于宗良，楊向軍

目前，急性心肌梗死(AMI)患者即使接受及時的再灌注治療，仍有較高的死亡率［1］。AMI發(fā)生后心肌細胞數(shù)量減少，只有極少量的心肌細胞發(fā)生分裂增生，但不能完整修復心肌組織，25%的患者將出現(xiàn)繼發(fā)于心肌梗死的心室重構、心力衰竭［2］等并發(fā)癥。增加有效心肌細胞數(shù)量和促進血管再生是治療的主要方面之一。近年來，干細胞移植治療心肌梗死備受關注，但干細胞的來源、分化、使用途徑等方面限制因素仍較多，目前尚不能在臨床推廣應用。新近研究表明［3-15］，AMI時給予粒細胞集落刺激因子(granulocyte colonystimulating factor，G-CSF)等干細胞動員劑，可能促進心肌細胞再生，縮小梗死范圍，穩(wěn)定心臟結構及改善心功能，從而為急性心肌梗死的內科治療，開辟了一條新途徑。

1 G-CSF來源及功能

G-CSF是一個分子量19.6 kDa的糖蛋白，主要由造血細胞如單核細胞、巨噬細胞等產生。其他細胞如成纖維細胞、內皮細胞、骨髓間質細胞等在適當刺激下也可以產生G-CSF。G-CSF的主要作用是刺激粒系前體細胞增殖、分化和促進粒細胞的活化，G-CSF尚可動員骨髓中的多種干細胞入血，如造血干細胞(HSCs)、內皮祖細胞(EPCs)、間質干細胞(MSCs)等，將G-CSF應用于心肌梗死后的修復治療就是基于這一作用［5］。由G-CSF動員的BMSCs，被認為具有橫向分化為多種胚層來源細胞的能力(又稱之為“轉分化”)［2，5］，從而有可能在心肌梗死發(fā)生后順血液循環(huán)進入心臟，轉分化為心肌、血管等組織，達到對損傷心臟的有效修復。

盡管G-CSF能夠動員骨髓釋放HSCs和EPCs，但這些細胞能否分化為心肌細胞，以及骨髓中是否存在有心肌細胞分化潛能的干細胞，目前尚有爭議。有研究發(fā)現(xiàn)，在特定的環(huán)境下EPCs在體外可以轉化為心肌細胞［2，5］，但是這樣的轉化作用在體內卻極少存在。一些實驗室的研究表明，生理條件下并不存在能轉化為心肌細胞的骨髓HSCs［12-13］。但仍有一些學者證實骨髓中存在能夠合成心肌細胞的細胞［5］。方法學上的不同，可能是這些研究結果出現(xiàn)差異的原因之一。

2 G-CSF的心血管保護的機制

研究表明G-CSF具有多重心血管直接保護作用，主要通過以下幾種途徑:①骨髓干細胞動員作用:G-CSF動員的BMSCs分化為多種胚層來源細胞的能力［3-5］，從而有可能在心肌梗死發(fā)生后順血液循環(huán)進入心臟，轉分化為心肌、血管等組織，達到對損傷心臟的有效修復。②血管生成作用:內皮細胞表面存在G-CSF受體(G-CSFR)，在體內G-CSF可直接刺激內皮細胞增生和遷移，以修復機械損傷的單層內皮細胞，形成毛細血管樣結構［5，12］。③直接心肌保護作用:G-CSF能夠通過其受體直接刺激心肌細胞增殖。2005年Harada等［14］研究證明，心肌梗死后G-CSF 能夠直接作用于心肌并促使心肌存活。Harada證明心肌細胞能夠表達G-CSFR，G-CSF與G-CSFR結合后激活心肌細胞保護性Jak2-Stat3途徑，以及全心Akt-NOS途徑。G-CSF的直接心臟保護作用減少了心肌細胞凋亡，梗死面積減小，存活心肌增加，限制了左室舒張末壓的升高。因此，G-CSF可能促進心肌細胞再生，有效增加梗死區(qū)及周圍毛細血管的密度，減少膠原纖維形成，縮小梗死范圍，穩(wěn)定心臟結構、防治心室重構，從而改善了心功能。

