文章来源：中华核医学与分子影像杂志,,38(2):77-82.
作者：郝林军任保军孟学民王悦喜段文娟阿荣张迎军董丽宿庄杨振华
单位： 呼和浩特，内医院保健中心
引用本文:郝林军,任保军,孟学民,等.PET心肌灌注/代谢显像对自体骨髓单个核细胞治疗非缺血性心肌病心力衰竭的疗效评价[J].中华核医学与分子影像杂志,,38(2):77-82.DOI:10./cma.j.issn.-..02.
Evaluationofautologousbonemarrowmononuclearcellstreatmentforheartfailureduetonon-ischemiccardiomyopathyusingPETmyocardialperfusion/metabolicimaging
HaoLinjun,RenBaojun,MengXuemin,WangYuexi,DuanWenjuan,ARong,ZhangYingjun,DongLi,SuZhuang,YangZhenhua
CiteasChinJNuclMedMolImaging,,38(2):77-82.DOI:10./cma.j.issn.-..02.
摘要
目的
通过PET心肌灌注/代谢显像观察经皮冠状动脉(简称冠脉)内注入自体骨髓单个核细胞(BMMNCs)治疗非缺血性心肌病心力衰竭的临床疗效。
方法
选取年2月至年10月因非缺血性心肌病心力衰竭住院的患者40例。其中试验组患者15例[男13例，女2例；年龄(57.5±14.5)岁]，药物治疗基础上接受自体BMMNCs冠脉内注射治疗。对照组患者25例[男21例，女4例；年龄(58.0±12.0)岁]随访期内仅接受药物治疗。所有患者随访24个月，并完成心肌灌注/代谢显像、心脏彩超、脑钠肽(BNP)水平检测、6分钟步行试验。采用两样本t检验比较数据。
结果
随访期间，试验组未出现与BMMNCs注射相关的室性心律失常等严重并发症，患者生活质量改善。试验组治疗前和治疗后24个月心肌灌注未见明显变化，但心肌代谢缺损体积由治疗前的(43.79±17.99)cm3减少到治疗后的(28.19±9.27)cm3(t＝3.33，P0.01)；对照组心肌细胞代谢缺损体积相应值分别为(43.30±15.70)cm3和(48.51±15.77)cm3(t＝1.01，P0.05)。心脏超声示试验组左室舒张末期内径治疗前为(64.0±8.0)mm，治疗后24个月为(59.0±7.0)mm(t＝2.04,P0.05)；左心室射血分数由(27.0±6.0)%升至(45.0±4.0)%(t＝10.81，P0.01)。
结论
PET心肌灌注/代谢显像可用于观察自体BMMNCs治疗非缺血性心肌病患者心力衰竭的疗效，直观评价心肌细胞的生存状态。
非缺血性心肌病发病原因多样且机制尚未完全明了，该病以具有功能的心肌细胞非缺血性受损而导致细胞变性、凋亡，逐渐被纤维组织代替或心肌细胞基质发育不良使得心肌细胞排列疏松或发育不良为特点[1]。随着具有功能的心肌细胞数目减少，无功能的瘢痕纤维组织增多，左心室发生重构，不可避免地出现难治性心力衰竭。出现心力衰竭的患者生活质量明显下降，死亡率升高，该类疾病已广受[2]。
近年来，干细胞移植被用于心力衰竭的治疗。有研究[3]指出冠状动脉(简称冠脉)内注射骨髓干细胞治疗心肌梗死后心力衰竭长期有效。文献[4]报道实施经皮冠状动脉介入(percutaneouscoronaryintervention,PCI)治疗后3h冠脉内注入骨髓干细胞可减少心肌梗死面积及改善预后。但也有研究[5,6]显示不同的结果。
笔者将骨髓单个核细胞(bonemarrowmononuclearcells,BMMNCs)用于非缺血性心肌病心力衰竭的治疗，并应用PET心肌灌注/代谢显像评价疗效。
资料与方法
1．病例选择。选取年2月至年10月因非缺血性心肌病心力衰竭在内医院心内科住院的患者。所有入选患者符合年美国心力衰竭协会成人慢性难治性心力衰竭诊断标准[7]，均以非缺血性心肌病为基础病因(不包括高血压、糖尿病性心肌病所致心力衰竭、肥厚性心肌病、全身性系统疾病和未控制的严重心律失常患者)。选择优化药物(包括血管紧张素转换酶抑制剂、β受体阻滞剂、醛固酮拮抗剂、利尿剂、洋地黄及扩血管药等)治疗6个月后，临床症状未好转，心功能仍然在纽约心脏病协会(NewYorkHeartAssociation,NYHA)Ⅲ～Ⅳ级者40例。其中同意接受BMMNCs移植并签署知情同意书的患者15例，作为试验组；另25例为对照组。2组患者的年龄、性别、心功能等指标差异均无统计学意义(均P0.05；表1)。在24个月的随访期内，试验组和对照组均按治疗标准给予充分的药物治疗。
2．自体BMMNCs制备。采用负收集混合法进行BMMNCs的分离提取。将经骨髓穿刺获得的骨髓液与肝素盐水充分缓慢混匀，再混入骨髓血有核细胞体外分离液中进行低温离心(×g，离心时间5min)后所收集到的细胞即为BMMNCs。有核细胞收集率≥87%，有核细胞存活率≥96%。
