心臟再生之路

呂靜

對(duì)突發(fā)性心臟病進(jìn)行搶救，通常是急診室里的殊死戰(zhàn)斗。而今，醫(yī)學(xué)的進(jìn)步已經(jīng)能夠挽救大多數(shù)病人的生命，但是很多病人獲救后會(huì)在其后的幾年中面臨著再次發(fā)病的威脅。

心臟對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求超大，因?yàn)樗惶熘械谋醚靠蛇_(dá)9463升。心臟病之所以發(fā)作，就是因?yàn)閯?dòng)脈對(duì)于心肌的給養(yǎng)被堵塞，心臟的氧氣供應(yīng)中斷。如果缺氧的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，心臟的部分組織就會(huì)死亡，并且永遠(yuǎn)不會(huì)再生，而死去的心肌將逐漸被沒(méi)有泵血功能的僵硬疤痕組織所替代。為了補(bǔ)償，剩余的心肌將會(huì)迫使自己更用力地收縮，最終，心臟將變得太過(guò)僵硬和衰弱，以至于再也無(wú)法有效地泵血，這時(shí)就發(fā)生了心力衰竭。

心力衰竭已經(jīng)成為老年人住院的首要原因，醫(yī)學(xué)對(duì)治療心力衰竭的努力一直以來(lái)并未得到理想的結(jié)果，大約半數(shù)被診斷為心力衰竭的病人活不過(guò)5年。

但是最新的科學(xué)研究支持一種新療法—— “喚醒”受損的心肌，使其再生，并像新的心肌組織一樣搏動(dòng)起來(lái)。美國(guó)邁阿密大學(xué)米勒醫(yī)學(xué)院跨學(xué)科干細(xì)胞研究所的主任約書(shū)亞·哈爾說(shuō)：“我們現(xiàn)在所說(shuō)的轉(zhuǎn)化心臟病學(xué)，只是一個(gè)開(kāi)始。”

重新發(fā)現(xiàn)心肌再生功能

現(xiàn)在，世界上有幾百個(gè)臨床試驗(yàn)正試圖在受損的心臟壁內(nèi)培養(yǎng)新的心肌，研究人員也在致力于弄清楚新的心肌細(xì)胞是如何生長(zhǎng)的。哈佛大學(xué)干細(xì)胞研究所心血管疾病項(xiàng)目主任理查德·李說(shuō)：“在巨大的醫(yī)療需求面前，心肌再生技術(shù)是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的研究領(lǐng)域。”

干細(xì)胞自然分布于組織之中，當(dāng)組織受傷或正常磨損時(shí)，它們通常會(huì)再生。這樣有再生能力的組織包括皮膚、肝臟、骨骼肌或骨髓。但是，有些器官缺乏干細(xì)胞，比如大腦和心臟，因而它們一般是不能自愈的。負(fù)責(zé)心臟泵血的組織，是由心肌細(xì)胞組成的，成人的心肌細(xì)胞不能再分裂，即便是心臟功能強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)員，其心臟也只能依靠已有的心肌細(xì)胞來(lái)運(yùn)作。

美國(guó)得克薩斯州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的心臟病學(xué)家和干細(xì)胞生物學(xué)家何思瀚·薩迪克說(shuō)：“很多年來(lái)，人們都認(rèn)為，你生下來(lái)有多少心肌細(xì)胞，死的時(shí)候也帶走多少，甚至還要減去你活著的時(shí)候所失去的。”然而新的證據(jù)表明，心臟細(xì)胞能在很低的水平上再生——舊的去，新的來(lái)。但是這樣的更新速度對(duì)于嚴(yán)重?fù)p傷的修復(fù)來(lái)說(shuō)是非常微不足道的。

不過(guò)，最新的研究發(fā)現(xiàn)，讓受損的心肌再生可以在一個(gè)有限的時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)。薩迪克和同事在今年2月的《科學(xué)》雜志上用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明了這一事實(shí)：在小鼠1日齡時(shí)，研究人員手術(shù)切除其心尖，結(jié)果小鼠的心臟復(fù)生了，完好如初。研究人員在不同的時(shí)間段重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在一周齡左右，老鼠的心臟都可以復(fù)生——人類相應(yīng)的可以復(fù)生的時(shí)間點(diǎn)是在出生后最初的幾個(gè)月，過(guò)了這個(gè)時(shí)間段，損傷就是永久性的。所以，至少在某一時(shí)間段，心臟是能夠在表面心肌毀壞的情況下修復(fù)的，那么，成年人的心肌是否也同樣能死而復(fù)生呢？

