Промежуточные результаты шунтирования коронарной артерии с одновременной трансплантацией стволовых клеток для лечения хронической сердечной недостаточности при ишемической болезни сердца
Снижение количества выживших кардиомиоцитов после тяжелого инфаркта миокарда с гипофункцией и последующим развитием хронической сердечной недостаточности является конечным проявлением тяжелого заболевания с плохим прогнозом. Хотя медицинские и хирургические методы лечения могут улучшить коронарное кровоснабжение и спасти ишемизированный миокард, решение для некротического миокарда до сих пор не найдено [1] [2]. Поскольку традиционные методы лечения не могут регенерировать и восстанавливать пораженные и некротические клетки миокарда, трудно коренным образом обратить вспять прогрессирование сердечной недостаточности. Стволовые клетки обладают потенциалом разнонаправленной дифференцировки, и трансплантация стволовых клеток может стать эффективным методом лечения ишемического некроза миокарда [3]. В последние годы в мире был проведен ряд клинических исследований по регенерации клеток для восстановления поврежденного миокарда, и некоторые из них подтвердили безопасность и эффективность трансплантации клеток при остром инфаркте [4]. Мы отобрали пациентов с давним коронарным инфарктом с сердечной недостаточностью, требующей хирургического лечения, и применили трансплантацию аутологичных одноядерных клеток костного мозга одновременно с шунтированием коронарной артерии, чтобы оценить побочные эффекты трансплантации аутологичных одноядерных клеток костного мозга и проследить время выживания и качество долгосрочной выживаемости пациентов.
Материалы и методы
Девятнадцать пациентов со старым коронарным инфарктом добровольно прошли процедуру шунтирования коронарной артерии с одновременной аутологичной трансплантацией одноядерных клеток костного мозга и подписали форму информированного согласия. Семнадцать пациентов были мужчинами и две женщины. Их возраст варьировался от 40 до 71 года, средний возраст составил 57±9 лет. Предоперационным диагнозом была ишемическая болезнь сердца, старый инфаркт с левожелудочковой недостаточностью, предоперационная гипертония в 6 случаях, гиперлипидемия в 12 случаях и диабет в 3 случаях. Коронарная ангиография показала, что все коронарные поражения были трехстворчатыми, 6 случаев сочетались с аневризмой стенки желудочка и 2 случая сочетались с умеренной митральной регургитацией или выше. Предоперационные коронарные ангиограммы были рассмотрены двумя старшими кардиохирургами и соответствовали показаниям для категории I «Нового пересмотренного руководства США 2004 года по хирургии коронарного шунтирования». У пациента был большой инфаркт миокарда при предоперационной ядерной оценке. Предоперационная эхокардиограмма показала фракцию выброса левого желудочка от 25% до 45%, в среднем 36±5,6% (двухмерное ультразвуковое исследование по методу Симпсона); конечный диастолический диаметр левого желудочка варьировался от 46 до 80 мм, в среднем 60,8±7,8 мм. мм.
