科學家正開發新一代基因療法以再生心臟,為治療常見且衰弱的心臟衰竭帶來希望。

首個旨在培養新心肌細胞的臨床試驗已啟動,多家公司也正研發至少四種其他再生心臟疾病的基因療法。

「這是將再生醫學帶入臨床的首批人體研究,」愛丁堡大學基因療法研究員安德魯·貝克(Andrew Baker)表示,他並未參與這些研究。「這是一個非常令人興奮的時代。」

然而,興奮之情伴隨著謹慎。史丹佛大學心臟病專家肖恩·吳(Sean Wu)表示,哺乳動物的心臟修復能力很差,「在試圖使其再生方面,出了名的難以駕馭」。一些科學家並不相信現有臨床試驗的數據能證明細胞分裂的真正再生。此外,再生心臟的努力仍受過去的爭議困擾,該爭議導致至少十幾篇論文被撤回,一個備受矚目的實驗室也被關閉。

維吉尼亞大學心臟病專家安東尼奧·阿巴特(Antonio Abbate)表示,開發該領域的基因療法將會很困難。「但我們必須進行研究,因為最終我們會成功的。」

心臟衰竭發生於心臟無法泵送足夠血液以滿足身體需求時。這種情況在一些國家日益普遍。例如,在美國,預計未來 15 年的盛行率將上升 50%。現有的少數藥物只能治療症狀,而無法解決根本問題:心臟要麼過於僵硬而無法正常充血,要麼過於虛弱而無法有效泵血。

2007 年啟動的心臟衰竭基因療法首次臨床試驗,並非旨在再生心臟。相反,它試圖改善心肌細胞(或稱心肌細胞)的收縮能力,這是驅動心臟泵血作用的運動。參與者接受了含有有助於改善心肌細胞鈣儲存能力的基因的病毒劑量,鈣對細胞收縮至關重要。但該療法並未延長參與者的壽命。該試驗的學術開發者將其失敗歸因於當時病毒製造技術仍處於早期階段,並於 2020 年和 2024 年啟動了另外兩項針對同一途徑的療法試驗。

現在,研究人員正努力不僅改善心肌細胞的功能,還試圖誘導這些細胞增殖,希望透過增加心臟的體積來恢復其活力。首個進入臨床試驗的再生療法使用病毒將 RNA 片段運送到心肌細胞。RNA 與一種稱為 SAV1 的基因結合,該基因編碼一種限制細胞分裂的蛋白質。這種結合阻止了該基因的高水平表達,從而解除了對細胞增殖的抑制。

德州心臟研究所的再生生物學家詹姆斯·馬丁(James Martin)領導了這項工作。他表示,在接受該方法治療的小鼠和豬身上,觀察到心肌細胞發生了分裂。馬丁也是 Medley Therapeutics 的首席科學官,該生物技術公司旨在開發這種療法。根據馬丁參與撰寫的一項研究,在豬的心臟病發作模型中,該療法將心臟的射血分數(衡量每次心跳泵血量的指標)提高了 14%。

這些數據有助於說服美國監管機構批准一項於 6 月開始的臨床試驗。一些學者讚揚了這項研究及相關工作。「我所見過的所有小型動物數據看起來都非常出色且令人信服,」舊金山 Gladstone 研究所所長迪帕克·斯里瓦斯塔瓦(Deepak Srivastava)表示。

但一些研究人員對此表示懷疑。馬丁及其團隊在很大程度上依賴於觀察複製的 DNA 來得出結論,認為他們豬模型中的心肌細胞正在分裂。但一些研究人員表示,心肌細胞有時會形成第二個細胞核來增加蛋白質生產,而這種細胞與為準備細胞分裂而形成第二個細胞核的細胞很難區分。阿巴特指出,許多研究,包括馬丁的研究,都將治療動物與未接受治療的動物進行比較,而不是與接受標準治療的動物進行比較。

馬丁承認,一些研究人員希望看到更多細胞分裂的證據,並且他的對照組動物並未接受標準治療藥物。他說他使用了當時可用的最佳方法,並且技術已經成熟到人體試驗是提供答案的唯一途徑。

馬丁並不對這些擔憂感到意外。「現實是——有些人你永遠無法說服,」他說。他表示,部分原因是該領域過去的爭議。

2000 年代,心臟病專家皮耶羅·安維爾薩(Piero Anversa)及其同事發表了大量論文,聲稱心臟具有再生心肌的幹細胞。但到了 2018 年,哈佛醫學院和布萊根婦女醫院的一項調查得出結論,安維爾薩發表的 31 項研究中的數據「被偽造和/或捏造」。

美國國家心肺血液研究所終止了一項基於安維爾薩合著研究的臨床試驗的招募。安維爾薩的實驗室被關閉。根據 Retraction Watch 資料庫的數據,他有 19 篇論文已被撤回。安維爾薩合著的其他論文仍然存在於文獻中。其中一篇 2001 年的 Nature 論文報告稱,某些骨髓細胞可以生成心肌。2004 年,兩個獨立的科學團隊在 Nature 上報告稱,他們沒有發現這些骨髓細胞具有這種能力的證據。(Nature 的新聞團隊獨立於其出版商。)

馬丁表示,這些被證偽的研究為該領域的其他研究人員創造了一個「困難的環境」。「你可以想像,獲得(美國國家衛生研究院)的資助和發表論文需要毅力。」

Nature 的新聞團隊試圖透過安維爾薩的前雇主和法律代表以及向其最後已知地址遞送信件來聯繫他,但未能成功。他在 2018 年接受《紐約時報》採訪時,為其研究的有效性辯護。

研究人員們堅持不懈,追求心臟再生基因療法的生物技術公司也越來越多。倫敦國王學院的心臟病專家毛羅·賈卡(Mauro Giacca)成立了一家名為 Heqet Therapeutics 的生物技術公司,開發極短的 RNA 序列,或稱 microRNAs,這些序列以脂肪奈米顆粒的形式遞送到心肌細胞。他說,其中三種 microRNAs 特別有前景:它們都具有解除細胞增殖限制和解除心肌細胞細胞骨架生長限制的雙重作用。他說,他的團隊的療法將在未來兩年內進入臨床試驗。

另外三家基因療法公司也正在開發基於 microRNA 的方法,這些方法透過病毒或水凝膠遞送。一種 microRNA 將心肌細胞推向更胚胎的細胞狀態;兩種則解除了對細胞增殖的其他限制。

「但如果我們不做這類試驗,我們將會被困在過去 30 或 40 年的治療模式中。」渥太華大學心臟病專家達里爾·戴維斯(Darryl Davis)說。