作者：董永强，易定华，姚志勇，张军，侯晓彬
【关键词】 心肌梗死
【Abstract】 AIM: To investigate the impact of neonatal dog peripheral mononuclear cells transplantation on the left ventricular remodeling following acute myocardium infarction. METHODS: Mononuclear cells from neonatal dogs were isolated and purified. The descending coronary arteries of mature dogs were ligated and the cells were injected into the border zone of the infracted region. The control group was injected with serumfree culture medium. Thansthoracic echocardiogram (HPsonos 5500， 3.5 MH ) was performed preoperation， 2 and 30 days after operation to determine the changes of left ventricular morphology， heart function and myocardium stress. RESULTS: Left ventricular (LV) dilation and heart function deterioration were found in both the transplantation and control groups. There were no striking differences between the two groups. 30 days after operation， LV dilation and stress in the transplantation group were milder than that in the control group. The systolic and diastolic functions were well preserved after mononuclear cell transplantation. CONCLUSION: Transplantation of peripheral mononuclear cells from neonatal dogs into the infarcted regions can relieve left ventricular remodeling and maintain normal heart function.
【Keywords】 myocardium infarction; cell transplantation; echocardiography
【摘要】 目的： 观察新生犬外周血单个核细胞心肌内移植对急性心肌梗死后心肌重构的影响. 方法： 新生犬外周血单个核细胞经分离纯化后直接注射进入成年犬左心室前壁心梗区域，对照组注射无血清培养基. 经胸超声心动图（3.5 MH）分别检查术前、术后2和30 d心脏形态、心功能及心肌应力变化. 结果： 术后2 d两组均出现左室扩张，各项指标无明显差别. 术后30 d，细胞移植组左室扩张较对照组轻，左室收缩舒张功能得以较好保持，心肌应力小. 结论： 单个核细胞移植可以有效减轻急性心肌梗死后左室重构，有效维持心脏功能.
【关键词】 心肌梗死；细胞移植；超声心动图
0引言
急性心肌梗死后心室重构发生于梗死区周围及梗死远处心肌，表现为左室扩张，左室形态改变，心肌肥大及间质心肌纤维化，导致收缩功能恶化. 减轻心肌重构可以降低心肌梗死后充血性心力衰竭的发生率［1］. 细胞移植治疗急性心肌梗死最近成为研究的热点，这种治疗通过移植细胞加强梗死区域心肌组织，或者通过促进缺血区血运重建来改善心功能及心梗预后. 脐血中含有较多内皮前体细胞，可分化成为内皮细胞［2］. 我们应用新生犬外周血单个核细胞模拟脐血单个核细胞移植进入梗死组织，观察其对左室重构的影响，探讨细胞移植治疗心肌梗死的有效性.
1材料和方法
1.1材料健康杂种犬16条，体质量15 kg左右（第四军医大学实验动物中心提供），随机分为两组，实验组和对照组（n=8）.
1.2方法
1.2.1动物模型的建立静脉注射戊巴比妥钠(30 mg・kg-1)麻醉，气管插管，呼吸机维持，呼吸频率16～18 次・min-1(潮气量为15 mL・kg-1)，吸气：呼气为1∶2. 200 mg利多卡因(2 mg・kg-1)持续静脉滴注以防止室性心律失常. 胸骨左缘第五肋间切开左侧胸廓，暴露心脏，分离左冠状动脉左前降支，在其左室前壁第2支远端给予永久性主干结扎. 1 h纯化后单个核细胞梗死区及边缘直接注射. 细胞总数为1×108，25个点，每点40 μL，对照组直接注射无血清培养基. 充分排出气体后关闭胸腔. 继续喂养实验犬30 d.
1.2.2细胞提取纯化新生犬（出生后当日）麻醉后开胸心内直接抽取血液，单个核细胞通过梯度离心法（ficoll，密度1.077 g・mL-1）分离备用.
1.2.3超声检查采用HPSONOS 5500型多普勒超声诊断仪，探头频率为3.5 MH. 分别于术前、术后2 d及术后30 d经胸超声多普勒检查. 检查时戊巴比妥(20 mg・kg-1)麻醉. ① 按WHOISTC推荐方法测收缩末期和舒张末期的左室内径(LVDd， LVDs)和收缩末期室壁平均厚度(h). 以面积长度法测量，利用计算机软件进行计算左室射血分数(LVEF)；② 左室收缩期圆周指数（LVSCI），LVSCI=4π左室面积×100%/（左室周长）2；③ 收缩未期的心壁应力(Ess)=(0.334×SBp×LVDs)/ ［h×(1+h/LVDs)］［3］；④ 平均周边纤维短速率MVCF； ⑤ 心尖四腔切面将取样容积置于二尖瓣尖与瓣环之间测量舒张早期峰值速度(E)，舒张晚期峰值速度(A)；⑥ 计算左房张力（LAT），LAT＝1.333×P×R/2，P为左房压力，以二尖瓣舒张早期最大房室压差代表，R＝（3V/4π）-3，V为左房容积；⑦ 左房射血力（LAF）：LAF=1/2ρMVA，ρ为血液密度（1.06 g・cm-1），MVA(二尖瓣面积)= π(MD)2/4； ⑧峰值充盈速度（PFR），以上指标均测3～5个心动周期取均值.
统计学处理：计量资料以x±s表示，组间数据比较用SPSS 10.0软件进行重复测量资料方差分析，P&<0.05为差异有显著性.
2结果
超声心动图结果部分指标有差异（Tab 1）.