Все 19 пациентов перенесли коронарное шунтирование и аутологичную трансплантацию стволовых клеток костного мозга в операционной под общей анестезией и гипотермическим экстракорпоральным кровообращением. После общей анестезии в операционной стерильно пунктировали переднюю верхнюю подвздошную кость, аспирировали около 60 мл крови костного мозга и получили 10 мл суспензии одноядерных клеток костного мозга методом градиентного центрифугирования. 10 мл успешно полученной суспензии одноядерных клеток костного мозга аспирировали на операционный стол с помощью 10 мл шприца. Трансанастомотический эндоваскулярный мостовой трансплантат был выполнен в соотношении 40% для передней нисходящей ветви, 30% для правой коронарной артерии и 30% для левой коронарной артерии. Процедура следующая: вводите 4 мл клеточной суспензии через левую внутреннюю грудную артерию до анастомоза передней нисходящей ветви, медленно в течение более 1 минуты, при этом ненадолго открывая внутреннюю грудную артерию для вентиляции, снова перекрывая поток внутренней грудной артерии, завязывая узлом шов анастомоза и сохраняя отсутствие кровотока в передней нисходящей ветви в течение 5 минут; введите 3 мл клеточной суспензии из проксимального конца правого сосуда коронарного моста, медленно в течение более 1 минуты, и закончите 1 мл клеточной суспензии. Остаток клеточной жидкости в мостовидном сосуде выталкивается в миокард физиологическим физиологическим раствором, а проксимальный конец зажимается для поддержания отсутствия кровотока в течение 5 минут; продолжают следить за введением клеток в правый коронарный мостовидный сосуд для завершения левой интракоронарной трансплантации клеток, медленно вводя 3 мл объема клеточной суспензии, и зажимают проксимальный конец для поддержания отсутствия кровотока в течение 5 минут. После завершения операции полной клеточной трансплантации можно открыть зажим для блокировки аорты и выполнить проксимальный анастомоз для завершения процедуры CABG. Дистальный анастомоз завершается под остановкой сердца, а проксимальный анастомоз — введением суспензии стволовых клеток через мостовой сосуд и анастомоз. Если одновременно сочетаются другие процедуры, такие как митральная вальвулопластика или резекция опухоли стенки желудочка, то одновременная процедура выполняется первой, а трансплантация клеток — последней.
Все пациенты проходят клиническую оценку сердечной функции и градацию стенокардии. Коронарная ангиография для оценки заболевания коронарных артерий, ядерная визуализация для оценки сохранившегося миокарда, эхокардиография для оценки функции левого желудочка и холтер для оценки предоперационного ритма также были выполнены в течение 2 недель до операции.
Эхокардиограмма была повторена после операции в качестве последующей оценки. Эхокардиография проводилась на цветном эхокардиографе HP SONOS 5500 с частотой зондирования 2,5/2,0 МГц, с получением длинноосевой проекции левого желудочка, горизонтальной проекции митральной папиллярной мышцы, апикальной четырехкамерной, пятикамерной и двухкамерной проекций левого желудочка и прослеживанием эндокарда левого желудочка в конце диастолы и изоволюмической систолы на апикальной четырехкамерной и апикальной двухкамерной проекциях соответственно. метод автоматического расчета фракции выброса левого желудочка.
Последующие оценки проводились для оценки улучшения сердечной функции, улучшения стенокардии, наличия повторных эпизодов сердечной недостаточности, возникновения злокачественных аритмий и возникновения событий MACCE. Протокол исследования был одобрен комитетом по этике, и было получено согласие на его проведение. Полученные данные были проанализированы путем применения статистического программного обеспечения SPSS 10.0 к собранным данным. Данные измерений были выражены как среднее ± стандартное отклонение. В этой группе были проведены прямые сравнения между данными до операции и послеоперационными результатами, а данные измерений были проанализированы с помощью t-теста Стьюдента. Данные подсчета были проанализированы с помощью непараметрических тестов. p < 0,05 считалось статистически значимым различием. Результаты Количество одноядерных клеток костного мозга, полученных у 19 пациентов, колебалось от 1,8 до 12 х 107, в среднем 8,23 ± 4,03 х 107, а процент жизнеспособных клеток составлял >99%. Были проведены микробиологические исследования, и клетки были выращены стерильно в культуре. Клетки костного мозга были культивированы in vitro, и первичные клетки постепенно образовали клон-подобный рост на 10 день культуры, а затем перешли к формированию поколения клеток через 12-14 дней.
