作者
CamposdeCarvalhoAntonioCarlos1,CarvalhoAdrianaBastos2,MelloDeboraBastos2,GoldenbergReginaCoelidosSantos2
1InstitutoNacionaldeCardiologia,RuadasLaranjeiras,RiodeJaneiro,RJ--,Brazil;InstitutodeBiofísicaCarlosChagasFilho,UniversidadeFederaldoRiodeJaneiro,AvenidaCarlosChagasFilho,RiodeJaneiro,RJ--,Brazil
2InstitutodeBiofísicaCarlosChagasFilho,UniversidadeFederaldoRiodeJaneiro,AvenidaCarlosChagasFilho,RiodeJaneiro,RJ--,Brazil
译者
翁震，上海交通大学医学院
审校
王晓燕，医院
摘要
查加斯病是由原生动物寄生虫—克氏锥虫（Trypanosomacruzi）所引起的，通过吸血昆虫的叮咬而感染人类。该病是拉丁美洲地方性疾病，随着被感染个体的迁移也传播到了发达国家。在查加斯病的慢性阶段，查加斯病的会致使患者会罹患目前无药可医的严重心肌病。末期患者则需要进行心脏移植手术，因此这种疾病迫切需求新的治疗措施。已有研究人员提议，细胞疗法作为各类心脏疾病的一种替代疗法。本文回顾了运用骨髓源细胞作为慢性查加斯病性心肌病治疗方式的研究证据，并讨论该治疗无法从小鼠向人进行转化的原因。
前言
查加斯病是由原生动物寄生虫—克氏锥虫（Trypanosomacruzi）感染所引起的。该种寄生虫有着复杂的生命周期，其形态及生化特性在生命周期的不同阶段会发生变化（1）。在被感染的哺乳动物宿主血液中，克氏虫以锥鞭毛体的形式存在。在锥鞭毛体随血液被媒介昆虫（锥蝽）摄取后，它们就在昆虫的中肠位置转化形成增殖型的上鞭毛体。3-4周后，上鞭毛体成为不分裂的后期锥鞭毛体。这些不同形式的虫体会出现在媒介昆虫的后肠部分，并与吸血时所产生排泄物一起被储存起来。当这些寄生虫的被感染排泄物渗入皮肤或其他脆弱的表面时，克氏虫就传播给了新的宿主。在哺乳动物宿主中，后期锥鞭毛体入侵细胞并转化形成以二分分裂的方式进行增殖无鞭毛体。随着无鞭毛体的积聚，宿主细胞发生破裂并将寄生虫通过淋巴系统和血流进行传播。在淋巴系统和血流里，它们可以入侵新的细胞或被媒介昆虫摄取，从而形成持续的感染周期（1）。（见图1）。
图1克氏锥虫的生命周期。[1]媒介昆虫吸取在哺乳动物宿主内的血液锥鞭毛体。在含虫的肠道里，它们转化形成了[2]增殖型的上鞭毛体和[3]不分裂的后期锥鞭毛体并在昆虫吸血时与粪便一起被储存起来。经过易损的表面，这些形式（的克氏虫）入侵哺乳动物细胞，并转化形成复制型无鞭毛体形式[4]。细胞内的无鞭毛体转化形成锥鞭毛体并使细胞破裂。一旦进入血液，锥鞭毛体要么感染新的细胞要么被虫类摄取[5]。
查加斯病可以分为急性期和慢性期，以及一个位于两者之间长度不等的过度期。过度期可能持续长达几十年，而且患者在该期间相对无症状（2）。急性期通常会持续几个月，症状为非特异型的，比如发热和肌痛；有组织寄生虫病和重度寄生虫血症的出现。在慢性期，寄生虫血症不易被察觉到，但被感染的器官会出现强烈的炎症反应。在该疾病的慢性阶段，心脏和胃肠道是其主要靶器官，并且出现器官扩张，形成所谓的巨大器官综合征（2）。
