СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ НЕОПЕРАБЕЛЬНЫХ КАРДИОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ НЕОПЕРАБЕЛЬНЫХ КАРДИОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ


RU (11) 2250772 (13) C1

(51) 7 A61K35/28, A61P9/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 18.07.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.04.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004121691/14 
(22) Дата подачи заявки: 2004.07.16 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.07.16 
(45) Опубликовано: 2005.04.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 94015926 А1, 27.12.1995. RU 2137484 С1, 20.09.1999. СА 2465672, 27.03.2003. СА 2339182, 10.02.2000. ЕР 1221956, 17.07.2002. ХУБУТИЯ М.Ш. Дилятационная кардиомиопатия. Вестник трансплантологии и искусственных органов, 2001, №3-4, с.32-40. TIMMERMANS F. et al. Stem cells for the heart, are we there yet ? Cardiology, 2003; 100(4); 176-85. VULLIET PR. et al. Intra-coronary arterial injection of mesenchymal stromal cells and microinfarction in dogs. Lancet, 2004, Mar 6; 363(9411): 783-4. 
FUKUDA К. Application of mesenchmal cells for the regeneration of cardiomyocyte and its use for cell transplantation therary. Hum. Cell. 2003 Sep; 16(3) 83-94.

(72) Имя изобретателя: Гранов А.М. (RU); Зверев О.Г. (RU); Немков А.С. (RU); Белый С.А. (RU); Гранов Д.А. (RU); Цурупа С.П. (RU); Шлойдо Е.А. (RU); Жаринов Г.М. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Центральный научно-исследовательский рентгено-радиологический институт МЗ РФ (ЦНИРРИ) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 197758, Санкт-Петербург, Песочный, ул. Ленинградская, 70/4, ЦНИРРИ, В.П. Черепановой 

(54) СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ НЕОПЕРАБЕЛЬНЫХ КАРДИОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ
Изобретение относится к медицине, в частности к кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии, и может найти применение при тяжелом течении ИБС, а также при лечении дилятационной кардиомиопатии. Способ заключается в использовании аутологичной мононуклеарной фракции костного мозга, содержащей 6-9×104 мезенхимных клеток в 1 мл или аутологичные мезенхимные стволовые клетки, выделенные из биоптата костного мозга больного, в количестве 106 клеток/кг массы больного. Препараты вводят интракоронарно дробно в объеме до 50 мл со скоростью не выше 5-10 мл/мин в левую и до 30 мл дробно со скоростью не выше 3-5 мл/мин в правую коронарную артерию. Введение можно осуществлять также внутриартериально струйно или внутривенно капельно. Способ обусловливает более высокую выживаемость и качество жизни кардиологических больных за счет повышения функциональных возможностей сердца при фиброзной трансформации миокарда. 1 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к медицине, точнее к кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии, и может найти применение при лечении кардиологических больных.

Предлагаемый способ касается лечения неоперабельных больных ишемической болезнью сердца и идиопатической дилатационной кардиомиопатией, которые относятся к одной из наиболее тяжелых групп кардиологических больных и для которых в настоящее время не существует специфического лечения.

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является одной из основных причин инвалидности и смерти. Лечение ИБС осуществляется преимущественно посредством медикаментозной терапии. Оперативное (хирургическое) лечение ИБС выполняется в случае неэффективности медикаментозной терапии либо в случаях, когда характер поражения коронарных артерий определяет высокую степень риска кардиальной смерти больного (Рекомендации Американской Ассоциации Сердца и Американского Кардиологического Колледжа “Коронарное шунтирование” JACC, Vol.34, No 4, October 1999:1262-1347). Неоперабельными пациентами являются больные ИБС, у которых риск оперативного вмешательства превышает предполагаемую пользу хирургического лечения в виде устранения симптомов, ограничивающих жизненную активность. Эти пациенты составляют наиболее тяжелую категорию больных ИБС, так как медикаментозное лечение уже неэффективно, а тяжесть состояния или характер поражения сосудов сердца делает практически невозможным хирургическое лечение. Тем не менее, оперативное лечение остается у этой категории больных единственной возможностью сохранить жизнь.

