　 本研究通过建立动脉粥样硬化慢性闭塞病变动物模型，分析G-CSF对粥样硬化动脉的影响。我们在近期的动物实验中发现，静脉注射G-CSF对于急性心肌梗死大鼠心脏的保护作用要优于皮下注射G-CSF，而且适量增加G-CSF的剂量可以明显增强G-CSF对心肌梗死模型猪的效果，据此提出了通过改变G-CSF的给药途径和剂量可能对急性心肌梗死患者发挥更加好的作用的设想，进一步采用前瞻性，随机对照的方法，观察临床运用静脉注射G-CSF治疗急性心肌梗死的安全性、可行性和临床疗效。
　　 第一部分、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)对粥样硬化动脉的影响
　　 目的：利用动脉缩窄环制作动脉粥样硬化慢性闭塞性病变模型，分析G-CSF对动脉粥样硬化等全身性动脉慢性阻塞病变的影响，指导临床最大效能地发挥其良好效应，防止不良作用。
　　 方法：30只健康实验用新西兰大白兔，于右侧颈总动脉置入动脉缩窄环，随机分为对照组(n=6)、普通喂养+G-CSF组(n=8)、高脂喂养组(n=8)、高脂喂养+G-CSF组(n=8)；G-CSF用法为15ug/kg G-CSF用生理盐水稀释成0.5mL，每日皮下注射，连续5日，隔周进行，共4次；每周采血，全自动血生化分析仪测量4组血脂；第3、5周行颈动脉超声检查，10周后取材，免疫组化分析各组颈动脉血管基质情况。
　　 结果：实验期间8只兔子死亡，最终4组分别存活有5、6、5、6只动物，达到实验完成要求；血脂动态检测发现高脂喂养能使TC、LDL等血脂水平上升，6周后高峰，与对照相比，P<0.05，但8周后就趋于稳定；G-CSF干预使血脂高峰前移，使TC、LDL等提前2周就与对照组出现统计差异，P<0.05，并有双峰样改变，但对TG同样无影响；造模3周后，颈动脉超声见近端颈总动脉血管内径逐步变小，血流速度变慢，阻力指数增高，应用G-CSF后变化更显著，高脂喂养兔狭窄度从53.24±0.7％升至59.51±0.5％，P<0.05，有统计学差异；5周后，血管陆续阻塞直至完全闭合，超声可见动脉粥样硬化血管更易闭合，G-CSF可使完全阻塞时间提前2周达到统计学差异，而普通喂养兔需7周左右；免疫组化证实G-CSF能上调MMP-9及TIMP-2的阳性率，4组依次分别为1.08±0.06％、26.31±1.08％、27.90±1.07％、45.51±1.60％，4.07±1.01％、36.08±1.68％、71.36±3.01％、67.26±2.54％。
　　 结论：G-CSF对血脂存在影响，以TC、LDL为主，对TG作用不大。因此它可使动脉粥样硬化恶化，具体表现为斑块面积的扩大，内膜厚度增加，可能与其对基质的影响有关；高脂喂养兔能成功制造动脉粥样硬化模型，成模后动脉内皮功能显著受损，其中以大型动脉显著，同时内皮形态出现相应变化；正常与粥样硬化动脉内皮形态及功能改变之间存在必然联系，其对G-CSF的反应也不同。
　　 第二部分、静脉注射粒细胞集落刺激因子治疗急性心肌梗死的临床研究
　　 第一节、静脉注射粒细胞集落刺激因子治疗急性心肌梗死的可行性和安全性观察
　　 目的：观察急性心肌梗死患者接受静脉注射粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员自体骨髓干细胞的可行性和安全性。
　　 方法：自2008年1月起我院收治的50例急性ST段抬高性心肌梗死患者，入院后在常规急性心肌梗死治疗(药物治疗和介入治疗)的基础上给予静脉注射粒细胞集落刺激因子(G-CSF，商品名：惠尔血)10μg/(kg·d)，连续5天。观察外周血干细胞动员过程中的不良反应。
　　 结果：共入选50例急性心肌梗死患者，其中男性47例，女3例，平均年龄56.87±7.16岁，其中4例因合并感染发生高热退出试验，在外周血干细胞动员期间总的不良反应发生16例，发生率为32％，其中包括低热为6例，占12％，骨痛为5例，占10％，高热为4例，占8％，心绞痛发作1例，占2％。动员期间外周血白细胞总数随动员时间逐渐增加，以中性粒细胞和单核细胞升高为主，但动员后三天的变化幅度减小，而淋巴细胞、红细胞、血红蛋白、血小板计数在G-CSF动员后没有显著变化。动员前后心肌酶谱变化不受影响，仍呈逐渐下降趋势，动员后外周血的NT-proBNP和hs-CRP较之前明显增高。
　　 结论：急性心肌梗死患者静脉注射G-CSF动员自体骨髓干细胞是安全可行的。
　　 第二节、静脉注射粒细胞集落刺激因子动员自体骨髓干细胞治疗急性心肌梗死的临床疗效观察
　　 目的：运用延迟增强核磁共振心肌灌注扫描(CMR)和二维超声心动图评价急性心梗后静脉注射粒细胞集落刺激因子(G-CSF)对梗死后左室功能的影响。
　　 方法：我院2008年1月起收治的100例急性ST段抬高性心梗患者，入院后均接受急性心肌梗死的常规治疗(包括药物与介入治疗)，在此基础上随机分成G-CSF治疗组50例和对照组50例，G-CSF治疗组除常规治疗外还给予静脉注射G-CSF(商品名：惠尔血，10μg/kg·d加入100ml生理盐水)连续5天，对照组则接受相同剂量的生理盐水静脉注射，两组均在心梗后一周和6个月进行心脏MRI检查和超声心动图检查，测量患者的左室舒张末期容积和收缩末期容积，计算左室射血分数和心肌梗死面积。结果：治疗组入选50例患者，其中男性47例，女性3例，平均年龄56.87±7.16岁，其中4例因合并感染出现高热退出研究，1例因在一周时接受核磁共振检查时出现造影剂过敏而未完成随访，另有6例患者失访；对照组50例，其中男性46例，女性4例，平均年龄60.5±7.61岁，1例在心梗后1周猝死，另有9例失访。G-CSF动员组动员后一周至6个月随访时，应用首过延迟心肌灌注核磁共振扫描测定的研究组和对照组EF、EDV、ESV和梗死面积，
　　 结果提示：研究组6个月后EDV(128±28.8mlvs121.9±30.3ml)较对照组(120±22.8mlvs122.6±27.6ml)、ESV(68.7±24.7mlvs62±24.6ml)较对照组(61.9±18.5mlvs61.9±22.2ml)、和梗死面积(43±28.5cm2vs34.2±22.5cm2)较对照组(35.4±17.8cm2vs31.8±16.8cm2)相比较差异没有统计学意义，而EF(47.5±11.8％vs52.2±9.9％)则较对照组(49.1±8.4％vs50.5±9.9％)有明显改善，且两者差异有统计学意义(P<0.05)。应用经胸心脏超声测量的G-CSF研究组和对照组LVEF、LVDd和LVDs结果提示，研究组动员6个月后LVDd和LVDs虽较对照组减少但无统计学差异，而动员组LVEF(63.9±7.7 vs59.7±9.2)在6个月后较对照组(59.1±9.6 vs57.3±9)有显著改善，两组之间差异有统计学意义(P<0.05)。
　　 结论：急性心梗后静脉注射G-CSF能显著改善心功能。CMR能够用作客观评价心梗后左室功能的方法。