sdfg 心脏基因治疗研究最新进展

心力衰竭是世界上一个主要的公共卫生问题。随着人口老龄化，其死亡率和住院率长期居高不下。据估计，目前全世界有3800多万患者。在中国，约有2.9亿心血管疾病患者，其中心力衰竭患者450万。长期以来，临床药物(β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂、血管紧张素受体拮抗剂、醛固酮抑制剂、利尿剂、窦房结离子通道抑制剂)和植入式装置治疗(心脏再同步化治疗、左心室辅助装置)为心力衰竭的预防和治疗做出了巨大贡献，提高了患者的长期生存率。然而，随着心脏再同步化治疗的发展，

近年来，随着分子生物学研究的快速进展，心力衰竭相关信号通路的分子逐渐被了解，一些新的心力衰竭治疗分子靶点被确定。然而，这些信号通路分子很难通过药理学方法进行调节。因此，利用基因手段可以在分子和细胞水平上直接、特异地调控心力衰竭的病理过程。部分靶基因的研究从基础研究进入临床试验阶段，取得了一定的治疗效果，显示出革命性、突破性的治疗前景，但也有喜忧参半的现状。

心力衰竭基因治疗的定义

心力衰竭基因治疗是通过化学、物理或生物技术治疗或缓解心力衰竭症状，用载体包装靶基因，并通过各种方法导入受体心肌细胞或组织，通过过度表达纠正或干扰心力衰竭病理过程中异常表达的靶基因的表达的治疗方法。

目标基因的选择

受心力衰竭影响的基因可分为三类。第一类是编码可影响心力衰竭进展的已确认蛋白的基因，如编码钙加工蛋白、β肾上腺素能受体系统和肾素G血管紧张素系统的基因，由于其对心力衰竭的作用明确，最有可能成为基因治疗的候选基因。第二类基因的表达与心力衰竭有关，但没有明确证据表明其在影响心力衰竭中起作用，如NPPB编码氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)，可作为心力衰竭的生物标志物，但不能作为基因治疗的候选基因；第三种基因是在心力衰竭时改变的基因芯片发现的数千个基因。由于它们与心力衰竭的关系，不适合作为基因治疗的候选基因。在心力衰竭的病理过程中，心力衰竭发展的各个环节都存在兴奋-收缩耦合异常。因此，对各种离子通道蛋白、转运蛋白和关键蛋白的靶向基因治疗可以恢复心脏的收缩功能。其他靶基因包括增加血管生成、增加干细胞归巢和保护细胞的靶基因。以下是一些常用的治疗心力衰竭的靶基因。

(1)增加心肌收缩力的靶基因

β肾上腺素能系统的靶基因:β肾上腺素能系统是心肌收缩的关键调节系统之一。儿茶酚胺与β肾上腺素能受体(β-AR)结合，激活G蛋白和腺苷酸环化酶(AC)，从而增加心肌细胞中环磷酸腺苷(cAMP)的浓度，进而激活蛋白激酶A(PKA)，增加心率，增强心肌收缩力，诱导心肌蛋白合成。这导致心肌肥大。心力衰竭时，β-AR明显下调，敏感性降低，这是由于交感神经长期兴奋抑制β-AR的合成，受体与AC解偶联，下游cAMP介导的传导通路被修饰(如Gi增加导致Gs/Gi比值降低)。g蛋白偶联受体激酶2 (GRK2)是β-AR的脱敏剂，所以通过增加β-AR或β ARKCT (GRK2)

Jones等人发现心脏手术时将编码人β 2-AR基因的腺病毒转染到猪心肌细胞中有助于改善左心室收缩功能。但持续刺激β 2-AR系统可引起心肌毒性和心律失常，加速心力衰竭。以往的实验表明，过度表达β2-肾上腺素受体的转基因小鼠会发生主动脉缩窄，左心室功能障碍的程度高于野生型小鼠。进一步研究发现，βARKct过表达比β GAR过表达更能有效改善运动耐量、心功能、心室重构和心力衰竭相关的全身炎症反应，提示减少对β-AR的脱敏比单纯增加β-AR的量更有效。在实验性猪心肌梗死后心力衰竭模型中，AAV6。β ARKCT基因治疗可逆转心功能不全和心肌重构。这些基础研究表明，抑制GRK2是治疗心力衰竭的一个有前途的目标。此外，直接增加腺苷酸环化酶或避免持续刺激β-AR引起的不良反应，AC6基因在这方面具有独特的优势。赖等通过冠状动脉将编码AC6的腺病毒导入猪心力衰竭模型，发现其能改善左心室功能，延缓左心室重构和环磷酸腺苷(cAMP)