查加斯病原为地方病，其存在于除加勒比海国家外的其他所有拉美国家中，但目前由于被感染个体往北半球国家的迁移，该病已成为一种全球性疾病。在美国和欧洲，大约40万人感染了克氏锥虫，其中大多数感染者（30万）居住在美国（3,4）。在拉美国家，大约1,-1,万人被克氏锥虫所感染，而且每年新感染人数超过30万。克氏锥虫向人传播本质上是以昆虫为媒介的。通过对捐献血液的检验，输血传播已在原先流行的许多地区被完全消除。但是在欧美，输血传播已经成为主要的传播路径。
慢性查加斯病心肌病在许多方面与扩张性心肌病类似，特别是那些由感染引起的患者。但并不是所有的被感染个体都会继续发展成心肌病，事实上只有10-30%的被感染患者发生了心肌性的症状（5）。这些感染性的心肌病患者所面临的一个共同问题是当前的治疗都是针对症状的，即利用治疗慢性心力衰竭药物和仪器的力量进行治疗。但不同的是，引起该病的根本因素—感染物—并不是治疗的常规靶点。另外还有与扩张性心肌病的预后有关的相似点，一旦患者发展为慢性心力衰竭，这些患者会出现极高的致死率。在这种情况下，如果可以不考虑与供体短缺及需要免疫抑制治疗等相关的问题的话，心脏移植就成为唯一可行的治疗手段。但在查加斯病中，这一选项极为受限，原因是在人身体组织里有克氏锥虫的持续出现，并且会出现该病在患者尤其是免疫抑制的患者中被重新激活的可能。因此，急需寻找替代疗法。由于细胞疗法以令人兴奋的方式出现在缺血性心脏病的治疗中，它们也应该尝试用在扩张性心肌病的治疗中。
细胞疗法在心脏疾病动物模型中运用
研究人员在试验中运用细胞疗法提高心功能已超过20年。观察发现，骨髓基质细胞能够在体外被诱导分化成为心肌细胞（6），当骨髓基质细胞被移植到因低温损伤的大鼠心脏中时，它能提高心肌功能及促进血管生成（7），这些实验基础推动了运用骨髓源细胞来治疗心脏疾病的发展。另一个重大进展由Orlic及其同事取得（8），他们报道将来自增强绿色荧光蛋白（EGFP）转基因小鼠的造血干细胞移植进入患有心肌梗死的同型小鼠中时，这些造血干细胞能够分化形成心脏肌肉和血管细胞。自那时起，其他多个实验室报道了来源于骨髓的造血和基质细胞能够在低温和缺血损伤动物模型中的提高心肌功能（9-16）。
遗憾的是，由骨髓源细胞分化形成心肌细胞而使心肌再生的实验并不能被重复（17-19）。尽管如此，在进行功能性检测的实验中发现，骨髓源细胞移植后心肌功能明显改善，甚至在这时也没有观察到心肌细胞的分化形成（18）。这导致的相应假说如下：在心脏疾病中使用骨髓源细胞的细胞疗法的有益效果是通过旁分泌效应促进产生的（15,20）。确实，在最近一个由Lee研究组发表的报告中，他们通过运用双重转基因小鼠模型发现来自骨髓的c-kit阳性细胞能够通过旁分泌的机制诱导新心肌细胞的形成（16）。
研究人员在查加斯病的小鼠模型中发现，左右心室的多个部分受到影响。因此，我们在实验中选择了细胞静脉注射的方法。为了证明被全身注射的细胞向心脏归巢，我们对骨髓细胞进行了荧光或超顺磁纳米颗粒的标记，并分别通过生物发光和核磁共振成像进行体内追踪。细胞直至注射后的2天才能在心脏中被检测到（Jasmin等人年未发表数据）。在该模型中，骨髓源细胞能够向查加斯病的心脏归巢，因此全身注射是细胞疗法的一种有效方式。但需要清楚的是，大多数注射的细胞并没有达到心脏，而是滞留在了肝，肾和膀胱等器官中（图2）。
