心肌缺血再灌注損傷是一種眾人熟知的心臟疾病,嚴(yán)重情況下,會(huì)導(dǎo)致患者殘疾甚至死亡。這種疾病通常有兩個(gè)癥狀:心源性休克和缺血再灌注損傷。
心源性休克是一種危急狀態(tài),當(dāng)心臟無(wú)法有效泵血時(shí),全身器官供氧不足。在這種情況下,若不及時(shí)采取治療措施,很可能會(huì)到時(shí)全身器官功能癱瘓?,F(xiàn)今的治療策略包括使用腎上腺素、多巴胺等藥物來(lái)維持心臟收縮,或者考慮使用體外膜氧合 (ECMO) 來(lái)幫助心臟泵血。但是,藥物治療存在一定的毒性作用,并且效果有限;而ECMO不光需要專業(yè)設(shè)備和監(jiān)測(cè),還有并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。
另一方面,缺血再灌注損傷指的是當(dāng)血液重新流回到曾經(jīng)發(fā)生過(guò)缺血的組織時(shí)所引起更多細(xì)胞損傷的情況。盡管恢復(fù)了正常的血液供應(yīng)對(duì)于組織修復(fù)很重要,但再灌注本身也會(huì)加重細(xì)胞損傷程度,使得原有的疾患一發(fā)不可收拾。因此,找到可靠、安全的治療方法具有重要意義。
大量醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)表明,**線粒體是細(xì)胞里的能量工廠,負(fù)責(zé)給細(xì)胞提供所需的能量。**當(dāng)心肌細(xì)胞受到嚴(yán)重?fù)p傷時(shí),線粒體可能會(huì)受影響,進(jìn)而影響心臟功能。因此,科學(xué)家和醫(yī)生們思考:將健康線粒體從患者自身其他部位提取并移植到受損組織中,是不是就可以通過(guò)增強(qiáng)該組織內(nèi)能量代謝功能來(lái)促進(jìn)修復(fù)或恢復(fù)?
2023年,上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院張家毓教授和王長(zhǎng)謙教授團(tuán)隊(duì)合作的一篇文章指出,線粒體移植可能通過(guò)增加健康的線粒體數(shù)量,即恢復(fù)線粒體正常代謝功能,來(lái)保護(hù)心肌。
而早在2021年,哈佛醫(yī)學(xué)院波士頓兒童醫(yī)院心血管外科Emani, S. M團(tuán)隊(duì)完成了一項(xiàng)關(guān)于“在小兒心源性休克患者中應(yīng)用自體線粒體移植治療缺血再灌注損傷”的臨床研究。他們參考了2002年5月至2018年12月中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院收治的心臟術(shù)后心源性休克患者的病情,收治了24例兒童患者,其中10例患者接受了線粒體移植,而14例患者接受了傳統(tǒng)的醫(yī)療手段。這兩者涉及患者的平均年齡沒(méi)有特別不同。線粒體移植組中5例和傳統(tǒng)醫(yī)療手段治療組中6例患者存在單心室生理變化,兩組間沒(méi)有明顯差別。接受線粒體移植的患者持久分離ECMO的概率是傳統(tǒng)醫(yī)療手段治療的2倍。通過(guò)心律失常性、白細(xì)胞計(jì)數(shù)和乳酸含量測(cè)定、血液參數(shù)與腎功能等指標(biāo)評(píng)估線粒體移植的安全性,結(jié)果顯示,都為正常。另外,**與傳統(tǒng)醫(yī)療手段治療對(duì)比,接受線粒體移植患者心血管事件的總體發(fā)生率 (如OHT、VAD和ECMO支持期間的醫(yī)院死亡率) 較低。**在血運(yùn)重建時(shí),兩者效果差異不明顯。而在初始脫管時(shí),線粒體移植明顯優(yōu)于傳統(tǒng)醫(yī)療治療手段。因此,選擇自體線粒體移植這種創(chuàng)新的方法去救治心肌缺血再灌注損傷小兒患者,不僅不會(huì)造成心血管并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn),還幫助修復(fù)和保護(hù)心臟組織。
這不得不說(shuō),**自體線粒體移植突破了傳統(tǒng)治療模式,為心血管外科領(lǐng)域引入了一種新的治療策略。**當(dāng)然,對(duì)于自體線粒體移植這種新的方法來(lái)講,只有通過(guò)不斷的科學(xué)研究和臨床實(shí)踐,才可能為心肌缺血再灌注損傷患者提供更多選擇和健康的希望。
線粒體移植在IRI的背景下限制心肌損傷方面顯示出了良好的臨床前結(jié)果。
資料來(lái)源:
1. Guariento, A., Piekarski, B. L., Doulamis, I. P., Blitzer, D., Ferraro, A. M., Harrild, D. M., Zurakowski, D., Del Nido, P. J., McCully, J. D., & Emani, S. M. (2021). Autologous mitochondrial transplantation for cardiogenic shock in pediatric patients following ischemia-reperfusion injury. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery, 162(3), 992–1001. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2020.10.151
