据估计，全球有6000万人患有心力衰竭，超过一半被诊断患有严重心力衰竭的人在一年内死亡。缺乏捐赠者意味着大多数需要心脏的人没有足够的心脏，人工泵送设备价格昂贵，需要侵入性手术。
多年来，科学家们一直在试验将干细胞或由其生长的肌肉植入或直接注射到心脏中。但这些程序通常会导致心跳不规则、肿瘤生长或身体免疫系统排斥。
2025年1月，《自然》杂志发表的一项新研究中，德国哥廷根大学医学中心研究人员发现，干细胞衍生的肌肉贴片能够修复衰竭的心脏，且不会产生不良影响，这一成果在灵长类动物模型以及一名人类患者身上都展现出了希望。
什么是“干细胞心脏贴片”？
这款“心脏贴片”是一种由诱导性多能干细胞（iPSC）分化而来的心肌细胞，与胶原水凝胶共同构建而成的工程化心肌组织（Engineered Heart Muscle, EHM）。其核心优势在于，它不仅可以安全地移植到患者心脏上，还能长期存活，替代坏死心肌细胞，增强心脏的泵血功能。
心力衰竭的根本问题在于心肌细胞的不可逆损伤，而现有的药物和手术治疗仅能缓解症状，并不能让心脏真正恢复健康。而干细胞疗法的出现，让“修复心脏”成为可能——通过植入健康的心肌细胞，直接替代受损细胞，从而恢复心脏功能。
研究内容
研究采用同源同种异体移植物植入方法构建恒河猴（Macaca mulatta）模型。此次研究测试了四个不同的恒河猴诱导多能干细胞（iPS）细胞系。所有恒河猴细胞系都分化为具有高纯度成纤维细胞特性的心肌细胞（CMs）和基质细胞（StCs）。研究使用单核RNA测序（snRNA-seq）方法检测细胞系纯度，结果显示不存在残留的多能干细胞污染。
由恒河猴iPS细胞来源的CM和StC产生的EHM，与为临床应用开发的人类EHM具有相似的细胞组成、结构和收缩性能。不过，恒河猴EHM的跳动速率更高，最大收缩力（FOC）则较低。
研究结果
在非人灵长类动物植入实验前，研究人员先在缺血再灌注（I/R）损伤的无胸腺裸鼠模型中测试了Rh EHM植入的活力。此外，还利用与人类相关性更高的恒河猴模型评估iPS 细胞-EHM的安全性和有效性。
研究测试了不同的免疫抑制方案，以在钙调磷酸酶抑制和类固醇联合给药的情况下实现更好的细胞保留。结果发现，心肌植物在他克莫司和甲泼尼龙作用下能够保留6个月。有趣的是，三个月后停止免疫抑制会导致同种异体移植的心肌细胞出现排斥反应。
EHM剂量依赖性分析显示无明显副作用。病理分析和连续心电图（ECG）监测表明，EHM贴片植入不存在安全问题。植入EHM的动物未出现功能障碍。在猕猴身上观察到目标心壁呈现预期的EHM剂量依赖性增厚。
六个月后，三只植入五片贴片5×EHM的猕猴与对照组相比，心脏壁增厚了6毫米。三只植入两片贴片2×EHM的猕猴每次心跳的泵血量也增加了10%。
值得一提的是，此次研究表明，EHM贴片植入不会引发心律失常或肿瘤形成，同时证实了5×EHM的最大可行剂量（MFD）是健康猕猴模型中的安全最大剂量。在病理材料中观察到白细胞浸润极少，且心肌细胞滞留率较高。
与基因组微卫星分析结果相符，在植入2×EHM的两只动物中观察到微小的骨软骨分化病灶，但植入5×EHM的动物中未出现。部分接受治疗的猕猴表现出靶心壁收缩力持续增强以及左心室射血分数提高。基于钆的灌注磁共振成像（MRI）测量和组织病理学分析证实了EHM移植物的血管化。
此次研究强调，干细胞来源的组织贴剂能够有效治疗心力衰竭。在灵长类动物模型和一名人类患者身上均观察到良好效果。研究发现，这些贴剂能在3至6个月内有效治疗恒河猴的心力衰竭，并增强心脏功能（如心脏壁厚度和收缩力）。
其中在针对一名46岁女性的临床试验中，研究人员证实，由干细胞培育而成的心肌贴片有助于修复衰竭的心脏。
该女性于2016年遭遇心脏病发作，随后发展为心力衰竭。她接受了手术，医生将10片含有4亿个细胞的贴片植入其心脏表面。术后三个月内，她的病情保持稳定，这段时间足以让她等到心脏移植。科学家在检查其移除的心脏时发现，植入的心肌贴片依然附着在原处，并已形成血管。
当第一片实验室培育的心肌组织在患者胸腔内恢复搏动，这项曾被视为天方夜谭的再生医学奇迹，正将无数家庭从绝望深渊中托起。从恒河猴心脏的再生验证到首批志愿者的重生微笑，科研人员用时间光阴编织着生命的补丁。
或许不久后，干细胞编织的"心灵补丁"不仅能修复破损的心室，更能修补千万破碎的家庭希望——让每一次心跳都成为永不停息的生命礼赞。
参考来源：
[1] Jebran AF, Seidler T, Tiburcy M, Daskalaki M, Kutschka I, Fujita B, Ensminger S, Bremmer F, Moussavi A, Yang H, Qin X, Mißbach S, Drummer C, Baraki H, Boretius S, Hasenauer C, Nette T, Kowallick J, Ritter CO, Lotz J, Didié M, Mietsch M, Meyer T, Kensah G, Krüger D, Sakib MS, Kaurani L, Fischer A, Dressel R, Rodriguez-Polo I, Stauske M, Diecke S, Maetz-Rensing K, Gruber-Dujardin E, Bleyer M, Petersen B, Roos C, Zhang L, Walter L, Kaulfuß S, Yigit G, Wollnik B, Levent E, Roshani B, Stahl-Henning C, Ströbel P, Legler T, Riggert J, Hellenkamp K, Voigt JU, Hasenfuß G, Hinkel R, Wu JC, Behr R, Zimmermann WH. Engineered heart muscle allografts for heart repair in primates and humans. Nature. 2025 Jan 29. doi: 10.1038/s41586-024-08463-0. Epub ahead of print. PMID: 39880949.