3 G-CSF在AMI實驗動物模型中的保護作用

G-CSF在心肌梗死中通過多種機制發(fā)揮保護作用。研究顯示在動物心肌梗死模型中給予G-CSF治療后［12-13］，通過增加早期巨噬細胞浸潤和MMP-1、9表達水平，可以影響局部炎癥，有利于壞死組織吸收和減少瘢痕形成。還有研究顯示G-CSF通過增加梗死區(qū)膠原沉積調節(jié)愈合過程，進而減少心室擴張［12］。

G-CSF在心肌梗死中的療效在越來越多的實驗研究中得到證實［3-14］，不僅能夠減小梗死面積，改善心臟功能，而且能夠增加動物存活率。多數(shù)小型動物的研究均顯示有良好的療效，在少數(shù)大型動物的研究中也顯示，G-CSF有益于梗死后的心肌修復。

4 G-CSF治療心肌梗死的臨床試驗

在早期動物實驗所獲得的良好結果的基礎上，G-CSF治療心肌梗死逐步進入臨床試驗階段，相繼有臨床試驗對GCSF在心肌梗死后治療的安全性和有效性迸行了研究［15］。MAGIC試驗是最先評價G-CSF應用于支架患者的臨床試驗之一［16］，然而由于其入選患者的均一性差，缺乏對照組，以及較高的支架內再狹窄機率，其結果缺乏說服力。Valgimigli等［17］將20名AMI患者被隨機分為G-CSF治療組及安慰劑對照組，隨訪6個月后發(fā)現(xiàn)與對照組相比，治療組心功能有所改善。在FIRSTLINE-AMI試驗中［18］，50名ST段抬高型心肌梗死患者成功接受PCI治療1～2 h后，將其隨機分入GCSF+標準藥物治療組;與對照組相比，G-CSF治療組隨訪35 d及4個月時的梗死區(qū)室壁增厚率、室壁運動，在靜息狀態(tài)下及多巴酚丁胺激發(fā)試驗中均有所改善。G-CSF治療組梗死區(qū)，在第4個月時亦表現(xiàn)出了較高的代謝活性。第6個月的冠脈造影檢查顯示，G-CSF治療組與對照組，冠脈支架內再狹窄率沒有統(tǒng)計學差異，該試驗觀察到的獲益在1年后的隨訪中仍然存在。

現(xiàn)有的臨床研究表明，將G-CSF用于心肌梗死后的心臟修復治療是一個極有前途的方向。但是也有研究顯示G-CSF治療沒有產生任何益處，甚至引起不利效應。G-CSF治療時產生的副作用，包括冠狀動脈支架內再狹窄、復發(fā)心梗與死亡［15-16，19-20］。

5 影響G-CSF療效的因素

在多項研究中發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增長，G-CSF的心臟修復作用減弱。G-CSF開始治療的時機也是一個相當重要的因素，較多的研究提示，心肌梗死5 d后，動員干細胞治療治療效果比較明顯［15，23-24］。給藥的途徑和劑量等也會影響治療效果，部分研究冠脈內給藥效果優(yōu)于其他途徑［15，25］。另有研究表明G-CSF的保護作用與雌激素有部分重疊，因而可能對女性的臨床治療效果產生影響［15］。

6 總結與展望

G-CSF及其動員的骨髓干細胞在AMI的治療中，是一種充滿希望的手段，具有可避免干細胞移植的復雜創(chuàng)傷性操作，而且無免疫排斥反應，不涉及倫理道德問題等?，F(xiàn)有的主要問題:①采用何種動員方案最好?②心肌梗死后哪一時間動員效果最好?③骨髓干細胞定植并分化為心肌細胞以及血管內皮細胞的確切機制?④干細胞動員、移植長期療效的資料?聯(lián)合細胞因子動員與其它治療方法，進一步提高AMI的療效，有望成為比較好的治療方向。

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