1、儿童扩张性心肌病严重危害儿童健康，无特效治疗。儿童扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy, DCM)是一类原因不明的心肌疾病，国内其发病率约为84/10万人。DCM的病程呈进行性，预后极差，严重危害儿童健康健康，其1年的存活率为60％ ~ 90％，5年的存活率为20％ ~ 80％。DCM主要表现为单侧或双侧心腔扩大，心脏收缩期功能减退，病理可见心肌纤维肥大、细胞核固缩、变形或消失、纤维组织增多。

　　目前，DCM仍无特效治疗，基础药物包括洋地黄、利尿剂、血管扩张剂、神经内分泌阻滞剂，生长激素、大剂量免疫球蛋白等在内的治疗措施虽可改善部分DCM患儿的预后，但仍不能从根本上解决问题。在世界各地所作的心脏移植病例中，DCM病人约占44％;虽然有研究者认为左室减容术可明显提高左心室功能，但其住院死亡率仍高达10~20％，其2年生存率仅为60％;几乎50％的有症状的儿童心肌病患者需要接受心脏移植或在2年内死亡。因此，创新性探索儿童DCM治疗的新方法，对改善儿童DCM的预后具有重要的临床意义。

　　2、细胞性心肌成形术为儿童DCM带来新的治疗希望。 Bergmann等通过把碳14整合到心肌细胞DNA中以测定心肌细胞的年龄的方法，发现不少于50％的心肌细胞在一个正常生命周期内出现了碳14的交换，证实人类心肌细胞具有自我更新能力;此为心肌再生疗法的提供了强有力的理论基础。

　　目前，包括干细胞移植、生长因子和基因的转入以及心脏组织基因工程在内的缺血和非缺血性心脏病的心肌再生治疗技术已经取得了令人鼓舞的进展，其中基于细胞的心肌再生治疗[简称细胞性心肌成形术(cellular cardiomyoplasty, CMP)]已经经历了大量的实验研究和临床实验，取得了令人激动的效果;其移植的种子细胞包括骨骼肌成肌细胞、骨髓细胞、循环中血液来源的前体细胞、子宫内膜间充质干细胞，成人睾丸组织多能干细胞、间皮干细胞、脂肪来源的基质干细胞、胚胎干细胞，诱导的多能干细胞和骨髓间充质干细胞等。

　　如何选择移植的种子细胞依赖于原发病的类型;急性心肌梗死者应选择能够减少心肌坏死和增加血流量的种子细胞;而心衰者应选择能够能够替代或促进心肌再生，逆转心肌细胞凋亡机制和活化基质细胞过程的种子细胞。移植的种子细胞通过减少心肌梗死瘢痕的范围和纤维化程度、改善心肌活性、限制局部心室的扩张、改善心室的顺应性和旁分泌作用等来改善心室功能。数据显示心功能的改善和移植的种子细胞进入目标组织区域的数量间具有明显的剂量效应关系。

　　移植的种子细胞进入目标组织区域的过程称为细胞归巢，细胞归巢的数量决定了细胞移植的效果;而细胞归巢到有活性的新生血管区域是一个复杂的过程，其依赖于化学激动因子(如基质细胞衍生因子-1)、化学激动因子受体、细胞间的信号、粘附分子和蛋白酶之间的相互作用。

　　目前，尚未观察到心脏本身的心肌细胞和移植的种子细胞间的缝隙连接和电信息交流;同时，移植种子细胞的死亡也严重影响了细胞移植的效果，其原因可能为缺血、细胞凋亡和炎症反应。因此，开发提高细胞存活和分化能力的技术，如组织工程技术、预血管化技术、预适应技术等对提高细胞移植的效果意义重大。

　　细胞性心肌成形术的适应症或潜在的适应症为心肌梗死、特发性DCM、糖尿病性心肌病、Chagas 病、缺血性二尖瓣反流、心肌致密化不全、儿童心肌病和外科心室重建相关性疾病。研究发现，非缺血性心肌病较缺血性心肌病更能从细胞性心肌成形术中获得较大益处。在小动物模型、犬的特发性和阿霉素性DCM模型中，细胞性心肌成形术已经被成功应用，且取得了令人怦然心动的效果，其中针对特发性DCM病人的临床试验已经开始。

