Piero Anversa心脏干细胞研究造假不会影响干细胞治疗心脏病的前景

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编辑│陈圆圆  ┃  审校│汤红明

廖联明

福建医科大学协和医院中心实验室副研究员，硕士生导师。主要从事临床科研设计的教学和间充质干细胞和再生医学研究。为中华医学会医学工程学分会干细胞工程专业委员会委员、《中华细胞与干细胞杂志》和J Cellular Immunother杂志常务编委、《中国临床药理学杂志》编委、《医药经济报》国际新药研究信息特约撰稿人。主持或参与国家级、省部级课题研究8项，发表SCI论文100多篇，其中干细胞相关的临床研究论文发表在Bone Marrow Transpl、Leukemia、Diabetes、JAMA、J Clin Oncol、Cytotherapy等。

2018年10月14日，据Retraction Watch报道，哈佛大学申请学术期刊撤销Piero Anversa教授所发表的31篇有关心肌干细胞研究的论文。国内诸多媒体对此消息纷纷转载和讨论，仿佛一场学术界的“大地震”已然发生。地震的原因一方面是因为心肌干细胞是一个热门领域，全世界范围内有很多基础和临床科研工作者都在研究。另一方面，许多媒体并没有准确理解这些消息的内容，甚至错误理解为Piero Anversa团队的工作是所有心脏干细胞研究的基石，由此得出错误认知，认为心脏干细胞的基础理论都将被改写，有关干细胞治疗心脏病的临床研究结果也将被推翻。病人更是担心翘首以待的干细胞治疗将是一场白日梦。在此，笔者对心肌干细胞研究历程做一梳理，展示目前心肌干细胞的研究成果及未来的发展方向。

心肌干细胞的研究历程

Anversa的早期研究为心脏病的治疗点燃了希望，因为他提出了两个重要理论：一是心肌中存在可以再生心脏的干细胞（NEJM, PMID:14505575）；二是骨髓造血干细胞可以横向分化为心肌细胞（Nature, PMID:11287958）。2001年，美国贝勒医学院细胞和基因治疗中心的Margaret A. Goodell课题组的研究结果表明，在移植了表型为CD34^-/low/c-Kit⁺/Sca-1⁺的小鼠骨髓侧群细胞后，移植小鼠的心脏中检测到了骨髓来源的心肌细胞（主要位于梗死周边，约占0.02%）和血管内皮细胞（约占3.3%）（J Clin Invest, PMID:11390421）。2011年Anversa团队开展了代号SCIPIO的临床研究。研究采用自体的Lin^-/c-kit⁺ 心肌干细胞，体外培养后通过病人的冠状动脉回输到体内，结果显示干细胞输注可以提高病人的左心室功能和减少疤痕形成（Lancet, PMID:22088800）。2013年伦敦国王学院的Nadal-Ginard团队进一步指出Lin⁻/c-kit⁺ 干细胞是心肌梗死后心肌再生所必须的（Cell, PMID:23953114）。不过笔者发现Nadal-Ginard教授也是2003年Anversa等在Cell上发表文章的作者之一。

科学研究的任何突破都会引起同行的极大兴趣并试图进行更加深入的研究，心肌干细胞领域也一样。然而，国际上很多其他的实验室不能重复关于造血干细胞横向分化为心肌细胞的实验结果。这包括斯坦福大学医学院的Robert C. Robbins团队（Nature, PMID:15034594）、印第安纳大学的Loren J. Field团队（Nature,  PMID:15034593）。 2014年，美国心血管生物学家Jeffery Molkentin 证明成年小鼠心脏中的c-kit⁺细胞几乎从未产生新的心肌细胞，但可以产生血管内皮细胞（Nature,  PMID:24805242）。2015年，上海生科院营养所周斌研究组也发布了相似的研究结果（Cell Res, PMID:26634606）；2018年4月份又发表了一项否定心肌干细胞能生成新心肌细胞的研究（Circulation, PMID:29700121），该研究证明成体心脏中的内源性c-kit⁺细胞并非心肌干细胞，不具有在体内分化形成心肌细胞的能力。

临床有效的c-kit⁺心肌细胞是否存在

c-kit（CD117）属于原癌基因，是干细胞因子的受体，具有酪氨酸激酶活性，通过一系列信号通路参与造血干细胞增殖分化的调控，是公认的造血干细胞标志。

笔者发现，路易斯维尔大学的Roberto Bolli教授曾经采用Anversa团队描述的方法分选出雄性小鼠心肌c-kit⁺细胞并移植到雌性心梗小鼠，一年后检查发现接受移植的小鼠心脏疤痕较小，具有更多的心肌组织，左心室重构改善，心功能也明显好于对照组。Y染色体检测发现有4–8%的细胞来自于移植的供者细胞，但这些细胞不具备成熟的心脏细胞的特征。不过他们通过BrdU标记技术发现，c-kit⁺细胞移植能够促进心梗小鼠心肌细胞和内皮细胞的增殖，在12个月后仍然能够观察到。他们推断是长期存活的c-kit⁺细胞（包括干细胞）通过旁分泌功能起到了治疗效果（Circ Res, PMID:26838790）。值得一提的是，Bolli教授团队虽然采用了与Anversa团队一样的磁珠分选的方法获得c-kit⁺细胞，但并没有证明这些细胞是干细胞。

