于宗良，杨向军

目前，急性心肌梗死(AMI)患者即使接受及时的再灌注治疗，仍有较高的死亡率［1］。AMI发生后心肌细胞数量减少，只有极少量的心肌细胞发生分裂增生，但不能完整修复心肌组织，25%的患者将出现继发于心肌梗死的心室重构、心力衰竭［2］等并发症。增加有效心肌细胞数量和促进血管再生是治疗的主要方面之一。近年来，干细胞移植治疗心肌梗死备受关注，但干细胞的来源、分化、使用途径等方面限制因素仍较多，目前尚不能在临床推广应用。新近研究表明［3-15］，AMI时给予粒细胞集落刺激因子(granulocyte colonystimulating factor，G-CSF)等干细胞动员剂，可能促进心肌细胞再生，缩小梗死范围，稳定心脏结构及改善心功能，从而为急性心肌梗死的内科治疗，开辟了一条新途径。

1 G-CSF来源及功能

G-CSF是一个分子量19.6 kDa的糖蛋白，主要由造血细胞如单核细胞、巨噬细胞等产生。其他细胞如成纤维细胞、内皮细胞、骨髓间质细胞等在适当刺激下也可以产生G-CSF。G-CSF的主要作用是刺激粒系前体细胞增殖、分化和促进粒细胞的活化，G-CSF尚可动员骨髓中的多种干细胞入血，如造血干细胞(HSCs)、内皮祖细胞(EPCs)、间质干细胞(MSCs)等，将G-CSF应用于心肌梗死后的修复治疗就是基于这一作用［5］。由G-CSF动员的BMSCs，被认为具有横向分化为多种胚层来源细胞的能力(又称之为“转分化”)［2，5］，从而有可能在心肌梗死发生后顺血液循环进入心脏，转分化为心肌、血管等组织，达到对损伤心脏的有效修复。

尽管G-CSF能够动员骨髓释放HSCs和EPCs，但这些细胞能否分化为心肌细胞，以及骨髓中是否存在有心肌细胞分化潜能的干细胞，目前尚有争议。有研究发现，在特定的环境下EPCs在体外可以转化为心肌细胞［2，5］，但是这样的转化作用在体内却极少存在。一些实验室的研究表明，生理条件下并不存在能转化为心肌细胞的骨髓HSCs［12-13］。但仍有一些学者证实骨髓中存在能够合成心肌细胞的细胞［5］。方法学上的不同，可能是这些研究结果出现差异的原因之一。

2 G-CSF的心血管保护的机制

研究表明G-CSF具有多重心血管直接保护作用，主要通过以下几种途径:①骨髓干细胞动员作用:G-CSF动员的BMSCs分化为多种胚层来源细胞的能力［3-5］，从而有可能在心肌梗死发生后顺血液循环进入心脏，转分化为心肌、血管等组织，达到对损伤心脏的有效修复。②血管生成作用:内皮细胞表面存在G-CSF受体(G-CSFR)，在体内G-CSF可直接刺激内皮细胞增生和迁移，以修复机械损伤的单层内皮细胞，形成毛细血管样结构［5，12］。③直接心肌保护作用:G-CSF能够通过其受体直接刺激心肌细胞增殖。2005年Harada等［14］研究证明，心肌梗死后G-CSF 能够直接作用于心肌并促使心肌存活。Harada证明心肌细胞能够表达G-CSFR，G-CSF与G-CSFR结合后激活心肌细胞保护性Jak2-Stat3途径，以及全心Akt-NOS途径。G-CSF的直接心脏保护作用减少了心肌细胞凋亡，梗死面积减小，存活心肌增加，限制了左室舒张末压的升高。因此，G-CSF可能促进心肌细胞再生，有效增加梗死区及周围毛细血管的密度，减少胶原纤维形成，缩小梗死范围，稳定心脏结构、防治心室重构，从而改善了心功能。

3 G-CSF在AMI实验动物模型中的保护作用

G-CSF在心肌梗死中通过多种机制发挥保护作用。研究显示在动物心肌梗死模型中给予G-CSF治疗后［12-13］，通过增加早期巨噬细胞浸润和MMP-1、9表达水平，可以影响局部炎症，有利于坏死组织吸收和减少瘢痕形成。还有研究显示G-CSF通过增加梗死区胶原沉积调节愈合过程，进而减少心室扩张［12］。

G-CSF在心肌梗死中的疗效在越来越多的实验研究中得到证实［3-14］，不仅能够减小梗死面积，改善心脏功能，而且能够增加动物存活率。多数小型动物的研究均显示有良好的疗效，在少数大型动物的研究中也显示，G-CSF有益于梗死后的心肌修复。

4 G-CSF治疗心肌梗死的临床试验

在早期动物实验所获得的良好结果的基础上，G-CSF治疗心肌梗死逐步进入临床试验阶段，相继有临床试验对GCSF在心肌梗死后治疗的安全性和有效性迸行了研究［15］。MAGIC试验是最先评价G-CSF应用于支架患者的临床试验之一［16］，然而由于其入选患者的均一性差，缺乏对照组，以及较高的支架内再狭窄机率，其结果缺乏说服力。Valgimigli等［17］将20名AMI患者被随机分为G-CSF治疗组及安慰剂对照组，随访6个月后发现与对照组相比，治疗组心功能有所改善。在FIRSTLINE-AMI试验中［18］，50名ST段抬高型心肌梗死患者成功接受PCI治疗1～2 h后，将其随机分入GCSF+标准药物治疗组;与对照组相比，G-CSF治疗组随访35 d及4个月时的梗死区室壁增厚率、室壁运动，在静息状态下及多巴酚丁胺激发试验中均有所改善。G-CSF治疗组梗死区，在第4个月时亦表现出了较高的代谢活性。第6个月的冠脉造影检查显示，G-CSF治疗组与对照组，冠脉支架内再狭窄率没有统计学差异，该试验观察到的获益在1年后的随访中仍然存在。

现有的临床研究表明，将G-CSF用于心肌梗死后的心脏修复治疗是一个极有前途的方向。但是也有研究显示G-CSF治疗没有产生任何益处，甚至引起不利效应。G-CSF治疗时产生的副作用，包括冠状动脉支架内再狭窄、复发心梗与死亡［15-16，19-20］。

5 影响G-CSF疗效的因素

在多项研究中发现，随着年龄的增长，G-CSF的心脏修复作用减弱。G-CSF开始治疗的时机也是一个相当重要的因素，较多的研究提示，心肌梗死5 d后，动员干细胞治疗治疗效果比较明显［15，23-24］。给药的途径和剂量等也会影响治疗效果，部分研究冠脉内给药效果优于其他途径［15，25］。另有研究表明G-CSF的保护作用与雌激素有部分重叠，因而可能对女性的临床治疗效果产生影响［15］。

6 总结与展望

G-CSF及其动员的骨髓干细胞在AMI的治疗中，是一种充满希望的手段，具有可避免干细胞移植的复杂创伤性操作，而且无免疫排斥反应，不涉及伦理道德问题等。现有的主要问题:①采用何种动员方案最好?②心肌梗死后哪一时间动员效果最好?③骨髓干细胞定植并分化为心肌细胞以及血管内皮细胞的确切机制?④干细胞动员、移植长期疗效的资料?联合细胞因子动员与其它治疗方法，进一步提高AMI的疗效，有望成为比较好的治疗方向。

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