(2) Ca2+调节蛋白靶基因

任何病因引起的心力衰竭的共同病理特征是钙稳态障碍和心肌收缩和舒张功能障碍。正常情况下，细胞内钙稳态由细胞膜和肌浆网两个钙离子循环维持，细胞膜内有三个钙转运系统:电压依赖性钙通道(主要是L型)、钠G钙交换体(NCX)和钙泵(PMCA)。肌浆网通过肌浆网钙释放通道(主要是Raney碱受体RyR2)、肌浆网钙泵(SERCA2a)和肌浆网腔内的钙结合蛋白转运钙。这些钙离子蛋白在心脏收缩功能中起核心作用。一旦这些钙离子蛋白出现异常，很可能导致心肌肌浆网功能障碍，进而导致心力衰竭。因此，一些心力衰竭的基因治疗主要集中在大量钙离子调节蛋白的基础和临床研究上。

1.肌浆网钙泵靶基因(SERCA2a)心肌细胞收缩时，肌浆网钙释放通道开放，使Ca2+从肌浆网进入细胞质，松弛时被SERCA重吸收。心力衰竭时，serca2a的mRNA和蛋白水平明显降低，活性降低，导致肌浆网摄取Ca2+缓慢。影响心肌收缩功能。目前，大多数用于钙稳态的基因疗法旨在增加SERCA或降低磷蛋白对血清钙结合蛋白2a的抑制作用。将serca2a基因转移到分离自心肌梗塞或压力超负荷引起的心力衰竭大鼠、绵羊和猪以及临床心力衰竭患者的心肌细胞中，可以改善心肌收缩功能。室性心律失常得到缓解。在患有由二尖瓣回流引起的心力衰竭的实验猪中，通过aav1转染到serca2a中，通过增加内皮细胞中一氧化氮合酶的表达来改善冠状动脉血流。AAV1/SERCA2a降低野百合碱所致肺动脉高压所致右心室功能障碍小鼠的肺动脉重构，延缓右心室重构过程。

2.小分子泛素样修饰物-1 (SUMO-1) sumo-1是泛素样蛋白家族的重要成员，它通过称为SUMO化的转录后修饰与serca2a相互作用，以增强serca2a的稳定性和活性。敲除小鼠的SUMO-1会直接导致心力衰竭，衰竭心脏的SERCA2a的SUMO也会降低。一些研究表明，将SUMO-1转化为AAV 9病毒载体可以逆转主动脉缩窄小鼠的心肌肥厚和心功能不全。在实验性心肌梗死猪中，AAV 1/SUMO-1还能改善心功能，逆转左心室重构。

3.磷酸盐接收蛋白

PLN是一种小膜蛋白，是由五种单体形成的五聚体。未磷酸化PLB抑制Serca2A与Ca2+的亲和力，降低Serca2A的活性。PKA和CaMK可以催化PLN的磷酸化，PLN从Serca2A解离，消除Serca2A的抑制作用，增加钙泵对Ca2+的亲和力。Ca2+的转运速度加快。AAV向PLN突变体的转化可以消除心肌梗死大鼠的左室重构。羊的动物实验也发现，转PLN抑制肽能增强血清CA2a活性，明显改善左心室收缩和舒张功能。携带重组S16EPLN(一种磷蛋白抑制剂)基因的腺相关病毒被转移到心肌梗死后心力衰竭的大鼠模型中。能改善心功能，延缓心室重构。在分离的人心肌细胞中还发现，通过将反义PLN基因转移到腺病毒载体中，心肌细胞的收缩和舒张速率显著提高。

4.蛋白磷酸酶1 (PP1)和蛋白磷酸酶1抑制剂-1 (I-1) PP1去磷酸化PLN，增加PLN对Serca2a的抑制作用。I-1抑制PP1，所以PP1间接抑制Serca2a，而I-1增强Serca2a活性。心力衰竭患者心脏PP1活性增加，I-1表达减少。组成型活性I-1的过表达通过间接增加PLN的磷酸化来改善心脏功能。近年来，对实验性心肌梗死猪的几项独立研究发现，以AAV2、AAV8和AAV9为载体的I-1表达显著改善心功能。

