黄浙勇 葛均波（复旦大学附属中山医院心内科/上海市心血管病研究所，上海，200032）
据2010年世界卫生组织（WHO）资料其中心血管病仍是人类死亡的首要原因，占29％。其中急性心肌梗死（AMI）和充血性心力衰竭是最重要原因之一。近年研究显示干细胞具有分化或转分化为心肌细胞的潜能，颠覆了心脏为终末分化器官的传统理念，并直接启动了一场旨在修复缺血心脏和衰竭心脏的“干细胞研究风暴”。2010年，干细胞治疗被美国心脏学会（AHA）和《时代周刊》（TIME）分别入选为年度“心血管领域十大研究进展”和“十大医学突破”。
一、干细胞治疗心肌梗死和心衰的临床现状
干细胞治疗AMI的多数动物实验结果非常理想，极大的推动了早期非随机临床试验的进行。大多数临床试验采用自体未分选骨髓细胞，只有少数报道分选骨髓细胞或间充质干细胞。迄今公布的非随机临床试验达到40个之多，绝大多数疗效 “神奇”：获益不分细胞类型、自体或异体、移植剂量，移植时机、心衰原因、移植途径。随后又有30来个自体骨髓细胞移植的小型临床试验公布，其中包括复旦大学附属中山医院的TCT-STAMI研究，共计超过1000个患者接受了干细胞治疗。但临床试验结果大相径庭。由于不同研究使用的设计方案、细胞分离和保存方法、细胞类型、细胞数量和功能、移植时间等均有相当的不同，加上样本量小，存在患者选择性偏倚，不同试验之间难以进行简单的比较，这可能也是研究结果不同的原因。
细胞移植究竟有效抑或无效？为廓清此混乱局面，2007年以来，有数个骨髓/外周血干细胞移植治疗心肌梗死的临床试验荟萃分析公布，得出结论基本相同：① 骨髓细胞治疗心脏病是安全的；②骨髓细胞治疗AMI可轻度提高LVEF 3%～4%，并可改善心肌重构，减小左室容积；③尽管有研究表明心梗后极早期输注骨髓细胞或使用大量纯化的骨髓细胞疗效更佳，但荟萃分析未能进一步提供移植时机、细胞纯度、细胞剂量与疗效相关联的信息。④尽管REPAIR-AMI 研究1年随访发现细胞治疗能降低主要心脏不良事件，但荟萃分析未能证明细胞治疗能改善硬终点心脏事件。
LVEF提高3% ～ 4%究竟有多少临床意义？对此业内有2种完全不同的解读：第一种为乐观解读：从左室功能和形态学参数的改善效果来看，细胞移植已经接近于目前临床上具有充分循证医学证据、业已成熟的AMI治疗策略，包括溶栓、经皮冠脉介入、肾素-血管紧张素系统抑制剂或β受体阻滞剂等药物治疗。因为AMI成熟治疗策略改善心脏功能也不过是轻中度而已。第二种为悲观解读：临床研究初步显示，细胞移植后心脏功能虽然改善，但最具说服力的临床终点事件如死亡、靶血管血运重建、因心衰再次住院率等并无显著差别。即使有更多的临床试验和荟萃分析证明细胞治疗能改善心脏收缩功能，即使LVEF的提高超过业已成熟的治疗策略，倘若没有硬终点的直接证据，细胞治疗依然没法真正走进临床一线。
二、干细胞治疗心肌梗死和心力衰竭的研究方向
1、新型细胞源的筛选：心肌再生是理论目标
早期实验表明骨髓细胞存在“心肌转分化”的可能性，但随后实验提示很可能只是干细胞和残存心肌细胞的融合，而不是真正的转分化。目前基本共识是：骨髓干细胞移植后心功能获益机制是旁分泌机制，而不是预想的心肌细胞再生（图1）。因此，寻找具有心肌分化能力的细胞类型一直是干细胞基础研究最活跃的领域之一。
图1 骨髓细胞移植改善心脏功能的可能作用机制（Heart 2009 95: 508-514）
（1）心脏自身干细胞（CSC） 自从人类和动物心肌组织中发现心脏自身干细胞后，传统的“心肌不可再生”理论被彻底颠覆。CSC可从活检心肌组织中分离，可体外扩增，具有较大自身移植潜力。现状面临的问题是：怎样筛选出能最有效修复心脏的关键的心脏干细胞群？这些细胞的数量和增殖能力是否足以修复心脏而临床获益？目前至少有3个心脏自身干细胞的1期临床试验正在实施。