3．自体BMMNCs冠脉内移植。患者接受注射前3d开始每日连续口服拜阿司匹林mg/d、氢氯吡格雷75mg/d。于冠脉造影当日抽取骨髓液并分离制备自体BMMNCs，将分离所得的细胞用肝素盐水稀释为20ml后，分为4份，每份5ml。再次将每份细胞(5ml)以肝素盐水稀释为20ml备用。采用Seldings法穿刺右桡动脉行冠脉造影，再次确认无冠脉狭窄。采用PCI技术，通过造影导管送入导丝至目标血管远端，沿导丝送入O-T-W球囊导管至目标血管的中段，撤回导丝，低压扩张球囊后分次注入已稀释好的细胞液，每次5ml，间隔10min，注入4次。间隔时间内，解除球囊压力，并造影观察血管及血流情况，必要时给予三酰甘油～μg冠脉内注射。根据PET/CT所确定的心肌代谢缺损位置，选择支配该区域供血的冠脉再次注射剩余的20ml细胞液。
4．PET心肌灌注/代谢显像。全部患者于BMMNCs治疗前及治疗后12个月、24个月行PET心肌灌注/代谢显像。在试验早期有6例患者在治疗后6个月也进行了PET随访，但并未见心肌代谢缺损体积有统计学意义的改变，后将所有入选患者的检查时间改为术后12、24个月。
采用美国GE公司DiscoveryLS16PET/CT仪，患者空腹，麻醉成功后，静脉注射13N-NH3(在线还原法合成)MBq，先进行动态采集，10s/帧，共18帧；随后进行门控灌注显像，采用二维模式，采集时间15min。1h后患者口服葡萄糖50g左右，调节血糖至7.8～8.0mmol/L,静脉注射18F-脱氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose,FDG；全自动化合成，放化纯99%)MBq，注射后1～1.5h行心肌代谢显像，采用二维模式，门控采集12min。在Xeleris工作站采用Myvotion滤波反投影对PET/CT显像数据进行短轴、垂直长轴、水平长轴重建，并得到左心室射血分数(leftventricularejectionfraction,LVEF)。由2位有经验的核医学医师进行阅片，并采用感兴趣区(regionofinterest,ROI)法在AW4.4图像处理工作站上进行定量分析，测定不同时间段的心肌代谢缺损体积[8]。
5．心功能的评定方法。(1)6分钟步行实验(6-minutewalkingtest，6-MWT)。嘱患者在安静、封闭、采光良好、地面平坦的30m长廊中来回行走，尽量快速行走，必要时可放慢速度或稍适停歇。被检者6min内步行的总长度即为试验结果。根据文献标准，m为重度心功能不全；～m为中度心功能不全；～m为轻度心功能不全[8]。
(2)心脏超声检查。使用美国GE公司Vivid7型彩色心脏超声仪对入选患者于BMMNCs术前及术后6个月、12个月、24个月进行常规检查。分别采集左室长轴、短轴、心尖四腔及左室两腔图像，测定左室舒张末期内径(leftventricularend-diastolicdimension，LVEDD)、左房内径(leftatriumdimension,LAD)、右室内径(rightventriculardimension,RVD)、右房内径(rightatriumdimension，RAD)。采用Simpson法计算LVEF。
(3)其他指标。明尼苏达生活质量量表评分：通过患者对日常生活活动的主观感受来反映患者的心功能情况。对患者心功能进行NYHA分级，该方法与生活量表评分互为补充。检测患者血中脑钠肽(brainnatriureticpeptide,BNP)含量。一般随心力衰竭严重程度增加，心室合成和分泌的BNP增多，血BNP升高。
6．统计学处理。采用SPSS13.0软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，组内资料前后对照采用配对t检验及单因素方差分析，2组间比较采用两样本t检验或χ2检验。以P0.05为差异有统计学意义。
结果
1．一般情况。试验组15例患者均顺利完成自体BMMNCs的注入，过程安全，术中及术后72h未见穿刺部位的出血、感染、发热，未见心电图ST段改变及心律失常，未见胸闷、气短等不良反应或不适症状。
对照组25例患者在24个月的随访中，5例因发生急性心力衰竭再次入院，3例因持续的全心功能衰竭再次入院治疗(其中1例在随访9个月时因心律失常在住院治疗期间发生猝死)，其他患者都顺利完成随访。
2．PET心肌灌注/代谢显像。试验组和对照组的心肌灌注均正常且未随时间未见明显变化，试验组典型图像见图1。心肌代谢显像示试验组在术前代谢充盈缺损范围内，术后出现了新的细胞代谢显影，提示有新生细胞形成(图2)。试验组的心肌代谢缺损体积由术前的(43.79±17.99)cm3减少到术后24个月的(28.19±9.27)cm3(t＝3.33，P0.01)；术后12个月的缺损体积为(30.57±11.66)cm3。对照组心肌细胞代谢缺损体积由基线水平的(43.30±15.70)cm3增加到随访24个月时的(48.51±15.77)cm3，差异无统计学意义(t＝1.01，P0.05)。对照组代谢显像图见图3。