5.钙传感器蛋白S100A1钙传感器蛋白S100A1通过调节RyR2和SERCA2A介导钙离子的释放、摄取和转运。它是维持心肌收缩和舒张功能最重要的调节因素之一。心力衰竭时钙传感器蛋白S100A1的表达降低。将S100A1基因转移到心肌梗死后心力衰竭大鼠和心肌梗死后心力衰竭大鼠的心肌细胞体外后，发现S100A1基因可以增加肌浆网对Ca2+的摄取，减少Ca2+的外向转运，恢复肌浆网对Ca2+的负荷。冠状动脉内输注携带重组S100A1基因的腺病毒可改变Ca2+调节，恢复心脏收缩功能。在实验性猪心肌梗死模型和临床心力衰竭患者分离的心肌细胞中发现，将S100A1转化为腺病毒或腺相关病毒可通过提高RYR2和SERCA2a的活性来改善心功能。

(3)肌丝蛋白的靶基因

心肌细胞的收缩是肌动蛋白和肌球蛋白相互作用的结果，沿着肌丝蛋白运动的能量来自ATP的水解。在动物实验中发现，用2-脱氧ATP替代ATP，可以明显增加肌球蛋白与肌动蛋白的结合，循环运动的能量，但2-脱氧ATP的产生是有限的，R1R2酶的过表达可以显著增加2-脱氧ATP的含量。因此，心肌细胞的收缩性增加，这已在分离的心肌细胞中得到证实。同时，在R1R2过表达的转基因小鼠中，左心室的收缩力也显著增强。

(4)促进血管生成的靶基因

缺血性心脏病的大量基础和临床研究证实，血管内皮生长因子(VEGF)可以促进血管生成。但临床试验的疗效并不一致，很难令人满意地重复基础研究的令人鼓舞的结果。原因可能是血管内皮生长因子-A过度表达(无血流)后无法形成有效的血管腔。在小鼠心肌梗死模型中，修饰RNA(modRNA)瞬时高表达血管内皮生长因子-A可增加有效血管腔的形成。

(5)具有心肌保护作用的靶基因

心力衰竭是心脏功能逐渐恶化的病理生理过程，与氧化应激、细胞凋亡、缺血/再灌注损伤等多种病理应激反应有关。最近的研究发现，血红素氧合酶-1的过表达对缺血/再灌注损伤具有保护作用，这已在动物实验中得到证实。

(6)促进干细胞归巢的靶基因

已证明SDF-1/CXCR可促进心肌梗死后干细胞归巢至心肌细胞。SDF-1是一种趋化蛋白因子，可结合G蛋白偶联受体CXCR4。SDF-1最初被认为能够募集骨髓来源的干细胞归巢到受损的心肌组织，因此被认为是内源性组织修复的重要调节剂。临床前实验证实，心肌梗死边缘区SDF-1过表达可改善心功能，增加周围面积。

(7) miRNA靶基因

微小核糖核酸(MiRNA)是一种长度为21-23个碱基的非编码小核糖核酸，在心血管疾病的病理过程中起重要作用。将腺相关病毒转入RNA，提高具有治疗作用的miRNA水平，或转入短发夹RNA和小干扰RNA，引起基因沉默，降低引起不良作用的miRNA水平。目前已经在基础研究中实现。AAV9转染MIR-1可显著减轻主动脉缩窄大鼠心肌肥厚和心功能不全。将AAV9转染到MIR-378中也可以显著降低主动脉缩窄小鼠的心肌肥厚和心功能不全。在心肌梗死和主动脉收缩的小鼠中，MIR-34上调。注射mir-34抑制剂(抗mir-34)可明显改善心功能。在主动脉缩窄的小鼠和临床心力衰竭患者中，mir-25上调。上调的mir-25可通过抑制SERCA2a而促进心功能不全的发生。mir-25通过AAV9过度表达可明显降低心脏收缩功能。注射抗mir-25抑制剂可明显延缓心力衰竭的进展。基于miR-NA的基因治疗效果目前还没有从大型实验动物中得到报道，需要在以后的临床试验中进一步验证。