2. McCully, J. D., Cowan, D. B., Pacak, C. A., Toumpoulis, I. K., Dayalan, H., & Levitsky, S. (2009). Injection of isolated mitochondria during early reperfusion for cardioprotection. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology, 296(1), H94–H105. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00567.2008
3. Moskowitzova, K., Shin, B., Liu, K., Ramirez-Barbieri, G., Guariento, A., Blitzer, D., Thedsanamoorthy, J. K., Yao, R., Snay, E. R., Inkster, J. A. H., Orfany, A., Zurakowski, D., Cowan, D. B., Packard, A. B., Visner, G. A., Del Nido, P. J., & McCully, J. D. (2019). Mitochondrial transplantation prolongs cold ischemia time in murine heart transplantation. The Journal of heart and lung transplantation : the official publication of the International Society for Heart Transplantation, 38(1), 92–99. https://doi.org/10.1016/j.healun.2018.09.025
4. Masuzawa, A., Black, K. M., Pacak, C. A., Ericsson, M., Barnett, R. J., Drumm, C., Seth, P., Bloch, D. B., Levitsky, S., Cowan, D. B., & McCully, J. D. (2013). Transplantation of autologously derived mitochondria protects the heart from ischemia-reperfusion injury. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology, 304(7), H966–H982. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00883.2012
5. Emani, S. M., Piekarski, B. L., Harrild, D., Del Nido, P. J., & McCully, J. D. (2017). Autologous mitochondrial transplantation for dysfunction after ischemia-reperfusion injury. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery, 154(1), 286–289. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2017.02.018
6. Kaza, A. K., Wamala, I., Friehs, I., Kuebler, J. D., Rathod, R. H., Berra, I., Ericsson, M., Yao, R., Thedsanamoorthy, J. K., Zurakowski, D., Levitsky, S., Del Nido, P. J., Cowan, D. B., & McCully, J. D. (2017). Myocardial rescue with autologous mitochondrial transplantation in a porcine model of ischemia/reperfusion. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery, 153(4), 934–943. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2016.10.077
7. Shin, B., Cowan, D. B., Emani, S. M., Del Nido, P. J., & McCully, J. D. (2017). Mitochondrial Transplantation in Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury. Advances in experimental medicine and biology, 982, 595–619. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55330-6_31
8. Zhang, A., Liu, Y., Pan, J., Pontanari, F., Chia-Hao Chang, A., Wang, H., Gao, S., Wang, C., & Chang, A. C. (2023). Delivery of mitochondria confers cardioprotection through mitochondria replenishment and metabolic compliance. Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy, 31(5), 1468–1479. https://doi.org/10.1016/j.y線粒體移植he.2023.02.016
撰文:Yoom
審核:淑 霞
排版:楚 涵
投稿合作:[email protected]