治疗IPAH的有益探索——陈君柱教授谈自体内皮祖细胞移植疗法
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特发性肺动脉高压(IPAH)病因复杂,目前尚缺乏特效治疗方法。浙江大学医学院第一附属医院心内科陈君柱教授率领课题组,采用自体内皮祖细胞(EPC)移植方法,对IPAH治疗进行了有益的探索,并取得了初步成果。该疗法有何作用机制?具体治疗中有何特点?如何进一步改进相关研究?针对这些问题,陈教授向记者阐述了EPC移植治疗IPAH的研究体会。
针对IPAH发病关键环节内皮祖细胞移植有的放矢
特发性肺动脉高压(IPAH)的发病机制尚未完全明了,可能涉及多种因素,包括内皮功能紊乱、血管收缩、肺血管闭塞性重塑、炎症反应、血栓形成和遗传因素等。上世纪90年代以来,随着对肺动脉高压病生理机制研究的不断深入,内皮功能紊乱在该病发生发展中的作用日益受到重视。
目前认为,在某些触发刺激因素的作用下,肺血管内皮结构受到破坏,内皮功能异常,导致一氧化氮和前列环素等血管舒张活性物质生成减少,血栓素A2和内皮素-1(ET-1)等缩血管活性物质生成增多。这些异常改变可能引发肺动脉高压,并逐渐加重病情。
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目前在IPAH药物治疗中,主要用药包括前列环素及其类似物(伊洛前列素)、ET-1受体拮抗剂(波生坦)和磷酸二酯酶抑制剂(西地那非)等,其核心环节就是血管内皮功能调节。
内皮祖细胞(EPC)是可定向分化为成熟血管内皮细胞的前体细胞,在维持内皮功能完整、修复内皮损伤的过程中具有重要作用。我们认为,EPC移植治疗IPAH可能通过多种途径发挥作用。首先,传统观点认为, EPC体外扩增后经注射能到达血管损伤部位并分化为内皮细胞,促进缺血组织血管新生,增加毛细血管密度,降低肺血管压力。其次,EPC可在体内外分泌大量血管活性因子,如血管内皮生长因子(VEGF)、转化生长因子(TGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、白介素-8(IL-8)等。这些具有丝裂原活性的细胞因子可通过旁分泌途径作用于损伤部位,促进内皮细胞活化增殖,修复内皮损伤,纠正内皮依赖血管收缩与舒张因子失衡。
另外,最新的国外研究表明,EPC移植可以激活动物脑血管环氧化酶2(COX-2)活性,上调前列环素表达,并介导内皮依赖的血管舒张作用,我们有理由推测EPC移植对IPAH患者的肺血管可能也有类似作用。
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目前,我们正着手开展相应研究,相信将来可以更全面、更深入地揭示EPC移植治疗IPAH的细胞和分子作用机制。
内皮祖细胞移植疗法面面观
EPC移植治疗IPAH的临床操作并不太复杂,主要包括三个环节。
首先,对患者进行筛选和一些必要的临床评估。理论上,这种疗法适用于所有IPAH患者。从临床角度看,需要接受该疗法治疗者主要是纽约心脏学会(NYHA)心功能分级为Ⅱ~Ⅲ级的患者。我们目前考虑,该疗法的禁忌证有恶性肿瘤、血液病、严重肝肾功能不全等。
第二步是移植细胞的准备。通过密度梯度离心法,从外周血获取单个核细胞,并将其接种在人纤维连接蛋白(fibronectin)包被的培养板中。经5天培养后,消化收集贴壁细胞,并制成细胞悬液,采用激光共聚集显微镜和流式细胞仪鉴定EPC。然后培养传代30代,细胞活性一般不会受到影响。
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最后,通过一定途径进行EPC移植。大部分移植工作在漂浮导管检查时完成的。在临床工作中,也可将细胞悬液(平均输注细胞数 1.1×107)经外周静脉回输完成EPC移植。