Идиопатическая дилатационная кардиомиопатия (ИДКМП) - неизлечимое, генетически обусловленное поражение миокарда, наследуемое по аутосомно-доминантному или аутосомно-рецессивному принципу (Towbin J, Bowie S К, Ortiz-Lopez R, Wang Q. Genetic basis of dilated cardiomyopathy. Cardiomyopathies 1999; 56-65.). ИДКМП - одна из частых причин развития тяжелой сердечной недостаточности, не поддающейся медикаментозной терапии. Неудачи в медикаментозной терапии ИДКМП требуют решения вопроса о трансплантации сердца (Olson Т, Michels V., et al. Actin mutations in dilated cardiomyopathy, a heritable form of heart failure // Sciense 1998; 280) или имплантации механических устройств (Gronda F., Vitali E. Left ventricle assist systems: a possible alternative to heart transplantation for heart failure patients? Patient selection, techniques and benefit. Eur J. Heart Failure, Dec 1999; 1: 320-5.)

Специфического лечения ИДКМП в настоящее время нет.

Известен способ хирургического лечения больных ИБС, заключающийся в восстановлении кровотока и метаболизма пораженных участков миокарда путем наложения аортокоронарного анастомоза либо выполнения эндоваскулярной ангиопластики и стентитрования. Однако большинству больных ввиду тяжести их состояния и такое хирургическое вмешательство неосуществимо.

Известен способ медикаментозного лечения ИДКМП, заключающийся в применении ингибиторов ангиотензин-превращающего фермента (ингибиторы АПФ), мочегонных препаратов, препаратов с положительным инотропным действием и т.д. Однако такой метод носит симптоматический характер и малоэффективен. 

Таким образом, единственным специфическим методом лечения неоперабельных кардиологических больных как ИБС, так и ИДКМП является пересадка сердца, недоступная подавляющему большинству пациентов, поскольку количество таких больных многократно превышает количество доноров.

Наиболее близким к предлагаемому является медикаментозный способ лечения этой категории больных (Лечение сердечной недостаточности. Рекомендации рабочей группы по изучению сердечной недостаточности Европейского Общества Кардиологов. Рус. мед. журн. Приложение. 1999.), взятый нами в качестве прототипа. 

Поскольку медикаментозная терапия, целью которой является уменьшение клинических проявлений сердечной недостаточности - осложнения основного заболевания, не направлена на восстановление функции сердечной мышцы, качество жизни таких больных неудовлетворительное, а летальность остается высокой (более 50% больных погибает в течение первого года при появлении тяжелой сердечной недостаточности). Специфической же медикаментозной терапии для этой категории больных в настоящее время не существует.

Технический результат настоящего изобретения состоит в повышении выживаемости больных и улучшении качества их жизни.

Этот результат достигается тем, что в схеме лечения неоперабельных больных ИБС и ИДКМП используют аутологичную мононуклеарную фракцию костного мозга, содержащую 6-9×104 мезенхимных клеток в 1 мл или аутологичные мезенхимные стволовые клетки (АМСК) в количестве 106 клеток/кг массы больного, которые вводят интракоронарно дробно в объеме до 50 мл со скоростью не выше 5-10 мл/мин в левую и до 30 мл дробно со скоростью не выше 3-5 мл/мин в правую коронарную артерию, а если состояние больного не позволяет выполнить интракоронарное введение, осуществляют капельное внутривенное или струйное внутриартериальное введение.

Ранее в экспериментальных и клинических исследованиях было показано (Zhang S et/al. Transplantation of bone marrow cells upregulated vascular endothelial growth factor and its receptor and improved ischemic myocardial function. Beijing Da Xue Xue Bao. 2003; 35(4):429-433), что применение мононуклеарной фракции костного мозга или культуры стволовых клеток при остром тканевом повреждении сопровождается активацией восстановительных (репаративных) процессов функционирующей ткани и уменьшением образования заместительной рубцовой (фиброзной) ткани (Assmus В. Et al. Transplantation of Progenitor Cells and Regeneration Enhancement in Acute Myocardial Infarction (TOPCARE-AMI). Circulation. 2002; 106(24): 3009-3017). Однако обратное развитие уже сформировавшейся фиброзной ткани сердца и приобретение метаболических черт, характерных для функционирующего миокарда, считается невозможным (Kipshidze N., Serruys P. Handbook of Cardiovascular Cell Transplantation // Martin Dunits, UK, 2004:P425). Это объясняется тем, что наиболее вероятным стимулом для дифференцировки стволовых клеток в специфическую ткань являются продукты острой гибели соответствующей ткани.

