干细胞应用范例

（一）心脏疾病概述

在发达国家，充血性心脏疾病是造成患者住院和死亡的最首要疾病。美国境内有500万、全世界有2000万充血性心脏疾病患者，仅美国每年就会发生55万心力衰竭案例，其中患者的5年病死率超过50%，即每年有5万多人死于该病。在美国，仅2008年心血管疾病的医疗费用就达800亿美元，相当于超过1600亿美元的生产力。预测到2023年，该病的治疗费用将会超过1500亿美元，从而给国民经济带来巨大的负担。

紧急抢救措施挽救了大量的心肌梗死患者，但同时也产生了大量心力衰竭的患者。目前对于心力衰竭的治疗主要是控制症状，而不能预防器官衰竭。濒临死亡的患者只能选择安装左心室辅助装置或进行心脏移植等昂贵治疗，但也只有少量的患者有机会接受这种治疗。因此，目前亟须发展和应用促进心肌再生的技术方法。

（二）干细胞的可塑性

干细胞的应用范例使心肌细胞不可再生的论调受到了挑战。在1例男性患者接受女性心脏移植的病例上，人们发现受体内的外源性干细胞（Y染色体阳性）可以在移植的心肌归巢整合。通过对心肌14C含量的定量分析，发现在20岁时心肌每年更新1%，75岁时每年更新0.4%，据此推测在50岁时心肌细胞已经更新了大约45%。

干细胞的可塑性为心肌细胞的再修复提供了可能。新的疗法是以收集和移植成体干细胞为基础的。不过，由于不同的临床前期研究显示的修复功能有效性方面彼此间的结果大相径庭，从而使临床研究受到限制。

关于干细胞治疗的最初设想是由移植细胞新生的肌细胞直接取代死亡或失活的心肌细胞。近10年的研究越来越清晰地表明，这种对于复杂的心肌再生现象的直观逻辑假定明显过于简单化。心肌梗死一般会导致将近40g的心肌细胞死亡，每克心肌约有2000万个心肌细胞。当心肌损伤超过70g时，就会导致典型的心源性休克。心肌再生至少需要恢复5g以上的功能性心肌组织。全面评估发现几乎所有的干细胞疗法都显示出或多或少的积极效果和灌注优势，从而强调了干细胞心肌修复的潜力。

（三）直接或间接修复机制

目前，人们对心肌再生疗法的认识经历了很大的转变。之前，人们将干细胞假设为重建衰竭器官的新的结构单元，而实质上，干细胞从根本上改变了心肌的分子结构图，从而产生一个修复的微环境。这样，心脏内的旁分泌信号参与调控炎症、缺血耐受、内源性再生修复和心肌收缩力，从而形成一个有利于组织修复的环境。因此，当前的再生模型已经将间接再生的概念包括在内，这个间接机制具体可表现为促进新生血管再生、对脆弱心肌细胞的细胞保护作用、对有修复功能的原位心脏干细胞的激活作用，这些作用共同构成了干细胞发挥作用的基础（图14-1）。