表1超声心动图结果分析（略）
Tab 1Echocardiogram analysis(略)
2.1左室形态结构及室壁运动状态变化对照组发生了左室形态学改变；左室长轴示左室轮廓呈球形扩大，左室长轴显示心尖圆钝，与术前比较：LVDd、LVDs增大，LVSCI显著降低(P&<0.05)，表明左室扩张增加. 细胞移植组术后与术前相比较心肌形态有所改变，但与对照组相比，术后2 d无明显差别，术后30 d LVDd， LVDs， LVSCI与术后2 d及对照组有明显差别. 二维超声显示对照组术后2 d出现室壁运动呈节段性运动减弱，8例对照组有7例(84%)见节段性室壁运动异常，其中运动减弱1例，无运动2例，反常运动4例；室壁运动分数&>-4分者3例，&<-4分者5例. 而收缩期室壁增厚率&<30%，病变对侧室壁运动增强. 手术后30 d该组中6例(75%)见节段性室壁运动异常，其中运动减弱3例，无运动2例，反常运动3例；室壁运动分数&>-4分者3例，&<-4分者5例. 细胞移植组8例(100%)术后2 d见节段性室壁运动异常，其中运动减弱2例，无运动2例，反常运动4例；室壁运动分数&>-4分者2例，&<-4分者6例，手术后30 d该组2例(25%)见节段性室壁运动异常，其中运动减弱1例，无运动1例；室壁运动分数&>-4分者7例，&<-4分者1例.
2.2心功能变化与术前相比，手术后2 d对照组，Ess， A， LAT和LAF显著增大，而CO， MVCF， E， PFR及A/E显著降低，提示左室收缩及舒张功能均有不同程度的降低，左房在一定限度内代偿性收缩增强. 术后30 d各指标较早期无明显变化. 细胞移植组EDV， ESV及EF分别为术前的1.22， 1.54及0.62倍，ESS， A， LAT， LAF， CO， MVCF， E， PFR， A/E等指标与对照组无明显差异. 术后30 d EDV， ESV及EF分别为术前的1.15， 1.27及0.86倍，表明收缩功能明显恢复. CO， MVCF， E， PFR及A/E较对照有明显差异，实验组明显优于对照组.
3讨论
二维多普勒超声心动图通过对心脏内径长度、室壁厚度、心腔大小等因素的动态观察，可发现梗死区室壁伸展及左室扩张，从而及早发现左室重构. Anvensa等［4］在对心肌梗死后左室重构的细胞基础研究中指出，左室舒张末期内径，收缩期圆周指数，舒张末期容积等指标可较好反映左室重构变化. 多普勒超声心动图可以很好的评价LVA后的血液动力学改变，评价心脏功能［5］.
心肌梗死后左室重构的病理过程主要包括早期的梗死膨展和贯穿全过程的进行性心室整体扩张［6］. 心肌缺血坏死后初期，在较高的左室内压作用下，心肌发生伸展、变形，梗死区变薄，表现为梗死后不收缩，或收缩反向运动. 同时由于梗死区膨展破坏了心肌纤维肌束间正常的收缩结构，加剧了左室舒缩功能的障碍. 许多研究已经证实左室重构可以导致早期心功能的下降［7］. 本实验中发现在心肌梗死后左室进行性扩张，表现为LVDd， LVDs， EDV术后明显增大，梗死局部节段性运动障碍. 梗死区域膨展，心脏功能上表现为心输出量、峰值射血速度、二尖瓣收缩早期峰值下降. 作为代偿机制和左室舒张功能下降的结果，心室后壁收缩增强，二尖瓣舒张早期峰值速度升高，左房射血力升高. 左室重构造成左室功能降低. 而有效的恢复心肌血供可减轻左室重构，改善心脏功能［8］.
将未成熟细胞导入缺血心肌有助损害心肌修复，目前实验研究的细胞有骨髓间充质细胞、骨骼肌肌母细胞、纤维母细胞等. 研究表明脐血干细胞可分化成血管内皮细胞. 脐血中作为内皮前体细胞的CD34+细胞含量丰富，其内皮祖细胞的获得率为外周血近10倍［9］. 由此，我们推断将脐血干细胞进行心梗区域注射，可能改善心肌血供同时修复损害心肌组织，改善心功能. 本实验我们采用新生犬血模拟脐带血提取分离单个核细胞，进行梗死区域心肌内注射，应用经胸多普勒超声心动图研究发现，梗死后4 wk经细胞移植治疗的左室舒张内径较对照组小，左室收缩圆周指数高，该种细胞移植可有效阻止梗死区心肌变薄. 收缩末期及舒张末期容积增大少，心输出量有明显改善. 用经二尖瓣多普勒记录舒张充盈，Ｅ峰下降较对照轻，等容舒张时间延长不明显，心脏功能得以良好保持. 从而证实细胞移植治疗心肌梗死可抑制左室重构，并且使收缩舒张功能不全有所改善. 脐血干细胞目前容易获取，而且其特有的生物学特性使之成为干细胞治疗较为理想的种子细胞. 免疫原性低，移植物抗宿主反应弱；造血干细胞可能具有较强分化能力. 因此可能成为心肌梗死细胞移植治疗的较好方案.
心梗后单个核细胞移植治疗的确切机制尚待进一步研究，可能的机制目前认为有两种：① 移植细胞通过分泌促血管生长因子刺激梗死区域内血管生成. ② 移植细胞直接参与心肌内血管生成. 本实验我们应用超声多普勒技术，通过建立犬心梗模型，观察了新生单个核细胞移植对心梗后左室重构变化，实验结果证实该方法可减轻左室重构，明显改善术后心脏功能.
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