　　移植的种子细胞在这些宿主心肌中生存良好，推测其原因可能是非缺血性心肌病的心肌灌注并没有象缺血性心肌病患者那样遭到严重的破坏。考虑到儿童DCM患者的病因与成人不同，儿童DCM患者更适合作为细胞性心肌成形术的理想适应症，其更能从这种技术中获得益处。研究表明，间充质干细胞、胚胎干细胞和诱导的多能分化干细胞可作为儿童心肌病患者的种子细胞。

　　3、脐血间充质干细胞作为儿童DCM患者细胞性心肌成形术的种子细胞是可行的。

　　理论上，胚胎干细胞和诱导的多能分化干细胞是儿童心肌病患者细胞性心肌成形术的理想种子细胞;但前者的来源有限，且可能存在伦理学问题;而后者在培养过程中需要添加的诱导物质以及培养液本身对种子细胞以及对心肌细胞的作用尚未明确，因此大大限制了其临床应用，多限于动物实验研究。间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)是一类具有自我更新能力的多能分化干细胞，分布在骨髓和成人的许多其他组织中。

　　MSCs可从骨髓中分离，并可分化为多种细胞，如骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞肌肉细胞和肌腱细胞。因此，骨髓中的MSCs被称为通用捐献细胞。近年来，应用骨髓间充质干细胞移植修复受损心肌成为国内外研究的热点;众多研究证实间充质干细胞移植可以抑制心肌内的炎症反应、抑制心肌细胞的凋亡、刺激心肌内血管新生;在DCM动物模型中有明显的治疗效果，在临床研究中显示间充质干细胞移植早期可明显改善成人DCM的心室功能。

　　但骨髓间充质干细胞的来源有限，获取途径具有创伤性;且随年龄的增长，骨髓中有分化潜能的间充质干细胞逐渐减少;另外，诱导后的骨髓间充质干细胞转化为心肌样细胞的效率较低。对儿童来说抽取骨髓极不方便，儿童本人和家长接受度不高，同时小儿骨髓的抽取量较少。上述因素极大地限制了骨髓MSCs移植在儿童DCM患者中的推广应用，而且也严重影响了骨髓MSCs的移植效果。

　　Lu、Secco、Ishige 和Javed等研究者相继发现脐带组织和脐血中含有丰富的间充质干细胞，且经诱导后可分化为神经细胞、成骨细胞、脂肪细胞以及心肌细胞等。Martins等应用多彩细胞流式仪发现骨髓和脐血来源MSCs的细胞表面标志 CD71、CD105、CD184、CD34、、CD133、CD45和CD44的表达情况基本相同。

　　Yoo等比较了来源于成人骨髓、睾丸组织、脐带血和脐带组织的MSCs的免疫调节作用，发现它们的免疫抑制作用和分泌因子基本一致，认为来源于睾丸组织、脐带血和脐带组织的间充质干细胞可作为骨髓来源的MSCs的替代者用于同种异体干细胞移植。

　　Wang等系统研究了脐血MSCs的免疫调节作用，发现脐血MSCs的形态学表型、细胞周期状态、细胞表面标志和分化能力和骨髓来源的MSCs类似;同时脐血MSCs在体外扩增后仍保持着低免疫原性和免疫调节作用;流式细胞仪分析显示脐血MSCs不表达 CD40、CD40 配体、CD80、CD86 和主要组织相容性组织复合体II;脐血MSCs不能诱导同种异体外周血单个核细胞的增值，且对外周血单个核细胞的免疫反应具有剂量依赖性的抑制作用;另外，脐血MSCs可抑制成熟树突状细胞的功能;表明脐血MSCs可作为同种异体干细胞移植的良好替代者。

　　Huang、Nishiyama等发现体外扩增后的脐血MSCs不仅含有与骨髓来源的MSCs相同的细胞表面标志，而且经5-氮胞苷诱导后可以定向分化为心肌样细胞，提示脐血MSCs保持着心肌干细胞的特点。上述研究表明脐血间充质干细胞具有多能干细胞的特点，具有强大的自我更新能力。同时，脐血在产房中为医疗废物，来源丰富，且取材方便;脐血中所含的细胞非常年轻，具有很强的增值分化能力。脐血MSCs的上述特点使其代替骨髓来源的MSCs作为儿童DCM患者细胞性心肌成形术的种子细胞具有强大的可行性。