Известно применение стволовых клеток костного мозга (как культуры гемопоэтических, мезенхимных клеток, так и в составе мононуклеарной взвеси) при операциях на сердце, лечении острого инфаркта миокарда, направленное на активацию восстановительных процессов функционирующей ткани и уменьшение образования фиброзной ткани в результате острой коронарной недостаточности (Stamm С et al. Autologous bone-marrow stem-cell transplantation for myocardial regeneration. Lancet 2003; 361; 9351: 45-46; Tse H-F et al. Angiogenesis in ischaemic myocardium by intramyocardial autologous bone marrow mononuclear cell implantation. Lancet 2003; 361; 9351: 47-49; Assmus В et al. Transplantation of progenitor cells and regeneration enchancment in acute myocardial infarction. Circulation Circulation 2002; 106: 3009-3017; Strauer BE et al. Repair ofinfarcted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans. Circulation 2002; 106). Однако обратное развитие уже сформировавшейся фиброзной ткани сердца и приобретение метаболических черт, характерных для функционирующего миокарда, как выше сказано, считается невозможным. Фиброзная ткань - нефункциональна, то есть не способна к сокращению и характеризуется низким (по отношению к мышечной ткани) потреблением глюкозы. При позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) сердца с использованием фтордезоксиглюкозы, меченной радиоактивным фтором [18F], фиброзная ткань выявляется как очаг сниженного метаболизма фтордезоксиглюкозы.

Применение стволовых клеток у больных с отсутствием острых очаговых изменений представлялось лишенным смысла еще и потому, что у этих больных отсутствуют стимулы для дифференцировки стволовых клеток в специфическую ткань (отсутствует острый некроз ткани). И если делались попытки использовать стволовые клетки у больных с хронической ишемической болезнью сердца, то интракоронарное введение клеток сопровождалось моделированием ишемии путем раздувания баллона в просвете коронарного сосуда, а интрамиокардиальное ввведение всегда сопровождалось операционной травмой.

Мононуклеарная взвесь получается путем седиментации пунктата костного мозга по градиенту плотности с гексаэтилкрахмалом и центрифугированием супернатанта.

АМСК - это фракция высокоочищенных собственных мезенхимных стволовых клеток. Для получения АМСК требуется забор у больного 20-35 мл костного мозга (процедура выполняется под местной кратковременной анестезией и продолжается в течение 10-15 минут). В дальнейшем из костного мозга выделяются АМСК, которые типируются и выращиваются в специальной среде. Через 10-12 дней от начала культивирования количество АМСК достигает 80-100 млн, что в десятки раз превышает их содержание в костном мозге.

Мы попробовали ввести мезенхимные стволовые клетки больному, которому в оперативном (хирургическом) лечении было отказано из-за тяжести поражения сосудов сердца, а резервы медикаментозной терапии были уже исчерпаны. Как показали результаты этого исследования, состояние пациента значительно улучшилось, толерантность к физической нагрузке возросла, что свидетельствовало об улучшении функции сердца. Результаты проведенных ультразвуковых исследований и ПЭТ исследований подтвердили положительный характер изменений в сердце. Этот факт и положен в основу настоящего изобретения.

Сущность способа поясняется примерами.

Пример 1. Больной М. 1948 года рождения, и/б №3323 поступил в клинику 16.12.2003 с диагнозом: ИБС. Стенокардия напряжения III-IV напряжения и покоя. Атеросклеротический и постинфарктный кардиосклероз (инфаркт миокарда в 1999, 2003 гг.).

