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心肌梗死后能不能修复? 胶原蛋白“携手”干细胞可以办到

来源:科技日报2020-10-20 08:52

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  人体的心脏像一个血泵,它的每一次跳动,都将充足的血液推向全身,以维持正常的生命活动。心脏强大而又脆弱,它需要冠状动脉向它供血来维持运转,如果冠状动脉血管变窄或被阻塞,会引发心肌细胞的缺血、缺氧及死亡,造成心肌梗死,影响心脏泵血功能,最终导致心力衰竭。

  对于严重的陈旧性心肌梗死,目前仍缺乏有效的治疗手段。不过,今年9月发表于《美国医学会杂志》子刊《JAMA Network Open》的一项研究,则给心肌梗死患者带来了希望。中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员戴建武团队与南京鼓楼医院教授王东进团队合作,成功研发出一种特殊的胶原蛋白,这种胶原蛋白结合干细胞移植入患者体内后,可以让干细胞在心肌坏死的部位定植。

  研究人员表示,作为国际上第一个可注射支架材料结合干细胞移植治疗缺血性心脏病的临床研究,该研究首次证明了注射材料联合干细胞用于心脏病治疗的临床安全性及可行性,并显示出了良好的应用前景。

  胶原蛋白当支架,助干细胞定植存活

  目前,临床治疗心肌梗死,主要是通过介入治疗或旁路移植手术等方法,恢复心脏血供。“这些方法在一定程度上可以延缓疾病进程,但是对于严重的陈旧性心肌梗死不是很有效。”戴建武说。

  干细胞具有自我更新和分化潜能以及强大的营养和分泌功能,尝试用干细胞移植让心肌恢复活力,是心肌再生领域的研究热点。目前干细胞移植治疗心肌梗死已开展大量临床研究。“但一些研究表明干细胞移植后容易扩散,很难在损伤部位定植存活,影响治疗效果。”戴建武说。

  “我们分析过很多化学合成材料,这类材料在人体代谢后会有残留。但人体皮肤和肌腱等组织细胞中有很多胶原蛋白,而胶原蛋白有细胞粘附功能,如果做成支架包围住干细胞,那干细胞也许就不容易跑掉,胶原蛋白也可以在体内降解为氨基酸。”顺着这条思路,戴建武团队开始关注胶原蛋白。

  但触感Q弹、细腻柔软的胶原蛋白想做成支架“坚挺”地在心肌中固定下来,也不是一件容易的事。“胶原蛋白降解速度太慢会延缓心肌细胞再生,降解速度太快了,又不利于干细胞定植,另外,胶原材料的力学强度对移植效果也很重要,所以我们花了好几年摸索支架的强度和降解速度,最终发现支架在3个月左右降解最有利于心肌血管再生。”戴建武说。

  仅有强度和降解速度还不够,如果胶原蛋白的纯度不高,进入人体会引发炎症。经过三四年的试验、调试制备工艺,最终,研发团队得到了高纯度低免疫性胶原蛋白。这种胶原蛋白有一定的可塑性,与干细胞同时注入体内后,会根据心肌部位的结构,形成特有的形态,并“拦截”干细胞让其定植。

  对心肌梗死重症患者效果更明显

  胶原蛋白支架与干细胞能否捆绑成一对好兄弟,在体内发挥疗效,经历了漫长的动物试验和人体临床试验。

  戴建武团队与王东进团队曾合作在猪陈旧性心梗模型中,检验材料与细胞移植的安全性及有效性。通过血液生化分析、心脏超声及心脏核磁分析、组织病理学检查,发现材料及干细胞移植安全性良好,与对照组相比,材料联合干细胞移植能促进心梗组织的血管新生,抑制猪心脏梗死体积的扩大,促进心脏功能恢复。

  在动物实验获得明确的安全性及有效性评估的基础上,团队自2016年3月1日起,开始在南京鼓楼医院开展可注射胶原材料联合脐带间充质干细胞治疗缺血性心脏病的随机对照临床研究。王东进介绍,相比于对照组,胶原材料联合干细胞移植在一年后可显著减小患者心脏梗死体积,并且病人的生活质量及心脏评级改善。

  “胶原蛋白支架联合干细胞移植在较严重患者中的效果明显。因为心肌梗死的轻症患者在做搭桥手术后,患者自身的心肌修复能力强一些;而重症患者的心肌自我修复能力差,对心肌再生技术的依赖更强。”戴建武告诉记者,胶原蛋白支架已经完成产品标准化研究,并获得中国食品药品检定研究院等权威机构的产品技术要求认证、生物安全性检测、免疫评价、病毒灭活检测等报告,达到临床植入性医疗器械质量标准。

  “如果想大规模进入临床,还需要进行多中心临床试验、产品注册等程序,可能还需要一段时间的积累。”戴建武说。

  (记者 金 凤)

[ 责编:涂子怡 ]
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