载体的选择

靶基因需要通过各种载体转运到达靶细胞才能发挥作用，因此载体有效性的选择也是基因治疗有效性的一个障碍。目前虽然有少数研究尝试使用裸病毒，但在这种情况下，带负电荷的DNA链难以穿透带相同负电荷的细胞膜，裸DNA容易被各种酶降解，难以稳定持久的表达，导致效率低下。因此，大多数基因治疗研究使用载体来传递目标基因。

(1)非病毒载体

非病毒载体中，主要使用裸质粒DNA和脂质体。裸质粒DNA可以直接注射到治疗区，具有相对容易大量制备的优点，不受DNA片段长度的限制，引起细胞和宿主相对较轻的免疫反应，但其进入细胞和发挥功能的效率较低，大多持续3 ~ 4周，具有一定的免疫原性。脂质体是包裹着带电脂质颗粒的DNA。它可以与细胞的磷脂表面融合，进入细胞。转染效率高于裸DNA，可以携带更大的DNA分子。缺点是脂质体的积累会引起毒性，主要用于治疗肿瘤和囊性纤维化。一般来说，非病毒载体更安全，但转染效率低，靶向性差，大多数仅用于局部给药。

目前，一种新的非病毒载体基因治疗方法已经出现，这种方法是基于使用核酸修饰的mRNA(称为MO-DRNAS)。与传统的未修饰核酸一样，MODRNAs不能与Toll样受体结合，在转染过程中不会引起固有的免疫反应，因此可以在体外反复注射。另外，mRNA只需要在细胞质中直接翻译即可。不需要20个整合到宿主的核酸中。因此，modR-NAs可以引起靶基因的短期高效过表达，一般持续2 ~ 6天。Turbell等人发现，填充纳米粒子的MODR-NAS可以检测直接心肌注射后大鼠和猪心脏中靶基因的表达。

(2)病毒载体

病毒载体主要有逆转录病毒、慢病毒、疱疹病毒、痘病毒、腺病毒、腺相关病毒等。与非病毒载体相比，病毒载体的转染效率要高得多，但存在免疫反应问题。

各种病毒载体都有其局限性。到目前为止，大多数心血管疾病的基因治疗实验都是用腺病毒载体进行的。腺病毒可以感染包括心肌细胞在内的大多数细胞类型，转染后可以获得目的基因的高表达，但表达是短暂的(通常持续1 ~ 4周)；腺病毒载体的主要缺点是能引起强烈的先天免疫反应，限制了其在基因治疗中的广泛应用。

慢病毒载体是基因治疗的另一种载体，引起轻度免疫反应。与其他病毒载体相比，它具有转染终末分化细胞(包括心肌细胞)的优势，慢病毒转染的靶基因表达稳定、连续。它的特点是可以将包装好的目的基因整合到宿主基因组中。但其缺点是缺乏对心血管系统细胞(尤其是心肌细胞)的特异性向性。肌内注射转染心肌细胞是必要的。出于安全原因，慢病毒载体尚未用于心力衰竭基因治疗的临床试验。

另一种具有应用前景的病毒载体是腺相关病毒(AAVs)，它是一种细小病毒，只含有单链病毒DNA，转染效率比腺病毒高。由于冉等人从金黄色葡萄球菌中筛选出了一个相对较小的分子量约为3.2kb的SACAS 9(金黄色葡萄球菌CAS 9)，使得将目的基因包装到载体中成为可能，从而可以进一步在体细胞中实现编辑。重组后只能含有治疗基因，是一种很有前途的低致瘤性选择。重组腺相关病毒(AAVs)可以转染有丝分裂细胞和终末分化细胞，rAAVs不需要与宿主基因组整合。并且能够稳定持续的表达。用腺相关病毒作为基因治疗载体的优点是腺相关病毒的某些亚型有向心肌细胞转移的趋势，因此腺相关病毒是心力衰竭基因治疗中理想的基因转移系统。现有的ii期临床试验都使用腺相关病毒。腺相关病毒有13种血清型。其中AAV1、AAV6、AAV8、AAV9对骨骼肌和心肌的倾向性最高。在CUPID的临床试验中，300多例患者未检测到细胞免疫应答，但值得注意的是，部分患者(80%病例来自东欧)针对该病毒载体的中和抗体滴度明显升高，限制了腺相关病毒在所有人群中的广泛使用。