Девятнадцать пациентов перенесли трансплантацию коронарной артерии и аутологичную трансплантацию одноядерных клеток костного мозга, включая шесть случаев резекции аневризмы стенки желудочка и два случая митральной вальвулопластики одновременно. Среднее количество обходных ветвей составило 4,3±0,8. Среднее время экстракорпорального кровообращения составило 126±38 минут, а среднее время блокады — 73±19 минут. 4 пациентам во время операции была имплантирована ИАБП, и все они были успешно выписаны; в 7 случаях был имплантирован левый сердечный ассистент и применен левый сердечный ассистент BVS5000. У одного пациента на третий день левого сердечного ассистента произошла внезапная церебральная эмболия, и инсульт закончился смертью пациента.
Продолжительность послеоперационной вентиляционной помощи составила менее 24 часов у 12 пациентов, от 24 до 72 часов у 4 пациентов и более 72 часов у 3 пациентов; продолжительность послеоперационного пребывания в отделении интенсивной терапии была в пределах 3 дней у 5 пациентов, от 3 до 7 дней у 8 пациентов и более 7 дней у 6 пациентов. 19 пациентов не имели инфаркта миокарда в раннем послеоперационном периоде и новых Q-волн на ЭКГ. Среднее значение CK было 79,2±41,3 МЕ/л до операции и 449,1±430,1 МЕ/л после операции; среднее значение CK-MB было 12,6±3,9 МЕ/л до операции и 29,2±3,9 МЕ/л после операции. Среднее значение MB после операции составило 29,2±24,8 МЕ/л.
Средний предоперационный GOT составил 37±19 МЕ/л, а средний предоперационный GPT — 28±11 МЕ/л. Средний послеоперационный GOT составил 53±45 МЕ/л, а средний послеоперационный GPT — 49±28 МЕ/л. Во всей группе не возникло почечной недостаточности. Средний предоперационный креатинин крови составил 88±17 ммоль/л, средний послеоперационный креатинин крови составил 118±40 ммоль/л. Во всей группе не было тромбоэмболии легочной артерии.
Злокачественных желудочковых аритмий (желудочковая тахикардия, фибрилляция желудочков) не было у всех пациентов во время послеоперационного пребывания в отделении интенсивной терапии.
Все 18 выживших пациентов прошли более 1 года клинического наблюдения, без смертности во время наблюдения, которое длилось от 12 до 40 месяцев, в среднем 26,3±9,0 месяцев. При послеоперационном контрольном обследовании с помощью эхокардиографии фракция выброса левого желудочка (LVEF) увеличилась с 36,0±5,6% до операции до 42,6±7,0%, со статистически значимым P=0,0044 статистическим тестом; конечный диастолический диаметр левого желудочка (LVEDD) уменьшился с 60,8±7,6 мм до операции до 57,7±9,6 мм, со статистически значимым P=0,0044 статистическим тестом. 0,3964, что не было статистически значимым.
У четырех пациентов после операции повторились эпизоды сердечной недостаточности, которые разрешились после лечения, при средней классификации сердечной функции от 1 до 3, 1,9 ± 0,6. Симптомы стенокардии исчезли у пяти пациентов после операции и значительно разрешились у 11 (канадская классификация стенокардии 1); у двух пациентов после 1 года наблюдения повторились эпизоды стеснения в груди, которые разрешились после увеличения дозы нитратов. Непараметрический тест анализировал улучшение классификации сердечной функции до и после операции, P<0,001, что было статистически значимо; непараметрический тест анализировал улучшение классификации стенокардии до и после операции, P<0,001, что было статистически значимо. Вся группа из 18 пациентов не имела послеоперационного инфаркта и не получала повторной реваскуляризации. В течение периода наблюдения во всей группе не было неврологических происшествий, таких как церебральная эмболия или кровоизлияние в мозг. У 1 пациента развились симптоматические аритмии, Холтер показал: 4163 желудочковых преждевременных, 164 парных, 249 желудочковых тахикардий, 51 на 1000 желудочковых преждевременных, 6 наджелудочковых тахикардий и 253 наджелудочковых преждевременных. Пациент был выписан без регулярной антиаритмической терапии, и через 26 месяцев после операции