（2）胚胎干细胞（ESCs）ESCs来源于种植前囊胚内细胞群，具有分化的全能性，所以ESCs细胞可重建心肌结构，甚至在修复起搏传导系统。如何确保ESCs定向诱导分化为心肌前体细胞或ESC衍生心肌细胞是一个研究热点。迄今为止， ESCs治疗心脏病还未进入临床研究。
（3）极小胚胎样干细胞（VSELs）：VSELs是从成人骨髓、脐带血、心脏和其他组织中也分离出一种具有类似胚胎干细胞生物特性的多能干细胞，由于体积极小（3～6 μm）而得其名。再灌注MI小鼠直接心肌内注射微量VSELs（10，000个细胞），改善左室功能的疗效优于大剂量骨髓细胞(100，000个细胞)。但目前尚无自体VSELs 临床试验的报道。
（4）诱导式多能性干细胞（iPS）将成体组织皮肤成纤维细胞经过病毒载体直接转导4个干细胞相关基因（Oct3/4， Sox2， Klf4， c-Myc）后可以转化成为具有ESCs特性的多能干细胞，称为诱导式多能性干细胞。iPS从根本上避免了ESCs的道德争议，也使得干细胞来源更不受限。Zhang J等新近证实iPS细胞能分化为心房、心室和房室结样细胞。成年鼠梗死心脏内注射iPS后4周，心肌细胞和内皮细胞新生，改善了收缩功能。2010年有人将Gata3、MefZc和Tbxs三种基因，转移进成纤维细胞，可以直接成功地培育出具有功能的心肌细胞。其应用前景极富想象力：“心肌梗塞患者将无需接受开胸手术，而只需通过导入这些基因，让那里的成纤维原细胞直接生成健康的心肌细胞。”
2、临床试验设计的优化：改善症状和预后是临床目标
首先，细胞治疗的复杂性要求治疗策略的每一个步骤针对特殊的临床病情加以优化。TIME研究比较AMI后3天和7天的疗效，LATE-TIME 则评估AMI后2～3周的安全性和疗效。所以，两项研究的综合结果将提供移植时机选择的新信息。
其次，需要优化评价指标。不管何种手段测定的心功能均是替代指标，而最具说服力的硬终点事件是患者生存率和生活质量。2010年STAR-心脏研究入选391例缺血性心脏病（心肌梗死后）所致慢性心力衰竭患者，在中位数为4.6年的随访期内，骨髓干细胞治疗可改善慢性心衰患者的心室功能、生活质量和生存情况。新近一项欧洲Ⅲ期临床试验计划纳入1200例患者，旨在明确心肌梗死干细胞移植对心血管终点事件的作用。
再次，在优化细胞类型、移植方案和评价指标同时，成立干细胞临床应用研究协作组，细胞移植临床试验需要开展随机双盲对照研究，需要从单中心或寡中心向多中心转变，从小样本量向大样本量转变，以提高检验效力，确切解答细胞治疗安全性和有效性问题。
最后，细胞疗法临床试验不仅仅是科学问题，还牵涉到企业经济、政府管理范畴。干细胞是一种特殊的生物-器械整合商品。在我国，2009年卫生部将细胞移植治疗技术列为第三类医疗技术，加以监管。严格的CRT试验势必在一定程度上增加繁杂的手续，甚至增添患者创伤，所以存在一定的伦理学争议。因此良好的临床试验需要研究机构、企业和政府管理部门的制度创新和密切配合。
综上所述，对基础研究而言，只有廓清干细胞来源、机制等根本性问题，才能对临床试验提供高质量强有力的支撑；对临床研究而言，只有扩大研究规模，跳出心功能改善的紧箍咒，将死亡率/致残率作为研究硬终点，才能具有更强大的循证价值。只有这样，细胞治疗才有可能跻身心梗和心衰常规治疗方阵。
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