(3)心肌特异性启动子

近年来，心肌特异性启动子如MHC启动子、MLC启动子和肌钙蛋白T启动子限制了心脏中靶基因的表达，而疾病特异性启动子如ANF(心力衰竭中大量表达)启动子已用于动物实验。虽然这些启动子可以使目的基因在心脏组织中特异性表达，但其表达强度明显弱于常规的持续表达启动子，需要高浓度的病毒载体。诱导型启动子已经用于动物实验，可以通过药物使用。

基因转移方法的选择

在选择靶基因和载体后，需要有合适的基因传递方法，以确保基因治疗主要针对衰竭的心脏，并转染足够的心肌细胞或其他心脏细胞，以获得足够长的疗效。至于基因传递方式，主要有血管内转移和直接注射两种方式。

(a)血管内转移

1.冠状动脉内导管基因转移是目前最常用的方法，也是最具临床推广价值的心脏基因转移技术。许多实验已经证实了通过该技术转移靶基因的有效性和安全性。当通过常规冠状动脉内导管方法进行基因转移注射时，可以发现转移的基因主要在左心室中表达，而在右心室中不表达，或者表达水平非常低。靶基因可以通过右冠状动脉主干注射，以获得满意的表达水平。其转移效率受动物类型、导管和载体的生物相容性、晶体溶液的使用、冠状动脉高流速、暴露时间、病毒浓度和温度的影响。单纯冠状动脉灌注可能无效，应结合其他辅助措施提高转流效率。例如提高血管床的通透性，增加灌注压，增加细胞与心室充分接触的时间等。目前，一些研究已经通过阻断管状静脉窦以增加载体在血管中的停留时间、逆行灌注和建立闭环再循环系统来达到提高转移效率的目的。最近，一些研究试图使用基因洗脱支架来实现基因转移的目标。

2.静脉反向灌注在食管动物实验中，静脉反向灌注可以有效转导高浓度的病毒载体。但由于人体血容量大，到达心肌的病毒载体有效浓度会被稀释，高浓度的病毒载体会造成转导的安全性问题。一些使用大型动物的实验已经证明，使用与心肌促性腺激素病毒相关的载体可以有效地转导靶基因。

(2)直接注射

1.直接心肌注射直接心肌注射是目前研究比较充分的基因转导方法，但这种方法只能在注射部位及其周围获得满意的表达，除非使用非常细的针，否则这种基因转导方法会造成不同程度的心肌组织损伤。

2.心内注射的原理是心包和心肌的解剖结构比邻近和心内注射更容易转移病毒载体。心内注射后，转移的基因可分布到约40%的心肌表面，尤其是左心室前壁和室间隔，但心内膜下转染较少，如同时输注胶原酶和透明质酸酶，有助于通过心包的细胞内和间质屏障增加心内膜下转染。

3.心内注射技术可以在动物模型中获得最活跃的靶基因表达。在这些研究中，通过夹紧主动脉和/或肺动脉，转染时间尽可能长。主动脉和肺动脉交叉夹闭技术可降低心脏血容量，左心室舒张末期压力基本不升高，从而在较低血压下进行静脉灌注，病毒可有效进入心内膜，靶基因很少在肝、肺等其他非靶器官表达。然而，这种方法，

临床试验进展

目前，心力衰竭基因治疗的临床试验主要集中在serca2a、SDF-1和ac6。在过去的一年里，serca2a、SDF-1和ac6的二期临床试验结果相继发表。虽然一些指标显示良性变化，但总体结果令人失望。这三项研究未能延续基因治疗在第一阶段和临床前试验中的良好势头，但未发现明显的安全性问题。

(SERCA2a靶向基因治疗临床试验

到目前为止，使用AAV1的临床试验有三个。SERCA2a:首先是丘比特系列临床试验。丘比特(CUPID)的第一阶段是对人体心力衰竭的第一次基因治疗。第二次临床试验为GHF剂(NCT 01966887)临床试验，使用的靶基因和载体为aav1-CMV-serca2a。该试验是单中心、随机和随机的。第三个临床试验是sercaglvad (NCT 00534703)，它使用AAV-1-serca2a基因治疗接受左心室辅助装置的心力衰竭患者的心力衰竭。本试验的目的是评估基因治疗后的心力衰竭患者能否长期脱离左心室辅助装置。丘比特系列临床试验是AAV1系列临床试验。SERCA2a(商品名MYDICAR)基因治疗晚期心力衰竭患者。自2009年报告第一阶段临床试验结果以来，截至2016年，第二阶段已经完成。2009年发表的一项I/ii期CUPID研究观察了aav1包装的人血清ca2a治疗晚期心力衰竭的效果。本研究包括9例慢性心力衰竭患者，NYHAⅲ/ⅳ级，LVEF ≤ 30%。受试者被随机分配到一个剂量组，每组三个AAV1.SERCA2a。经过12个月的观察，经过6个月的治疗，初步分析显示，5名患者的症状得到改善，4名患者的身体功能得到改善，2名患者的NT-proBNP指数得到改善，6名患者的左心室功能或左心室重构得到改善，1名患者的病情恶化。另外2名患者的情况没有改善，因为他们体内有病毒携带者抗体。更重要的是，MYDICAR在实验中表现出色

