“突破性”干細(xì)胞貼片修復(fù)了婦女衰竭的心臟

在一項(xiàng)對(duì)46歲婦女的臨床試驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，由干細(xì)胞培育出的肌肉貼片可幫助修復(fù)衰竭的心臟。

干細(xì)胞培育的肌肉貼片可以修復(fù)衰竭的心臟（圖源：NCMIR/科學(xué)圖片庫(kù)）

2016年，這名婦女心臟病發(fā)作，后發(fā)展為心力衰竭。醫(yī)生在其左胸切開(kāi)10厘米切口，在心臟表面植入了10塊包含4億個(gè)細(xì)胞的貼片。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院心臟再生醫(yī)學(xué)研究員Sian Harding說(shuō)，醫(yī)生還為這名患者使用了兩種“通常用于心臟移植 ”的免疫抑制劑。

此后，她的病情穩(wěn)定了三個(gè)月，足以支撐她接受心臟移植手術(shù)?？茖W(xué)家檢查其原心臟時(shí)發(fā)現(xiàn)，植入的肌肉貼片仍保持原位，且植入細(xì)胞的斑塊上有細(xì)小的血管，這表明它們正在接受一些氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

這項(xiàng)試驗(yàn)于2021年進(jìn)行，1月29日，其結(jié)果發(fā)表于《自然》雜志，同時(shí)發(fā)表的還有早先在獼猴身上測(cè)試含有4000萬(wàn)或2億個(gè)細(xì)胞的肌肉貼片的研究結(jié)果。Harding稱(chēng)這一發(fā)現(xiàn)“顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知”。

"我們首次擁有了一種實(shí)驗(yàn)室培育的生物移植物，可以穩(wěn)定并強(qiáng)化心肌。研究合著者、德國(guó)哥廷根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心心臟外科醫(yī)生Ingo Kutschka在新聞發(fā)布會(huì)上表示。

“這是一項(xiàng)重大突破，”阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校生物工程與心臟修復(fù)專(zhuān)家張建一評(píng)價(jià)道。他專(zhuān)注于利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞進(jìn)行心臟修復(fù)研究。

該療法并非旨在替代心臟移植，但可以幫助那些正在等待心臟移植的晚期心力衰竭患者。“僅有不到1%需要移植的患者能獲得心臟，”研究合著者、哥廷根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心藥理學(xué)家、Wolfram-Hubertus Zimmermann在發(fā)布會(huì)上表示，此方法“為當(dāng)前接受姑息治療的患者提供了新選擇”。

據(jù)悉，全球約6000萬(wàn)人受心力衰竭困擾，被診斷為嚴(yán)重心力衰竭的患者大多一年內(nèi)死亡。供體稀缺意味著沒(méi)有足夠的心臟供大多數(shù)需要的人使用，而人工泵血裝置昂貴，且需進(jìn)行侵入性手術(shù)。

多年來(lái)，科學(xué)家嘗試將干細(xì)胞或干細(xì)胞培育的肌肉直接注射到心臟中，但這往往導(dǎo)致心律失常、腫瘤生長(zhǎng)或免疫排斥。

Zimmermann團(tuán)隊(duì)通過(guò)工程化iPSCs生成心肌與結(jié)締組織，將其與膠原凝膠混合制成貼片，并開(kāi)發(fā)出一種微創(chuàng)手術(shù)，將其貼附于心臟表面?！耙浦参锘疚挥谛呐K外部?！睆埥ㄒ唤忉尩?。

研究人員將貼片植入6只心力衰竭的獼猴體內(nèi)，并與7只未治療的動(dòng)物形成對(duì)照組，其中三只接受治療的猴子接受了兩塊貼片，其余三只接受了五塊。這些動(dòng)物還服用了阻斷不良免疫反應(yīng)的藥物。

六個(gè)月后，與對(duì)照組相比，接受了五塊貼片的猴子的心壁增厚達(dá)15%，其中三只貼有貼片的猴子每次心跳泵出的血液量也增加了10%。Zimmermann在新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)："這表明，在心臟泵血的同時(shí)，貼片也做出了貢獻(xiàn)，然后轉(zhuǎn)化為整個(gè)心臟泵血功能的增強(qiáng)。

所有接受治療的猴子均未出現(xiàn)心律失?；蚰[瘤。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院心臟再生醫(yī)學(xué)研究員Sian Harding指出，盡管沒(méi)有完全融入心臟結(jié)構(gòu)，但它們會(huì)對(duì)心臟的運(yùn)動(dòng)做出反應(yīng)，避免了心律不齊。

“我們已證明，可以安全地為衰竭心臟添加肌肉組織，”Zimmermann總結(jié)道。目前，研究團(tuán)隊(duì)已為15名患者植入20片類(lèi)似肌肉貼片，并計(jì)劃招募更多參與者。團(tuán)隊(duì)還將在獼猴中測(cè)試新貼片設(shè)計(jì)，以減少對(duì)免疫抑制藥物的依賴(lài)。