从文献报道看，c-kit⁺心肌干细胞的争论可能还要维持一段时间才有结果。在此，笔者介绍下另一类c-kit⁺细胞——心肌球源性细胞（cardiosphere-derived cell, CDC），它是2004年由意大利罗马大学实验医学和病理学系的Alessandro Giacomello教授发现（Circ Res, PMID:15472116），因克隆性生长后可形成细胞团而得名。相对于骨髓干细胞、脂肪干细胞而言，CDC对改善心肌功能和减少细胞凋亡更有效（J Am Coll Cardiol,  PMID:22381431 ）。c-kit⁺/flk-1⁺/islet-1⁺ CDC的数量以及CDC的总数量在新生儿和婴儿中最高，在成年期显著下降。此外，新生儿心脏来源的CDC相比成年心脏来源的CDC拥有更好的促进心肌功能康复和血管生成的功能（Circulation, PMID:22965993）。

有研究者认为CDC在体内通过募集祖细胞与激活原有心肌细胞增殖来诱导心脏组织再生，并通过减少细胞凋亡和抗炎保护心脏，推测CDC的疗效是因为其释放的旁分泌因子可促进内源性祖细胞的分化以及心肌细胞分裂。CDC分泌的因子包括HGF和IGF-1等。在体内CDC还能通过促进VEGF的生成，从而促进血管生成，增加血管密度。

    目前有多项临床研究证明了CDC的疗效。

CADUCEUS试验：研究由美国悉达斯西奈心脏研究院和约翰斯·霍普金斯大学共同完成。采用自体CDC逆转心室功能障碍。CDC通过导管输注到梗死组织相关动脉。输注后心脏疤痕组织显著减少，收缩力增加，局部心肌壁增厚。治疗1年后MRI检查发现心脏组织存在有生理意义的再生（Lancet,   PMID:22336189）。

DYNAMIC试验：研究由美国悉达斯西奈心脏研究院、约翰斯·霍普金斯大学、雅典医学院和爱因斯坦医学中心共同完成，观察冠状动脉内输注异体CDC对扩张型心肌病（缺血性和非缺血性）的安全性。CDC从3个主要冠状动脉输注到14例心脏衰竭病人。1年后的随访显示LVEF明显改善 （J Am Coll Cardiol, DOI:10.1016/j.jacc.2016.09.848）。

 TICAP试验：由日本冈山大学附属医院完成，为Ⅰ期临床研究，共招募了14名左心发育不全综合征的儿童，对照组和治疗组各7名。患者通过3个主要冠状动脉输注自体CDC。18个月后心脏MRI显示RVEF、心脏组织再生和心力衰竭有显著临床意义的改善（Circ Res, PMID:25403163）。

ALLSTAR试验：研究由美国悉达斯西奈心脏研究院、明尼苏达心脏研究院、Scripps医学中心、杜克临床研究院、加州大学圣地亚哥分校和约翰斯·霍普金斯大学共同完成，是一项多中心双盲、安慰剂对照的Ⅰ/ Ⅱ期试验，评估冠状动脉内注射同种异体CDC对一年内发生前壁心肌梗死的病人的疗效。在Ⅰ期试验中纳入了14名患者，是一个剂量递增安全试验。治疗组未发生免疫反应，1年后心脏MRI显示梗死面积相对减少了15% （Cell Transplant, PMID:27543900）。

结论与展望

无论支持还是推翻存在心肌干细胞都需要更多的数据才能下结论。美国斯坦福大学心脏病专家Phillip Yang说道“在小鼠损伤模型中，这些干细胞给心脏功能带来益处是无可争辩的，但大多数细胞一到达损伤部位时就已经死亡。因此，问题是：如果这些细胞死亡，那么为什么心脏功能仍在改善？”。正是学术界对干细胞疗效的共识，相关临床研究一直如火如荼地开展着。在ClinicalTrials.gov网站中，笔者将标题限定为含“cell”，疾病限定为“Myocardial Infarct”，剔除非干细胞的研究，共查到108项干细胞治疗心梗的研究。这些研究中除了4项注明采用心肌干细胞外，其他都是间充质干细胞和造血干细胞。事实上，因为心肌干细胞的采集有创伤，而且培养需要较长的时间，加之目前认为心肌干细胞和其他细胞主要的治疗机制是旁分泌作用，因此取材方便的间充质干细胞无论在治疗的及时性还是成本上考虑都将是未来的方向。

总之，笔者认为Anversa事件不管最终的真相和结局如何，干细胞治疗心脏病的研究还将一如既往地往前走，疗效是硬道理。只要有疗效，科学家就会持续进行研究；只要有疗效，投资人的热度就不会减。只要有疗效，最终的产品名称是叫c-kit⁺心肌干细胞还是c-kit⁺心肌细胞并不重要，符合药品法规即可。至于来自骨髓或脂肪的干细胞更是不会受此影响。

（ID：yxckbsc2018020301）

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《医学参考报干细胞与再生医学频道》

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