丘比特ⅱ期于2011年完成，是一项双盲、随机、安慰剂对照的临床研究，扩展至39例晚期心力衰竭患者。受试者被随机分配到三个AAV1中的一个。SERCA2a剂量组或安慰剂对照组，并通过单次冠状动脉内注射进行干预。经过6个月和12个月的治疗，高剂量治疗组症状改善，运动能力提高，NT-proBNP水平下降。左心室主张末期容积下降。此外，所有AAV1患者。在治疗6个月和12个月后，SERCA2a干预显示出运动能力的改善、心血管事件的减少以及与慢性心力衰竭相关的住院率的降低。

2014年报道的Cupid期临床研究是2011年研究的延续，针对单次治疗AAV1.SERCA2a后的3年随访，研究发现各基因治疗组死亡率、心力衰竭加重、心力衰竭相关住院率、心脏移植、左心室辅助装置均有不同程度的下降，尤其是高剂量治疗组。与安慰剂对照组相比，后者心血管事件复发的风险降低了82%。高剂量治疗组所有患者转染的serca2a基因在患者体内仍然存在。AAV1。SERCA2a治疗在所有治疗组中显示出更好的安全性。

2016年发布的CUPIDEⅱb期是一项双盲、随机、安慰剂对照、多国和多中心研究。从10个国家招募了250名中度至重度心力衰竭患者。每位患者至少随访1年，平均随访17.5个月。这项研究的主要终点是复发(由于心力衰竭恶化，需要住院或门诊治疗)。次要终点是主要终点事件(全因死亡、心脏移植或机械循环辅助设备)。与对照组相比，基因治疗组患者的一级和二级终点没有改善，也没有安全性问题的报道。因此，丘比特ⅱb临床试验结果为阴性，未能证明其能改善心力衰竭患者的预后。有鉴于此，原本紧接着进行临床试验的AGENT-HF和SERCA-LVAD被叫停，要等到CUPID2二期试验的结果和数据全部开放分析后才能继续。上述试验未能达到预期结果可能与载体选择、给药频率、给药途径等因素有关，甚至与种族、性别、年龄等因素有关。此外，SERCA2a的临床前探索是完成幼鼠的临床前实验。但大多数临床试验招募的是病情严重或年龄较大的患者，钙循环改善等局部改变可能不足以改善整体运动功能。受试者的临床效果也可能很差，因为其他生理结构老化或恶化太快，超过了治疗的益处。

(SDFG1 1靶基因的临床试验

针对SDF-1靶基因的临床试验有两种:STOP-HF和RETRO-HF。心力衰竭停止临床试验的第二阶段是一项随机、双盲、安慰剂对照研究。评价SDF-1基因治疗LVEF评分< 40%的缺血性心力衰竭患者的安全性和有效性。将SDF-1质粒注入心内膜15次。SDF-1质粒使用两种不同浓度(15毫克和30毫克)，第一个终点是治疗4个月后6分钟运动耐量和明尼苏达生活质量问卷评分的变化。结果表明，两个治疗组与安慰剂组之间没有显著差异。然而，在LVEF < 26%的心力衰竭患者中，30±30毫克的SDF-1质粒剂量可使LVEF增加11%，这在治疗一年后仍然存在。即使注射一个月后SDF-1基因几乎不再表达，RETRO-HF研究也是将SDF1质粒反向注射到心肌组织中，目前仍在进行中，其结果在预料之中。如果回顾性心力衰竭研究也表明SDF-1对LVEF低的人有效，它将强烈支持SDF-1在停止心力衰竭研究中针对特定人群的结果。