　　4、外周肌肉注射途径移植脐血MSCs治疗儿童DCM的理论依据

　　已经证实通过静脉系统注射种子细胞，对于心肌再生而言没有任何作用，因为输入的大多数细胞停留在肺部、肝脏和脾脏，而并没有归巢到心肌组织中。目前，细胞性心肌成形术种子细胞的移植途径主要有心外膜途径、心内膜途径和冠状动脉内途径。心外膜途径主要通过外科手术、胸腔镜和机器人等技术来实现，其优点为移植区域暴露良好，注射部位精确，且可多点注射;但此种技术患者需要承担全身麻醉和手术本身带来的风险，尤其对于儿童DCM患者更是难以实现。

　　心内膜途径和冠状动脉内途径均为基于心导管的细胞移植技术，具有创伤性小、操作相对简单和可重复多次注射的优点，但此两种方法均需要儿童患者接受全身或局部麻醉以及心导管操作本身带来的风险，尤其是后者带来的诸如严重心律失常、血管损伤等并发症。同时，心内膜途径移植种子细胞时，心导管在心室内定位移植区域相对困难，注射时容易造成种子细胞的大量丢失，减弱了移植的效果;而经冠状动脉内途径移植种子细胞，理论上种子细胞能否穿过血管基底膜迁移到心肌内尚不明确，同时这种技术具有诱发血管微小栓塞的风险。

　　另外，此三种途径均可引起心脏出现新的、有害的疤痕组织和钙化，从而诱发新的严重心律失常，进一步恶化心脏功能。因此，迫切需要开发创伤性小、无需麻醉、操作简单、可重复植入、安全性高、适合于儿童DCM患者的种子细胞植入方法。

　　Caplan、Gnecchi 等发现MSCs的突出特征之一是具有产生多种营养因子的能力;Joggerst 、Collins等总结了心血管疾病干细胞移植的作用，发现病变心肌区域新生的心肌组织较少，不能解释干细胞移植后心脏功能的明显改善，认为干细胞移植对心血管系统有益作用的主要机制为干细胞的旁分泌作用。Gnecchi、Takahashi、Schannwell、Togel 和Uemura 等研究者发现MSCs分泌的多种营养因子能够减轻心肌损伤，抑制心肌纤维化性重构，促进心血新生，刺激组织中干细胞的恢复和增值，减轻炎症性氧化应激反应。

　　Leiker等应用细胞示踪技术，发现经冠状动脉途径输入的MSCs仅有1-2％进入了猪的心脏中，但没有证据显示MSCs分化为心肌细胞。由于病变心肌局部的微环境存在损害干细胞生存的病理因素，如缺血、炎症和纤维化，因此把干细胞植入到远离病变心肌部位将是一个崭新的治疗策略。

　　已经证实 MSCs肌肉注射可改善肌营养不良，因此营养不良伴心肌病的患者更适合MSCs肌肉注射;既往的研究证实肌肉注射到骨骼肌的MSCs并没有迁移到其他组织中。新近，Shabbir等充分利用骨髓MSCs的营养作用，借助仓鼠扩张型心肌病模型，创新了一种新的非侵入性的干细胞输入方法。

　　即肌肉注射MSCs和MSCs条件培养液，发现在MSCs移植后1个月心脏短轴缩短率增加40％，心肌组织毛细血管和心肌细胞核的密度分别增加30％和80％，心肌细胞凋亡减少60％，心肌纤维化减少50％;心肌细胞再生证据显示细胞周期标志(Ki67和磷酸化组蛋白H3)表达2倍增加，心肌细胞直径平均减少13％;循环中的肝细胞生长因子、白血病移植因子、巨噬细胞单克隆刺激因子水平明显增加。

　　提示外周肌肉注射途径植入MSCs可明显改善心肌功能。Yoo等发现来源于成人骨髓、睾丸组织、脐带血和脐带组织MSCs的分泌因子无明显差别，肝细胞细胞生长因子、转化生长因子β和环氧化酶-1 (COX-1)和 COX-2的表达无变化。提示脐血来源的MSCs和骨髓来源的MSCs具有相似的营养作用。因此，通过外周肌肉途径植入脐血MSCs，利用脐血MSCs的营养和旁分泌作用来治疗儿童DCM具有广阔的前景。