图2经全身注射后细胞的生物分布。正常动物在静脉注射放射性同位素锝99m标记的骨髓细胞后的全身液闪血管造影图片。该图片显示放射性信号的大部分位于肝，肾和膀胱中。
在最初的归巢实验后，Soares等人（21）证明非查加斯病同型供体的骨髓单核细胞能够在被慢性克氏锥虫感染的小鼠中明显减少心脏的炎症和纤维化。这种功能的改善能够维持到细胞疗法后6个月。细胞剂量实验证明，为明显减少炎症细胞，必需个细胞，注射或个细胞可产生相似效果（21）。
通过核磁共振检测，我们证明注射个骨髓单核细胞就能够防止和逆转由克氏锥虫引起的右室扩张（22），这一结果与Soares等人（21）所报道的组织病理性的改善存在功能相关性。此外，由于粒细胞集落刺激因子（G-CSF）能够调动骨髓里的干细胞，给查加斯病的小鼠反复注射粒细胞集落刺激因子后也可减少心脏中的炎症和纤维化（23）。随后我们采用在感染的小鼠中先后注射粒细胞集落刺激因子及骨髓单核细胞的方法，并观察到这种联合疗法能够增强炎症侵润的减少（RibeirodosSantosR，私人通讯稿）。
在对慢性感染的小鼠进行细胞治疗后，通过微列阵芯片(microarray)检测基因表达谱是目前最激动人心的发现之一。查加斯病的小鼠有1,（总共分析了9,个基因）个心脏相关的基因表达在感染后发生了改变，而在进行骨髓单核细胞细胞疗法后，尽管有个其他基因由于治疗改变了表达（24），其中96%的基因还是恢复到正常水平。
在另一查加斯性心肌病模型中，有人将共培养的骨骼肌细胞和骨髓基质细胞在患有慢性感染性查加斯病大鼠中直接进行左心室注射，研究人员通过心超检测发现了心脏功能的改善。同时研究发现，注射共培养细胞可提高射血分数并减少了收缩和舒张末期体积（25）。
查加斯心肌病患者的临床试验
在动物模型中获得积极结果之后，Vilas-Boas等人（26）发起了一项针对慢性查加斯病心肌炎引起的慢性心力衰竭患者进行自身骨髓细胞移植可行性与安全性调查的临床试验。但由于细胞作用机制方面知识的缺乏，该项试验只包含了仅能通过心脏移植手术进行治疗的慢性心力衰竭末期的患者。该项试验属开放型、无对照、单中心型试验，该试验共纳入30名患者，纳入标准如下：18-70周岁之间；男女不限；患有由查加斯病引起的慢性心力衰竭；按NYHA（美国纽约心脏学会）分级为3或4级；登记前已经进行至少四周的优化药物治疗的同时射血分数小于40%（26）。该试验没有对照组，所有患者都被施以细胞疗法。骨髓细胞是患者在注射局麻当天被抽取的。抽取的骨髓经过Ficoll密度梯度离心分离得到单核细胞。细胞悬液被稀释到20mL含5%自体血清的生理盐水中，并通过血管成形术中的导管注射到冠状动脉中去。注射细胞平均数量为2.7×个。在注射细胞后的第25天，患者开始连续5天以5μg/kg服用粒细胞集落刺激因子。随后研究人员对患者进行了6个月随访。由于本试验为安全性试验，因此很有必要指出细胞疗法之后未出现心律失常增加，试验期间和试验后I型肌钙蛋浓度也未检测到增加。结果显示，细胞疗法可使射血分数和生活质量有小幅增加，这些结论由明尼苏达问卷调查及NYHA心功能分级所得出。6分钟步行测试也显示有明显提高。
一个查加斯性心肌炎患者的病例报告结果显示，通过冠脉内方式输送的骨髓单核细胞保留在了心肌低灌注的发病区（27）。研究人员在其他6例患者中运用标记细胞做了进一步研究，但并未获得相同结果（28）。这项研究表明，虽然细胞还被保留在查加斯病的心脏里，但它们优先分布于灌注优良的区域。
