·综 述·
【摘要】本文综述了骨骼肌肌母细胞移植的历史和临床研究进展。骨骼肌肌母细胞在治疗遗传性肌肉疾病、缺血性心脏病方面作用突出，但在进一步临床试验中发现，移植后存在肌母细胞损失率高，迁移率低，导致心律失常等不足。除此之外，人类肌母细胞基因移植在治疗糖尿病、癌症等方面有独特的优势。总的来说，骨骼肌肌母细胞移植应用领域广泛，但目前在改善心肌缺血，治疗肌肉营养不良等疾病方面各有利弊，期待更综合的研究攻破移植的限制，从而有效指导临床细胞治疗。
【关键词】骨骼肌肌母细胞移植； 肌肉疾病； 缺血性心脏病； 基因移植； 细胞治疗
骨骼肌肌母细胞位于基膜和肌膜之间[1-2]，在肌肉损伤时能增生分化成新的肌纤维，不但是人体内具有天然融合功能的细胞[3-4]，还有如下特点[5]： (1) 肌 肉活检取材较容易[6]，且便于辨认；(2) 体外培养条件下增殖潜能高，并能维持未分化状态；(3) 耐受缺氧缺血环境[7-8]；(4) 移植后致癌率低，不涉及伦理问题；(5) 易于注射或经冠脉内输注到损失心肌部位。起初肌母细胞用于研究治疗肌肉遗传性和营养不良性疾病，随后应用于心力衰竭的动物实验和临床试验中。很快以欧美为中心的动物实验证实肌母细胞移植能够有限恢复心肌组织结构，改善心室功能，但移植有效性和安全性备受关注。2004年肌母细胞应用于Ⅱ型糖尿病患者和抗衰老美容治疗也获得疗效。本研究从肌母细胞移植在肌肉遗传性疾病、缺血性心脏病和其他系统疾病修复中的临床应用现状进行分析，并对移植存在的问题和未来的前景进行综述。
通过肌母细胞移植治疗技术(myoblasts transplantation therapy， MTT)，肌母细胞应用于某些遗传性肌病的基因治疗，如杜兴氏肌营养不良症(duchenne muscular dystrophy， DMD)。DMD患者体内缺乏“dystrophy”蛋白，使得骨骼肌、心肌、平滑肌甚至脑中神经细胞的膜骨架蛋白不稳定，目前尚无有效的治疗药物和方法。20世纪90年代，Peter等在美国，加拿大，意大利都对DMD患儿进行了肌母细胞移植治疗[9-13]，大多数患者肌力得到改善。通过人类组织相容性抗原(HLA-Ⅰ，Ⅱ)配型，异体捐赠肌母细胞移植后[12-14]，患者肌肉组织中检测到供体肌母细胞和正常肌纤维的存在，证实了肌母细胞移植的可行性，成为该基因遗传缺陷病的主要治疗方法。早期的临床研究结果令人振奋，但同时认识到供体年龄影响肌母细胞增生能力，移植后肌母细胞流失率高、迁移能力差等[10，14-16]，这阻碍了移植的进一步进展。
骨骼肌卫星细胞、骨骼肌细胞集团分离得到的肌源性干细胞[17]，及间充质干细胞[18]都为肌母细胞治疗肌肉损伤相关疾病创造了可能。目前有研究辅以肌源性干细胞合成高分子细胞外基质[19]，必要的生长因子[20，21]，可有效改善肌肉损伤疾病，为肌肉营养不良患者带来福音。
骨骼肌母细胞治疗肌肉损伤疾病的研究始于40年前。近15年，开始用于治疗缺血性心脏病。经过动物实验的反复摸索，包括模型构建[22]，肌母细胞旁分泌机制挖掘[23]，基因工程修饰[24]，移植方法改进[25]，初步证实肌母细胞移植安全性和有效性后，(Philippe Menasché等2001年)报道临床得到应用并开展了Ⅰ期临床试验[26-27]，10例患者平均随访10.9个月，按照纽约心脏协会心功能分级，从治疗前的2.7±0.2改善到1.6±0.1，(P≤0.0001)；射血分数从治疗前的(24±1)%改善到(32±1)%(P≤0.02)，无运动的梗死部位的心室阶段出现了新的收缩，同样表明移植治疗有助于心脏功能恢复。其中4例患者出现了室性心动过速，使用植入式心脏除颤器(ICD)治疗，结果仍需临床随机对照试验的印证[27]。之后(Philippe Menasché等2003年)再有报道关于冠状动脉搭桥术同时进行自体骨骼肌肌母细胞移植，结果证实左室功能得到了增加[28]，改善了左室心肌重塑[29-30]，肌母细胞移植后在心肌中存活。基于前期试验中均为患者行肌母细胞注射治同时行血流重建，治疗效果的有效性难以区别，所以移植独立治疗研究尤为重要。Ⅰ期临床试验通过自体骨骼肌肌母细胞移植，虽然改善重度心力衰竭症状和心功能结果比较肯定，但在以下方面仍需考虑和改进： (1) 尚未研究确定产生疗效最佳移植细胞量且移植后肌母细胞的丢失量[32]；(2) 对照组缺乏，无法明确同时进行的冠状动脉搭桥术对心功能的改善作用及基础缺血性心肌病诱发心律失常状态；(3) 研究小组细胞培养方法和心功能改善评价方法缺乏固定的标准；(4) 试验样本量少，缺少足够的统计学依据。
为克服这些问题，并进一步评估骨骼肌肌母细胞移植的有效性和安全性，2008年欧洲和北美进行Myoblast Autologous Grafting In Ischemic Cardio-myopathy(MAGIC)的Ⅱ期临床多中心、安慰剂对照、随机、三方控制、双盲研究。患者纳入标准标准包括： 心功能不全(射血分数≤35%)；心肌梗死；具备行冠状动脉旁路移植术(CABG)适应证。分布于各地区97名患者纳入标准，分成3组(高剂量组30例8×108、低剂量组33例4×104和对照组34例)，均行CABG并植入ICD，同时注射自体骨骼肌肌母细胞。术后随访6个月，结果令人大失所望，揭示骨骼肌肌母细胞移植合并冠脉动脉旁路移植术并未改善左心室功能，且高低剂量组术后早期心律失常率增加[30]。
