在一項對46歲婦女的臨床試驗中，研究人員發現，由干細胞培育出的肌肉貼片可幫助修復衰竭的心臟。
干細胞培育的肌肉貼片可以修復衰竭的心臟（圖源：NCMIR/科學圖片庫）
2016年，這名婦女心臟病發作，后發展為心力衰竭。醫生在其左胸切開10厘米切口，在心臟表面植入了10塊包含4億個細胞的貼片。倫敦帝國理工學院心臟再生醫學研究員Sian Harding說，醫生還為這名患者使用了兩種“通常用于心臟移植 ”的免疫抑制劑。
此后，她的病情穩定了三個月，足以支撐她接受心臟移植手術。科學家檢查其原心臟時發現，植入的肌肉貼片仍保持原位，且植入細胞的斑塊上有細小的血管，這表明它們正在接受一些氧氣和營養物質。
這項試驗于2021年進行，1月29日，其結果發表于《自然》雜志，同時發表的還有早先在獼猴身上測試含有4000萬或2億個細胞的肌肉貼片的研究結果。Harding稱這一發現“顛覆了傳統認知”。
"我們首次擁有了一種實驗室培育的生物移植物，可以穩定并強化心肌。研究合著者、德國哥廷根大學醫學中心心臟外科醫生Ingo Kutschka在新聞發布會上表示。
“這是一項重大突破，”阿拉巴馬大學伯明翰分校生物工程與心臟修復專家張建一評價道。他專注于利用誘導多能干細胞進行心臟修復研究。
該療法并非旨在替代心臟移植，但可以幫助那些正在等待心臟移植的晚期心力衰竭患者。“僅有不到1%需要移植的患者能獲得心臟，”研究合著者、哥廷根大學醫學中心藥理學家、Wolfram-Hubertus Zimmermann在發布會上表示，此方法“為當前接受姑息治療的患者提供了新選擇”。
據悉，全球約6000萬人受心力衰竭困擾，被診斷為嚴重心力衰竭的患者大多一年內死亡。供體稀缺意味著沒有足夠的心臟供大多數需要的人使用，而人工泵血裝置昂貴，且需進行侵入性手術。
多年來，科學家嘗試將干細胞或干細胞培育的肌肉直接注射到心臟中，但這往往導致心律失常、腫瘤生長或免疫排斥。
Zimmermann團隊通過工程化iPSCs生成心肌與結締組織，將其與膠原凝膠混合制成貼片，并開發出一種微創手術，將其貼附于心臟表面。“移植物基本位于心臟外部。”張建一解釋道。
研究人員將貼片植入6只心力衰竭的獼猴體內，并與7只未治療的動物形成對照組，其中三只接受治療的猴子接受了兩塊貼片，其余三只接受了五塊。這些動物還服用了阻斷不良免疫反應的藥物。
六個月后，與對照組相比，接受了五塊貼片的猴子的心壁增厚達15%，其中三只貼有貼片的猴子每次心跳泵出的血液量也增加了10%。Zimmermann在新聞發布會上說："這表明，在心臟泵血的同時，貼片也做出了貢獻，然后轉化為整個心臟泵血功能的增強。
所有接受治療的猴子均未出現心律失常或腫瘤。倫敦帝國理工學院心臟再生醫學研究員Sian Harding指出，盡管沒有完全融入心臟結構，但它們會對心臟的運動做出反應，避免了心律不齊。
“我們已證明，可以安全地為衰竭心臟添加肌肉組織，”Zimmermann總結道。目前，研究團隊已為15名患者植入20片類似肌肉貼片，并計劃招募更多參與者。團隊還將在獼猴中測試新貼片設計，以減少對免疫抑制藥物的依賴。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08463-0
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