(三)已经开展的其他基因治疗临床试验

CHF NCT 00787059的Ac6基因转移是通过冠状动脉进行的。在治疗4周和12周后评估其治疗心力衰竭患者的有效性和安全性。一级终点是治疗4周和8周后的运动耐量、LVEF值和左心室压力的dp/dt。结果表明，给药组和安慰剂组之间的运动耐量没有显著差异。然而，在治疗4周后，治疗组的LVEF高于安慰剂组，但是在治疗12周后，两组之间没有统计学差异。给药组左心室压力最大下降率(-DP/dt)优于安慰剂组，但左心室压力最大上升率(+DP/dt)无统计学差异。安全性方面，未发现AC6引起心律失常的证据。一般来说，需要扩大样本量，进一步确认AC6基因治疗的有效性和安全性。

此外，由于AAV9-S100A1在临床前大动物实验中取得了良好的结果，未来几年将启动首个治疗S100A1靶基因的人类临床试验。另一个计划中的临床试验是使用rAAV2i8作为高向心性的载体，靶基因是蛋白磷酸酶1抑制剂-1。这项临床试验计划使用四种不同剂量的AAV包装靶基因来治疗心力衰竭。

问题与展望

虽然心力衰竭的基因治疗在动物实验和临床试验中都取得了相当大的成就，显示出革命性和突破性的成就，但仍存在许多问题。

首先，由于细胞的生理环境和生命周期非常复杂，基因治疗的效果无法长期维持，因此患者可能需要接受多个疗程的治疗。虽然有些研究通过增加治疗剂量达到相关基因长期表达和细胞长期存活分化的效果，但增加剂量的长期安全性需要通过设计相关临床试验来阐明。

其次，人体的免疫系统功能强大，对外来基因有很强的排斥作用，不仅降低了治疗效果，也给重复治疗带来了困难。病毒载体的选择也是治疗中遇到的一个主要问题。如何找到低毒性、低免疫原性、高特异性的载体和干细胞，是研究者努力的方向。

第三，在实际治疗中，很多疾病都是多基因疾病，如高血压、糖尿病等，目前的基因疗法对这些疾病的治疗效果还很差。通过调节多个基因(如SERCA2a和SUMO1)的多基因联合治疗最近在小鼠中取得了结果。近年来，通过转移几种转录因子，成纤维细胞成功地转化为心肌样细胞。这些成果也为未来多基因联合干预的基因和细胞治疗指明了新的发展方向。由于实验动物和临床患者在种类、实验条件和治疗方法上的差异，迄今为止，动物实验取得的良好效果还不能令人满意地推广到临床患者。即使在动物实验和临床试验中，也有许多困惑甚至完全相反的结论。比如CUPID临床试验与以往动物实验的结果不一致，可能与不同物种间AAVs病毒载体的感染率有关。同时，人群的疾病背景与以往的动物实验不同，可能会影响基因治疗中靶基因表达的有效性。同时，如何克服AAV病毒载体在部分人群中引起的中和抗体增加也是今后需要克服的一大障碍。基因治疗中的这些问题都表明了基因治疗进一步精细调控的复杂性和必要性。

目前，大多数基因治疗仍处于动物实验阶段，并取得了可喜的成就。用于临床研究的基因治疗还处于起步阶段，其有效性和安全性还需要进一步验证，所以这只是从临床常规应用的漫长旅程的第一步。然而，这些临床试验的结果必将为心血管疾病的基因治疗提供更多更新、更有价值的参考。随着高特异性载体的不断出现，随着基因表达精确调控的不断实现，以及3D打印、CRISPR/Cas9体内基因组编辑技术、外体介导的基因传递、细胞间信号传递等新技术和新概念的出现，基因治疗必将在心力衰竭的治疗中占据一席之地。

本文摘自葛君波、方巍主编的《现代心脏病学进展2017》，补充了上海市心脏病研究所、复旦大学附属中山医院、黄嘉圆、吴剑、邹云等生物医学科学研究所的《心脏基因治疗研究最新进展》。

2017年现代心脏病学进展

葛君波唯一的主编

负责编辑:路宏

北京:科学出版社，2017.06

书号978-7-03-053009-7

由活跃在临床领域的专家撰写的《现代心脏病学进展2017》详细介绍了心血管疾病，包括指南解读、冠心病、起搏和电生理、结构性心脏病、高血压、心力衰竭、血脂、心脏预防和康复等。，全面反映了心血管领域诊断、治疗、预防的新进展和新思路，详实、科学、实用。

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