肌母细胞移植除外科手术中辅助注射外，Smits尝试通过导管进行肌母细胞输注治疗缺血性心脏病，但因研究小组使用细胞移植方法的差异，样本数量少，细胞纯度和质量问题，评估方法不同而告终；Povsic借助于导管在心肌梗死区域精准注射骨骼肌肌母细胞，试验中出现了由于注射诱发的室性心动过速，给予控制，心功能亦有改善趋势[31]。总之，大多数Ⅰ期临床试验取得喜人的结果，但目前为止最大的研究(MAGIC试验)未能证实这些发现。值得注意的是试验建立在行冠状动脉旁路移植术(CABG)或左心辅助装置(LVAD)中结合注射，很难单独观察肌母细胞对左心功能的影响与重塑。再加心律失常的风险和其它干细胞技术的涌现[32-34]，临床试验举步维艰。国内关于肌母细胞移植治疗缺血性心脏病临床试验目前尚未报道。目前试验中的问题如： 心律失常；肌母细胞损失率；肌母细胞的增生能力。基础动物试验转向肌母细胞旁分泌机制，利用1-磷酸-鞘氨醇[35]、结合素[36]以及基因修饰[37]等调控肌母细胞代谢微环境改善心功能初有成效，试图打破瓶颈焕发肌母细胞移植治疗缺血性心脏病的前景。
肌母细胞分泌肿瘤坏死因子(TNF-α)抑制前列腺癌的生长和转移，这间接印证了肌母细胞治疗技术在癌症方面应用的有效性，相信不远的未来肌母细胞移植可以进入临床用以延缓实体癌的细胞治疗[38]。
多数Ⅱ型糖尿病是因患者骨骼肌中缺乏GLUT4/IRAP基因组而导致血糖高。注射肌母细胞在患者骨骼肌内，修补患病细胞的基因组遗传缺陷，这样患者表现出与捐献者一样正常的胰岛素受体功能。2004年Peter等首创肌母细胞治疗Ⅱ型糖尿病，目前肌母细胞基因移植治疗糖尿病动物实验取得了良好效果[39]，并进入Ⅰ期临床试验。
相比于间充质干细胞，肌母细胞体积小，无致瘤，肌母细胞用来肌肤美容。目前研究完全由纯的人肌母细胞构成生物活性的新皮肤层，此技术可以消除掉原肌肤的瑕疵，并进行了最初的人体试验，取得了理想的效果。
肌母细胞移植治疗缺血性心脏病要实现临床转化治疗，必须解决移植弊端。与单剂量相比，重复移植肌母细胞可增加左室射血分数[40]，相比心肌间注射，骨骼肌肌母细胞体外构建膜状组织，移植心外膜表面，可减少注射引起的心律失常，增加血管生成[41]。另外，肌母细胞移植治疗各系统疾病，基础科学家如发育生物学家、遗传学家该与临床医生应紧密合作，共同攻克移植难题。肌母细胞通过分泌肿瘤坏死因子(TNF-α)抑制癌症进展，或许未来研究肌母细胞通过旁分泌[42]调控心肌梗死后炎症反应也将有所报道。
随着人类传染病的减少，自身细胞、组织或器官坏死而导致的疾病增多，仅依靠手术和药物是不足以解决的[43]。21世纪是细胞治疗的时代，在我国建立一系列肌母细胞临床治疗方法和标准，形成肌母细胞临床应用新技术，对于提高疾病的治疗水平，具有极大的发展空间。
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Progress on clinical application of skeletal myoblasts
【Abstract】This article reviews the history and research progress of myoblast transplantation in clinical application. Skeletal myoblast transplantation has been used to treat hereditary muscle diseases and ischemic heart diseases； however， the complications of arrhythmia， the low survival and migration rate after transplantation inhibited its further clinical application. Human myoblast gene transplantation has the advantages in treatment of diabetes， cancer， and other diseases. Skeletal myoblast transplantation embraces huge potential in clinical applications， which also has benefits and risks in improving myocardial ischemia and treating muscle malnutrition. Ii is expected that more comprehensive researches would be conducted to break through its limitations in near future， so as to be effectively used in clinical cell therapy.
【Key words】skeletal myoblast transplantation； muscle diseases； ischemic heart diseases； gene transplantation； cell therapy
doi：10.16118/j.1008-0392.2016.06.026
收稿日期：2016-05-04
基金项目：国家自然科学基金面上项目(81370433)
【中图分类号】R 542.2
【文献标志码】A
【文章编号】1008-0392(2016)06-0131-05