конечный диастолический диаметр левого желудочка по-прежнему составлял 75 мм. Через 16 месяцев после операции у пациента была обнаружена периферическая опухоль легкого, и ему была проведена клиновидная резекция доли легкого. Обсуждение Клеточная трансплантация для восстановления инфарктного миокарда в последние годы стала предметом исследований как на национальном, так и на международном уровне. Настоящее исследование было проведено с целью наблюдения клинической безопасности трансплантации коронарной артерии с одновременной аутологичной трансплантацией одноядерных клеток костного мозга при сердечной недостаточности после инфаркта миокарда и предварительного анализа ее клинической эффективности. Интракоронарное введение через открытую коронарную артерию для трансплантации клеток в настоящее время является наиболее часто используемым методом трансплантации клеток в клинических исследованиях [5]. Трансплантированные клетки могут быть введены в целевую область через мостовой сосуд, где клетки равномерно распределяются и образуют эффективное лечение локально в коронарном микрососуде поврежденной или инфарктной области. Однако во время лечения прикрепленные клетки трансплантата вымываются внутрикоронарным кровотоком, и выживаемость клеток трансплантата в миокарде низкая: по разным данным, в зоне инфаркта остается от 1% до 3% клеток [6]. В нашем исследовании суспензия клеток медленно вводилась через мостовой сосуд в условиях остановки сердца. В состоянии остановки кровоток в коронарных артериях отсутствует, и клетки имеют большее время контакта с эндотелием и повышенную способность к адгезии; в то же время, в состоянии остановки капилляры находятся в диастолическом состоянии без давления кровотока, и сосудистая проницаемость высока, поэтому доля трансплантированных клеток, прилипших к эндотелию, попадающих в ткань миокарда через стенку сосуда, больше. Ремоделирование желудочков и насосная недостаточность, вторичные по отношению к инфаркту миокарда при ишемической болезни сердца, являются сложной проблемой в лечении ишемической болезни сердца. Только гемопоэтическое ремоделирование решает проблему стеноза и гибернирующего миокарда, в то время как обширная дегенеративная, некротическая и фиброзная ткань бляшки неэффективна для гемопоэтического ремоделирования. В литературе сообщается, что у пациентов с застарелым инфарктом с гипоперфузией левого желудочка, получавших только КАБГ, 1-летняя выживаемость составляет 87%, а 3-летняя - 80% [2]. Трансплантация стволовых клеток для лечения пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью при старом инфаркте с ишемической болезнью сердца может улучшить LVEF на 5-10 % [5]. Средняя фракция выброса левого желудочка увеличилась с 36,0% до 42,6%, а LVEF увеличился на 18,3% по сравнению с дооперационным уровнем, в то время как класс функции сердца снизился с 2,9±0,8 до 1,6±0,7. Этот результат не подтверждает влияние трансплантации стволовых клеток на улучшение функции сердца в этой группе пациентов, так как он смешивается с улучшением функции левого желудочка с помощью КАБГ. Эффективность трансплантации стволовых клеток должна быть оценена в строгом рандомизированном контролируемом исследовании. Безопасность клеточной трансплантации всегда вызывала озабоченность. В зависимости от способа трансплантации и типа пересаженных клеток могут возникать различные осложнения, при этом особое внимание уделяется злокачественным желудочковым аритмиям после трансплантации. В данном исследовании мы сосредоточились на возникновении аритмий у пациентов. У одного пациента после трансплантации клеток развились симптоматические аритмии, но фармакологическое лечение аритмий не проводилось, а холтер показал частые преждевременные сокращения желудочков. У этого пациента до операции конечный диастолический диаметр левого желудочка составлял 80 мм, а по Холтеру отмечались частые преждевременные сокращения желудочков. Через 26 месяцев после операции конечный