张薇薇 李占全   辽宁省人民医院

我国冠心病的发病率逐年上升，据2000年中国卫生年鉴公布的资料显示，心血管病（包括脑血管意外）死亡率在城市和农村仍居首位，分别占总死亡率的30.77%和38.45%，每年我国约有300万人死于心血管疾病。目前研究显示，外周血或者骨髓来源的单个核细胞(monouclear cells，MCs)治疗心肌梗死是有一定的疗效的。粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF)具有动员骨髓源单个核细胞进入外周血的作用。

人类粒细胞集落刺激因子（G-CSF）通过与效应细胞表面特异性受体（G-CSFR）结合而产生。G－CSF不仅在造血细胞的不同时期（干细胞，祖细胞和成熟细胞）促进细胞生长，还可改变基因表达，使细胞因子如白介素1（1L1），肿瘤坏死因子α（TNF-α）等分泌增加。G-CSF能促进基质细胞衍生因子-1（SDF-1）水平下调以及造血细胞CXCR4的表达的上调，G-CSF的刺激促使HSC动员迁移归巢，而这一作用可通过抗CXCR4的抗体所阻断。G-CSF能够促进造血干细胞，祖细胞的增殖、分化，刺激粒细胞。

心肌梗死时，基质细胞衍生因子-1（Stromal cell-derived factor-1，SDF-1），血管内皮生长因子（VEGF），粒细胞集落刺激因子（G-CSF）等因子在外围血循环中的浓度升高，外周血中的干细胞数量在上述因子的作用下也随之升高， Leone等检测到急性心肌梗死病人循环血液中G-CSF浓度明显升高，CD34+干细胞数量增多，G-CSF浓度与血循环中CD34+干细胞的数量呈正相关。G-CSF动员HSC的同时，也能动员MSC和EPC。Orlic等在急性心肌梗死小鼠模型注射SCF和G-CSF，发现外周血干细胞数量显著增高，实验组小鼠较对照组存活时间长，心功能明显改善，实验组小鼠心梗部位有新生心肌细胞和内皮细胞Askari等在心梗2天后外周注射G-CSF进行骨髓动员，检测发现有HSC迁移到心梗部位，心脏功能部分改善。心肌梗死后除了影响心脏泵功能以外还使心脏易于发生心律失常。因此学者们在单用G-CSF或联合应用干细胞因子（SCF）等细胞因子治疗心肌梗死研究时，除了探索心肌梗死后心脏功能的恢复情况，还研究了心肌梗死模型中的G-CSF、SCF对心脏电生理的影响。经G-CSF/SCF处理5周后，心梗移植区域室性心律失常发生率明显降低。其治疗效果与G-CSF/SCF增加了心梗周边区域心肌细胞直径、动脉生成、connexin43的表达而改善血液供应以及梗死区域再生的心肌与正常心肌的电机械匹配密切有关。心肌梗死后利用G-CSF动员的BMDCs如何迁移到心梗部位，除了旁分泌机制可能造成BMDCs迁移到心梗部位外，G-CSF本身也能促进BMDCs迁移到心梗部位。最近研究表明心肌梗死后释放的G-CSF等细胞因子通过SDF-1/CXCR4轴动员BMDCs迁移到心梗部位分化心肌细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞而改善心脏的功能。

Kang等在10名心肌梗死的患者中利用G-CSF 动员骨髓，并行冠脉介入治疗，之后将从外周血分离的HSC通过球囊注入7名患者的梗死区域。在骨髓动员期间及干细胞注入后6个月，无患者死亡，无恶性心律失常及心衰恶化，无心绞痛发作。接受干细胞移植的患者的心功能明显改善。然而，HSC冠脉内移植导致了患者血清肌酸激酶平均升高65%，提示存在轻度的心肌损伤。更为重要的是，10名患者中7名（5名干细胞移植，2名单纯骨髓动员）在治疗后6个月时发生了支架内再狭窄，这一不良反应直接促使这个临床试验的提前终止。在另一个15例病人的临床试验中，骨髓动员在冠脉介入治疗后约80分钟进行，结果没有发现支架内再狭窄，也无其他严重的不良事件发生。与对照组相比，骨髓动员组患者心功能明显改善。关于HSC能否分化为心肌细胞仍存在颇多争议，甚至有学者认为HSC在体内仅能分化为各系血细胞。而外周血中是否存在MSC不同的研究小组报道差别很大。尽管MSC体内外实验已经证实具有向心肌细胞分化的潜能。但是从骨髓动员后的外周血中提取出来的干细胞是否能分化为心肌细胞还需要进一步证实。

多项G-CSF治疗心肌梗死的Ⅰ期临床试验结果表明G-CSF是安全的，心律失常的发生明显降低并改善心功能。由于上述临床试验不是双盲、对照试验，因此结果不能被人们信服。同时在G-CSF与血管支架联合应用是否引起再狭窄问题不同研究小组报道存在差异。2005年Kuete等和Valgimigli等临床试验结果表明，应用G-CSF治疗心肌梗死患者并不引起或加重支架内再狭窄和造血系统过渡增值等副作用，而其治疗作用却与Kang等试验结果相同即：接受干细胞移植的患者的心功能明显改善。2001年Seiler等双盲、随机对照试验表明G-CSF动员BMDCs治疗心肌梗死可通过增加侧枝循环而改善心脏的功能。但是，2006年Ripa 等发表的随机、双盲、对照试验，表明G-CSF动员BMDCs治疗心肌梗死虽然安全，但并不能改善左室功能。同期2006年，Zohlnhofer等对G-CSF治疗心肌梗死进行了随机、双盲、安慰剂对照研究。在发病12小时内成功接受冠脉介入治疗的114例患者随机接受BMDCs治疗及安慰剂治疗，随访4~6个月。与对照组相比，治疗组患者LVEF无明显改善，梗死面积无明显缩小，两组间再狭窄率也无差异。这些实验的结果使G-CSF治疗心肌梗死遇到严峻的考验。由于心梗急性期使用细胞因子可因受体竞争性抑制而得不到理想效果。

近来慕尼黑大学的Zohlnhofer博士和其德国和丹麦的同事报道了根据10个临床试验的荟萃分析结果：在急性心梗后再灌注成功后，用粒细胞集落刺激因子动员干细胞不能改善心脏泵血功能及缩小梗塞面积。10个随机试验共有445患者参与，他们在AMI后经历了成功再灌注，随后在90分钟到5天内进行 G-CSF输注或安慰剂对照。随后进行1-24月不同时间的随访，大多数试验在干预后3-6个月进行评估，在 G-CSF组或安慰剂组均有明显的类似的提高。平均缩小梗塞面积在两组之间没有差别。G-CSF在试验中显示出了安全性。Zohlnhofer 博士和同事提出，这个阴性结果可从几个方面进行解释，“可能由于干细胞动员的时间不合适，导致动员的干细胞可能不能归巢到梗死区”，前期研究发现，“灌注后细胞治疗的时间影响治疗的结果，因为梗死区微环境可能只在某些时间点能接受干细胞。该文章提示了单用G-CSF，没有收集，扩增，或直接把细胞送到心脏，可能与其他方法相比，结果并不理想，但这并不排除用创新性的，其他新的利用 G-CSF的方法进行细胞替代治疗的可行性。

综上所述，尽管G-CSF治疗心血管疾病的研究中，不同研究中心的结果差异很大，但目前的研究提示G-CSF治疗心血管疾病还是安全的，而由于其无创且治疗简便等特点，G-CSF动员BMDCs治疗心血管疾病还需要继续研究和探索，以便找到最佳的治疗手段，造福于人类。