研究中疗效主要观察指标为6分钟步行距离。6分钟步行试验不需要特殊设备,操作简单、易行,容易为患者所接受。众多研究已经证实,6分钟步行距离可用于评价心力衰竭患者的心功能严重程度、预后以及治疗效果,对于中、重度心力衰竭患者的测试结果客观稳定,因此是目前可靠的临床评价指标。
研究中,患者大多进行4次EPC移植治疗,一般间隔3个月。长期随访表明,患者临床预后得到改善,6分钟行走距离显著增加,平均肺动脉压、心排血量、肺血管阻力等血液动力学参数也显著改善。个别患者在移植过程中会出现一些不良反应,如寒战发热等。如严格把握操作流程,加强质控,我们认为不会出现严重不良反应。
从科研到临床不断探索稳步前行
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2002年,N Engl J Med发表了一篇有关EPC用于冠心病患者治疗的研究论著,文中描述EPC可能是冠心病的生物标志物。受此启发,我们考虑开展EPC相关研究,并开始进行了一些基础研究工作,在J Mol Cell Cardiol等杂志上发表了相关论文。
作为临床工作者,自然希望能将科研成果应用于临床。2003年,我们继续关注EPC移植在冠心病中临床应用,同时也注意到有关实验研究了该技术在肺动脉高压大鼠中的应用,开始考虑进行EPC移植治疗IPAH研究。
系统开展一项临床研究会涉及很多问题,比如实验条件、伦理学、卫生行政审批等。在医院领导的支持下,我们坚持立足于国内现有条件和医院现有设备,逐步解决了这些问题。最后,考虑到研究结果可能要面向国际,须经受国外同行专家学者的检验,因此我们将相关研究在美国FDA临床试验中心进行了登记注册(编者:参见http://www.clinicaltrial.gov/ct/show/NCT00257413?order=1)。EPC+常规药物治疗与单纯药物治疗对照的随机单盲先导研究已经完成,从2006年6月开始,我们继续进行随机双盲对照研究,按计划将于2007年12月完成40例患者的入选目标(编者:参见http://www.clinicaltrial.gov/ct/show/NCT00372346?order=1)。
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总的来说,我们的工作得到了医院领导的一贯重视和支持,我们依靠科室团队力量,在研究中群策群力、逐步完善。在科研过程中,我们团队体验到了艰辛,但是也初步取得了一些成绩,收获了成功的快乐。
IPAH研究及细胞疗法未来展望
IPAH治疗将来应该是多种疗法并驾齐驱、百花齐放的局面。传统药物治疗、终末期心肺联合移植和我们正在尝试的EPC移植疗法应该共存互补。具体到EPC移植与哪些疗法联合应用效果较好,需要作进一步研究。虽然目前我们尚未探索EPC移植如何与其他疗法联合应用,但至少这种联合应用应该不会产生矛盾,而是相辅相成。
要完善EPC移植疗法,将来主要应该从两个环节入手。首先要解决细胞来源问题。我们考虑采用脐带血EPC建立细胞库,为此正在申请国家863课题项目。第二要改进操作规程,若要更大范围开展这项工作,迫切需要严格规范的操作流程。此外,我们已经开始对一些新内容进行研究。例如,通过分子影像学手段对EPC移植效果进行评价。在疗效评价方面,除了采用6分钟步行距离进行临床评价外,还要评价治疗后内皮功能生物学标志物改变情况,目前我们正在进行相关的动物和临床研究。当然,还需要进行多中心临床试验,如能证实该疗法切实有效,其推广前景将会看好。
不仅仅EPC移植疗法,作为新生事物,整个细胞治疗领域的发展都面临着伦理学、细胞来源、安全性等问题。但是,临床和科研工作者不会因为这些问题而畏缩不前,放弃对细胞治疗作进一步研究。我们可以看到,细胞治疗研究领域正在逐步扩大,已经从心肌梗死扩展到心肌病、外周血管疾病甚至心律失常领域,在IPAH领域也已经有了应用成果。对细胞治疗的争论可能会持续下去,但我们相信它终将迎来美好未来。, 百拇医药