图1试验组患者(男，72岁)经冠状动脉注入自体骨髓单个核细胞(BMMNCs)治疗前后13N-NH3PET/CT心肌血流灌注显像图。图像上未见充盈缺损区域
图2试验组患者(女，53岁)经冠状动脉注入BMMNCs治疗前后18F-脱氧葡萄糖(FDG)代谢显像图。术前前壁、室间隔及外侧壁有明显的稀疏或缺损，治疗后24个月原稀疏或缺损区域出现新的有代谢功能的细胞，心肌代谢得到改善
图3对照组患者(男，62岁)18F-FDG代谢显像图。治疗前图像示前壁近心尖部、心尖部、下后壁、室间隔及外侧壁有明显的稀疏或缺损，随访24个月图像示原稀疏或缺损区域范围进一步扩大，心肌代谢受损进一步加重
3．心功能指标的改善。在术前基线水平，2组患者LVEDD、LAD、RVD、RAD差异无统计学意义。术后24个月的心脏彩超随访结果示，2组间患者的测量结果存在差异(表2)。
试验组患者术前和术后6、12、24个月6-MWT结果分别为(.0±60.0)m、(.9±67.0)m、(.7±71.0)m和(.5±40.0)m，差异有统计学意义(F＝27.67，P0.01)；4个时间点的明尼苏达生活质量量表评分分别为37.3±5.2、27.0±3.3、25.1±5.0、22.2±3.3(F＝17.21，P0.01)，BNP分别为(±)ng/L、(±)ng/L、(±86)ng/L、(±)ng/L(F＝14.5，P0.01)。
讨论
PET是可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的影像技术。研究[9,10]证实核素心肌灌注/代谢显影可以动态反映心肌细胞损伤坏死的部位、范围及程度，可以用于评估顿抑心肌，并可以反映细胞移植后的细胞代谢情况。本研究将其用于评价自体BMMNCs移植前后的心肌损伤范围及心肌细胞活性，并用于评价新生细胞的形成。研究结果示，试验组和对照组的心肌灌注随时间未见明显变化，但试验组术后24个月代谢显像图示，在术前的代谢充盈缺损范围内出现了新的细胞代谢显影，并使得原缺损范围减少。该种改变不存在于未接受自体BMMNCs移植的对照组患者，因此提示代谢充盈缺损范围的减少与在原有缺损范围内又有新的有活性的细胞形成有关，该种治疗效果是综合因素的结果，包括新生细胞的形成、原有细胞的修复、休眠顿抑细胞的复活及心肌基质的改变等[11]。试验组的心肌代谢缺损面积由术前的(43.79±17.99)cm3减少到术后24个月时的(28.19±9.27)cm3(P0.01)，也表明经冠脉内注射自体BMMNCs后，在原有心肌细胞缺失的部位生成了新的细胞。这种新生细胞有效地抑制了心室重构和心功能的进一步衰竭，BMMNCs对非缺血性心肌病心力衰竭的治疗有效。对照组患者的心肌细胞代谢缺损面积差异虽未见统计学意义，但有随时间延长逐渐增大的趋势，表明随着非缺血性心肌病心力衰竭的进展，心肌细胞的丢失也在逐渐增多。
本研究早期有6位试验组患者接受了术后6个月PET显像检查，心脏彩超结果显示各项心功能指标有所改善，但是PET显像却未见在原充盈缺损部位出现新的有代谢功能的细胞；在术后12个月时，患者原有的充盈缺损部位出现新的有代谢功能的细胞，代谢缺损心肌体积减少，而患者同期12个月复查时心功能指标较术前水平明显好转。由此可见，在接受自体BMMNCs治疗后，患者的心功能提高，尤其在第6至12个月期间，随着时间延续，心功能可保持在较高的水平，这种治疗效果可平稳延续至少24个月。
本研究中，术后6个月随访时没有见到新生细胞，而心脏超声示心功能有改善。笔者认为，这可能与BMMNCs治疗机制有关。有研究[12,13,14]显示，BMMNCs治疗心力衰竭的机制复杂，促使有功能的细胞生成，从而替代坏死的心肌细胞只是其中的一种机制。除此之外，还可能存在以下机制[15,16]：通过与受损细胞融合、改善受损细胞的结构与功能产生大量的细胞因子抑制宿主细胞的凋亡，产生大量的活性肽直接作用于心肌和血管；改善细胞基质成分，抑制左心室重构；形成新生血管促进局部毛细血管网形成，改善休眠细胞的代谢并为新生的细胞提供滋养。
本研究表明，核素心肌灌注/代谢显像可通过对损伤心肌范围内具有活性的细胞数量的监测来反映自体BMMNCs移植治疗非缺血性心肌病的效果。不过本研究存在样本量较小、随访时间短(缺乏远期疗效的随访)等问题，将在进一步的研究中逐步加以解决。
利益冲突
利益冲突 无
参考文献
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本文编辑：佚名
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