基于这些安全性试验令人振奋的结果，研究人员设计了一项大型、多中心、随机、双盲及安慰剂对照的临床试验检测在慢性查加斯病心肌炎的患者中经冠脉内输送骨髓源单核细胞的有效性（29）。这项试验的纳入标准为：按Framingham标准诊断为心力衰竭；在心内科定期检查中至少有两次独立血清诊断为查加斯病；年龄介于18-75岁之间；NYHA心功能分级为II到IV级；按Simpson’s标准经心超检查射血分数低于35%；经优化药物治疗。主要的排除标准为：患有瓣膜性疾病（除功能性二尖瓣或三尖瓣回流外）；冠脉造影提示明显狭窄（超过50%的狭窄）；持续性室性心动过速；酒精及药物滥用史；血清肌酸激酶浓度2.5mg/dL；两年内患有肿瘤及其他危及生命的重大疾病。该项试验的主要终点为在6至12个月随访后，射血分数（Simpson’s标准经心超检测）在试验组和对照组两组之间、以及注射前后之间的差异。该试验共纳入例患者。在排除失访的一些参与中心和患者后，我们对试验组90名患者和对照组93名患者进行了分析。两组患者均未观察到明显的不良反应，这验证了Vilas-Boas等人（26）的观察结果。注射细胞的平均数为2.5×个单核细胞，其中的97.5%为有效细胞。随访结果显示射血分数有所改善，6个月后试验组有3个点的平均增加，12个月后有3.5个点的增加。对照组6个月后也显示有2.5个点的改善，12个月后有3.7个点的改善。因此，两组之间并未检测到差异，该实验也无法满足主要终点。次要终点的分析无法显示两组之间的差异。左心室舒张压和收缩压在两组的基线和随访之间也显示无明显差异。此外，明尼苏达生活质量问卷调查、NYHA心功能分级及6分钟步行测试结果显示，基线值与随访值之间有明显的差异，试验组和对照组均有改善但两组之间无差异。综上所述，该项有效性试验结果显示：为低射血分数的查加斯病患者经冠脉内注射骨髓单核细胞并没有增加疗效（29）。
点击文末阅读原文，可阅读本篇全文。
《心血管领域新进展》为AME科研时间系列丛书的“小四”，本书12篇文章均精选自同行评审英文期刊CardiovascularDiagnosisandTherapy（简称CDT,《心血管诊断与治疗》），医院庄建院长、广东省心血管病研究所吴书林所长担任主编，来医院共20位译者共同完成。本书主要涵盖了心脏成像技术在心血管疾病诊断中的价值，陆续揭示了在探索心肺血管疾病发生发展过程中的最新发病机制。超声心动图引导下的经皮诊断和治疗
经导管主动脉瓣移植（TAVI）的CT评估
年QCA、IVUS和OCT技术在介入心脏病学中的应用
左心室射血分数正常的低压差“严重”主动脉瓣狭窄
前瞻性心电触发冠状动脉CT血管成像：一种可有效替代冠状动脉造影的技术
心脏康复的过去、现在和未来
艾滋病患者的急性冠脉综合征：从病理生理到临床实践
心外膜和胸部脂肪的无创测量及临床意义
冠脉钙化积分研究——现状与展望
利用计算机断层扫描进行无创功能评价：何时才能实现临床应用？
心肌梗死后的左心室：利用心脏MRI预测疾病进程
冠脉解剖正常的心力衰竭患者：心脏MRI下不同病因的诊断算法与疾病表征
心脏生物标记物：诊疗心力衰竭的新方法
肺动脉高压中的hypoxamirs：肺血管研究的新契机
识别下方鍖椾含鍝噷娌荤枟鐧界櫆椋庡尰闄?鍖椾含鏈�濂界殑鐧界櫆椋庡尰闄㈠湴鍧�
转载请注明：http://www.galanzweibolu.com/zyzlxjb/27.html
