心力衰竭是全球主要致死疾病之一，传统治疗手段有限。近日，一项发表在《Nature》杂志上的突破性研究通过诱导多能干细胞（iPSC）技术，成功在恒河猴心衰模型和人心衰患者中实现心肌再生，为心脏修复开辟了全新路径。

心脏修复的“终极挑战”

心肌细胞是人体内高度分化的细胞，不具备再生能力，因此一旦发生急性或慢性缺血，心肌会受到不可逆转的损伤，最终导致心力衰竭。传统治疗依赖药物或心脏移植，但供体稀缺且免疫排斥风险高。干细胞疗法被视为最具潜力的解决方案，目前已有研究将体外培养获得的心肌细胞植入心脏，使衰竭的心脏恢复活力。但如何让移植的心肌细胞长期存活并持续发挥治疗功能，并避免心律失常及肿瘤形成仍是科学界和医学界的重大挑战。

神奇的“心脏补丁”：EHM移植物

Wolfram-Hubertus Zimmermannj及其研究团队，将通过诱导多能干细胞（iPSC）技术，将成体细胞重编程为心肌细胞（CMs）和基质细胞（StCs）。将分化后的 CMs 和 StCs 按比例与胶原水凝胶混合后，形成初始混合物。该细胞-水凝胶混合物被加入到3D打印特定形状的模具中，通过含生长因子的培养基进行28天以上的培养，得到可收缩的工程化心肌（EHM）贴片。

这种工程化心肌能够以“贴片补丁”的形式，移植到左心室前壁至心尖的心外膜区域，对受损心肌进行修复。其具有三大优势：

² 结构仿生：模拟天然心肌的三维结构，心肌细胞为主，基质细胞提供结构支持，与水凝胶材料的结合增强了工程化心肌的机械稳定性；

² 功能整合：工程化心肌通过机械耦合而非电传导改善心脏收缩力，有效减少宿主心律失常的风险；

² 免疫兼容：结合免疫抑制方案，有效降低排斥反应；

工程化心肌（EHM）的制备过程，EHM的具有完整的肌节结构，并能够产生规律的收缩力

工程化心肌EHM可产生规律收缩

从恒河猴到人类：跨物种验证的里程碑

研究者首先在健康的恒河猴模型上进行安全性评价，结果显示长达168天的安全性研究中，并未发现肿瘤和严重的心律失常情况。同时，他克莫司和甲泼尼龙联用的免疫抑制方案，能够有效控制移植物所带来的免疫排斥反应。

随后，研究者通过缺血再灌注的方法，建立了心衰的恒河猴模型，将EHM贴覆于心外膜受损部位，并通过TachoSil膜辅助的方式，提高对EHM的机械支持。低剂量组移植2张EHM（8千万细胞），高剂量组移植5张EHM（2亿细胞）。

结果显示，接受EHM移植的低剂量组恒河猴心脏壁增厚1.4毫米；高剂量组恒河猴的心脏壁增厚21%，左心室射血分数（LVEF）提升7%，纤维化面积显著降低，心功能得到了明显改善。

工程化心肌（EHM）异体移植物通过再血管化增强局部和整体心脏功能，在慢性心力衰竭恒河猴模型中呈现剂量依赖性疗效。

人源iPSC制备的EHM收到机械刺激后产生收缩

人类首例：临床转化的关键一步

一名46岁的女性晚期心力衰竭患者（NYHA分级为III级）接受了由同种异体脐带血细胞重编程分化制备得到的EHM。10张EHM移植至左心室前壁至心尖的心外膜区域，覆盖梗死瘢痕。在3个月的随访期内，LVEF从35%提升至39%，左室舒张末期容积（LVEDV）从104mL下降至78mL，左室收缩末期容积（LVESV）从68mL下降至48mL。整体评价心脏功能得到了恢复。

首例临床患者基本情况、治疗方案及随访结果

未来展望：挑战与希望并存

这项研究不仅是再生医学的里程碑，更是心力衰竭患者的曙光。从已有的恒河猴研究结果显示，EHM的移植成功整合到宿主心肌中，虽然心肌细胞未完全成熟，但形成了功能性连接。这为患者争取了等待心脏移植的宝贵时间。

参考资料

Jebran, A.-F., et al. (2025). Engineered heart muscle allografts for heart repair in primates and humans. *Nature*.