人們還不知道為什么哺乳動(dòng)物會(huì)在長(zhǎng)大后便喪失了這種了不起的修復(fù)能力。科學(xué)家面對(duì)的挑戰(zhàn)，是要激活心臟的修復(fù)機(jī)制——讓成人心肌細(xì)胞重返嬰兒期，或者刺激現(xiàn)有心臟干細(xì)胞的分裂和分化。

干細(xì)胞帶來(lái)的新希望

大多數(shù)科學(xué)家都已經(jīng)接受了心臟含有干細(xì)胞的觀點(diǎn)。但是科學(xué)家還不清楚在心臟病變中是哪些細(xì)胞在分裂，以及個(gè)中原因。一些研究人員正在研究成人心肌細(xì)胞的遺傳學(xué)，試圖找出基因是如何打開(kāi)或關(guān)閉心肌細(xì)胞生長(zhǎng)開(kāi)關(guān)的。研究表明，成人心肌細(xì)胞經(jīng)常經(jīng)歷分裂的準(zhǔn)備階段，制造出遺傳物質(zhì)的副本，形成新的細(xì)胞核。

喬納森·愛(ài)潑斯坦是美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院心血管研究所主任，他說(shuō)：“細(xì)胞似乎在試圖重新進(jìn)入分裂周期，它們制造新的DNA，但是并不分裂。這就仿佛是在為了一個(gè)大事件而做準(zhǔn)備。新生兒和成年人的差異可能就集中在細(xì)胞分裂的能力上。”

也有一些臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行刺激人體心肌細(xì)胞生長(zhǎng)的嘗試。大部分研究人員的試驗(yàn)方法是向心臟里注入病人自己的骨髓干細(xì)胞，希望它們轉(zhuǎn)變?yōu)樾募〖?xì)胞，或者讓可能存在于心臟中的干細(xì)胞復(fù)活。研究人員在《自然》雜志上發(fā)表文章，表明小鼠的心臟組織能夠再生，他們通過(guò)注入骨髓干細(xì)胞誘導(dǎo)了心肌細(xì)胞的更新。

今天，有上百個(gè)臨床試驗(yàn)都在用患者的骨髓細(xì)胞激發(fā)心臟，它們有的正在進(jìn)行，也有的已經(jīng)完成。哈爾現(xiàn)在在加拿大干細(xì)胞治療公司指導(dǎo)著一些臨床試驗(yàn)，他說(shuō)：“臨床試驗(yàn)的所有證據(jù)都是肯定的，心臟每次跳動(dòng)都能泵出更多血液。”

由歐洲心臟病學(xué)會(huì)協(xié)調(diào)的一個(gè)研究小組的目標(biāo)是招募3000名志愿者，一半人在心臟病發(fā)作之后接受骨髓干細(xì)胞治療，另一半人接受安慰劑。這將是迄今為止利用干細(xì)胞來(lái)治療心臟病的最大規(guī)模的研究。

正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的科學(xué)家認(rèn)為，人體試驗(yàn)對(duì)技術(shù)進(jìn)展是必要的，同時(shí)也應(yīng)該進(jìn)行必需的基礎(chǔ)研究。他們認(rèn)為，現(xiàn)在的臨床試驗(yàn)速度太慢，因?yàn)椋瑑H在美國(guó)目前就有500萬(wàn)人有過(guò)心臟病發(fā)作的經(jīng)歷，發(fā)病后，病人的健康狀況會(huì)逐漸變?cè)悖F(xiàn)在卻不能提供有效的治療方法。

科學(xué)家相信，再經(jīng)過(guò)5年以上的研究，人們將會(huì)有望對(duì)這一問(wèn)題有更深層的認(rèn)識(shí)。但是，一些病人等不到那么久。來(lái)自哈佛的理查德·李說(shuō)：“我看到很多永久性心肌受損的病人，在我們分析科學(xué)研究的結(jié)果時(shí)，他們中的半數(shù)將會(huì)死去。”

就算科學(xué)家知道了如何刺激心肌細(xì)胞的生長(zhǎng)，也還存在其他挑戰(zhàn)，僅僅是培養(yǎng)心肌細(xì)胞是不夠的，伴隨舊組織而生的新組織必須能夠搏動(dòng)，并完美地與相鄰細(xì)胞同步攜帶電信號(hào)。沒(méi)有人知道這些能否發(fā)生或如何促使其發(fā)生。

無(wú)論如何，心臟組織再生的前景為那些本來(lái)沒(méi)有康復(fù)希望的病人展現(xiàn)了新的疆界。也許再經(jīng)過(guò)十年的研究，等待人們的將是樂(lè)觀的結(jié)果。