диастолический диаметр левого желудочка пациента все еще составлял 75 мм при ультразвуковом исследовании, и было проанализировано, что частые преждевременные сокращения желудочков могут быть связаны с увеличенным сердцем и низкой сердечной функцией. В литературе сообщается, что аритмии, связанные с трансплантацией стволовых клеток, возникают в основном после внутрисердечного введения миогенных клеток скелетных мышц для трансплантации [7] [8]. Некоторые ученые считают, что аритмии возникают из-за неспособности миогенных клеток скелетных мышц образовывать межклеточные gap junctions и проводить электрическую активность с той же скоростью, что и клетки in situ, что приводит к дисхронизму, который также может быть связан с миогенными клетками и внутрисердечными инъекционными трансплантатами [9]. Однако патогенез может быть многогранным, с дифференциальным ионным каналом между миогенными и сердечными миоцитами и высвобождением воспалительных медиаторов в месте инъекции. В отличие от этого, в исследованиях с использованием клеток костного мозга и клеток-предшественников периферической крови не было обнаружено значительных аритмий. В литературе сообщается, что после интракоронарного введения МСК костного мозга в коронарные артерии собак в исследованиях на животных были обнаружены острая ишемия миокарда и подострый микроинфаркт. Патологические срезы сердца собаки показали небольшие, типичные очаги инфаркта миокарда с отложениями фиброзной ткани и инфильтрацией мононуклеарными клетками в ткани миокарда, снабжаемой гиральной ветвью коронарной артерии [10]. Однако в ходе клинических испытаний таких сообщений не поступало. Большинство клеток, используемых в клинической практике, - это мононуклеарные клетки костного мозга или периферической крови, которые некультивируются до диаметра около 10 мкм, редко образуют клеточные комки и с меньшей вероятностью могут вызвать окклюзию мелких коронарных артерий. Мы применяли первичные одноядерные клетки костного мозга с малым диаметром клеток, что позволило избежать возникновения микроинфарктов. Также в этой группе случаев, а это пациенты со старым инфарктом миокарда, сердце пациента уже получило ишемический инфарктный удар, породив и установив обширное адаптивное коллатеральное кровообращение, так что клетки, засевшие в крошечных руслах коронарных артерий, не вызывают развития инфаркта миокарда. Первые результаты нашего исследования показали, что, за исключением одного пациента с имплантацией левого сердца, ни у одного из 16 пациентов ферменты миокарда CK и CK-MB не превышали четырехкратные нормальные значения на 1-й день после процедуры, а на ЭКГ не было новых Q-волн или повышенного ST-T. Доля стволовых клеток, остающихся в сердце после транскоронарной трансплантации, по литературным данным, составляет около 5%, а большинство распределяется в легкие, печень и селезенку [11]. В нашем исследовании в раннем послеоперационном периоде не наблюдалось тромбоэмболии легочной артерии, не было печеночной недостаточности, а повышение трансаминаз, вызванное экстракорпоральным кровообращением и ассистированием левого сердца, было в два-три раза выше нормы; в раннем послеоперационном периоде не было почечной недостаточности. Во время наблюдения в рамках данного исследования у одного пациента через 16 месяцев после операции был обнаружен периферический тип опухоли легкого, ему была проведена клиновидная резекция доли легкого, патологоанатомически подтвержденная как аденокарцинома легкого, и он жив на 36 месяце наблюдения. Международный консенсус по вопросу о том, может ли трансплантация стволовых клеток увеличить частоту возникновения опухолей, остается неубедительным. Предстоит провести более тщательную оценку наблюдений. Ссылки 1, Миклборо 2.Элефтериады 3, Фустер 4, Вассалли 5, Дохманн 6, Perin EC, Silva GV.Stem cell therapy for cardiac diseases.Curr Opin Hematol.2004 Nov;11(6):399-403. 7, Месенче 8, Смит 9. Ассмус Circulation 2002; 106: 3009C17. 10, Вульет 11, Чжан