心肌缺血再灌注損傷是一種眾人熟知的心臟疾病,嚴重情況下,會導致患者殘疾甚至死亡。這種疾病通常有兩個癥狀: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,當心臟無法有效泵血時,全身器官供氧不足。在這種情況下,若不及時采取治療措施,很可能會到時全身器官功能癱瘓。現今的治療策略包括使用腎上腺素、多巴胺等藥物來維持心臟收縮,或者考慮使用體外膜氧合 (ECMO) 來幫助心臟泵血。但是,藥物治療存在一定的毒性作用,并且效果有限;而ECMO不光需要專業設備和監測,還有并發癥風險。

另一方面,缺血再灌注損傷指的是當血液重新流回到曾經發生過缺血的組織時所引起更多細胞損傷的情況。盡管恢復了正常的血液供應對于組織修復很重要,但再灌注本身也會加重細胞損傷程度,使得原有的疾患一發不可收拾。因此,找到可靠、安全的治療方法具有重要意義。

大量醫學數據表明,**線粒體是細胞里的能量工廠,負責給細胞提供所需的能量。**當心肌細胞受到嚴重損傷時,線粒體可能會受影響,進而影響心臟功能。因此,科學家和醫生們思考: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,是不是就可以通過增強該組織內能量代謝功能來促進修復或恢復?

2023年,上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院張家毓教授和王長謙教授團隊合作的一篇文章指出,線粒體移植可能通過增加健康的線粒體數量,即恢復線粒體正常代謝功能,來保護心肌。

而早在2021年,哈佛醫學院波士頓兒童醫院心血管外科Emani, S. M團隊完成了一項關于“在小兒心源性休克患者中應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月中國醫學科學院阜外醫院收治的心臟術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例患者接受了傳統的醫療手段。這兩者涉及患者的平均年齡沒有特別不同。線粒體移植組中5例和傳統醫療手段治療組中6例患者存在單心室生理變化,兩組間沒有明顯差別。接受線粒體移植的患者持久分離ECMO的概率是傳統醫療手段治療的2倍。通過心律失常性、白細胞計數和乳酸含量測定、血液參數與腎功能等指標評估線粒體移植的安全性,結果顯示,都為正常。另外,**與傳統醫療手段治療對比,接受線粒體移植患者心血管事件的總體發生率 (如OHT、VAD和ECMO支持期間的醫院死亡率) 較低。**在血運重建時,兩者效果差異不明顯。而在初始脫管時,線粒體移植明顯優于傳統醫療治療手段。因此,選擇自體線粒體移植這種創新的方法去救治心肌缺血再灌注損傷小兒患者,不僅不會造成心血管并發癥的風險,還幫助修復和保護心臟組織。

這不得不說,**自體線粒體移植突破了傳統治療模式,為心血管外科領域引入了一種新的治療策略。**當然,對于自體線粒體移植這種新的方法來講,只有通過不斷的科學研究和臨床實踐,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果。

資料來源:
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

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來源: BTIT俱樂部