Фибрилляция желудочков 14.03.2003. НК - III (NYHA)

При поступлении беспокоили боли при минимальной физической нагрузке, ночные боли в покое, одышка при минимальной физической активности.

При эхокардиографическом исследовании - зоны акинезии в передне-верхушечном сегменте и гипокинезии в задне-нижнем сегментах левого желудочка. Сократительная способность левого желудочка снижена (EF=44%). 

Выполнена коронарография №974 от 18.12. 2003:

Местная анестезия Sol. Novocaini 0.25%-30.0. Пункция и катетеризация a.femoralis dextra. Селективная коронарография LCA и RCA (контраст “Ультравист”).

Тип кровоснабжения: смешанный

Селективная коронарография LCA:

Ствол LCA: без стенотических изменений. Левая нисходящая артерия (LAD): Диффузно изменена. Окклюзия после отхождения крупной диагональной ветви. Коллатерального заполнения нет. Огибающая артерия (LCX): Диффузно изменена от устья на всем протяжении с максимальным стенозом 80% в проксимальном сегменте. Правая коронарная артерия (RCA). Окклюзия в проксимальном сегменте. Ретроградное заполнение из системы LCA.

Учитывая характер поражения коронарного русла и состояние больного, в проведении хирургической реваскуляризации было отказано.

Пациенту после подписания информированного согласия произведена пункция гребня подвздошной кости, получено ~ 180 мл костного мозга, из которого выделена мононуклеарная фракция, содержавшая 6.0×10 4 мезенхимных клеток в 1 мл, и введена интракоронарно дробно в объеме 40 мл со скоростью 10 мл/мин в левую и 30 мл дробно со скоростью 3-5 мл/мин в правую коронарную артерию. При попытке увеличить скорость введения в левую коронарную артерию - практически мгновенное нарастание ишемических изменений по данным ЭКГ (болевых ощущений не было).

Введение мононуклеарной взвеси больной перенес удовлетворительно и 22.12.2003 был выписан из клиники.

При повторном контрольном обследовании через 3 месяца (чертеж, Б) после введения мононуклеарной взвеси - исчезновение болей в покое. При повторном ПЭТ исследовании - нормализация метаболизма в рубцовой зоне после перенесенного инфаркта миокарда (в сегментах с исходным гипометаболизмом глюкозы (чертеж, А) отмечается увеличение захвата радиофармпрепарата на 46-127%). Нагрузочная велоэргометрическая проба выявила значительное увеличение толерантности к физической нагрузке (110 Вт). Сократительная способность сердца возросла за период наблюдения с 44% до 53%, в том числе регионарная сократительная способность в зонах с исходной гипо-акинезией.

Последующее динамическое наблюдение в апреле 2004 и июле 2004 подтвердило положительный эффект проведенного лечения.

Пример 2. Больной Б. 1950 г. рождения, и/б 949, поступил в клинику 26.03.2004. инвалид I группы. Диагноз: ИБС. Стенокардия напряжения III-IV функционального класса и покоя. Атеросклеротический и постинфарктный кардиосклероз (повторные инфаркты миокарда в 2001, 2002). Хроническая сердечная недостаточность IV ст.

При поступлении: коронарографическое исследование (клиника ВМА имени Кирова - малый диаметр коронарных сосудов, трехсосудистое поражение). Консультирован в кардиохирургических отделениях ВМА имени Кирова, НИИ кардиологии МЗ РФ. В хирургической реваскуляризации отказано. При ультразвуковом исследовании наличие перикардиального выпота, фракция изгнания 22%, митральная и трикуспидальная недостаточность. Объективно состояние тяжелое, ЧСС 120 в 1 мин, ЧДД 26 в 1 мин. Индуративные отеки нижних конечностей до уровня нижней трети бедра, рефрактерность к проводимой мочегонной терапии. Кахексия.

Ежедневные приступы сердечной астмы. Учитывая тяжелое состояние больного и высокий риск смерти, было принято решение о внутривенном введении ему АМСК.

Аналогично примеру №1 был пунктирован костный мозг, получен биоптат, из которого были выделены АМСК, затем типированы и выращены в специальной среде. Через 10-12 дней от начала культивирования количество АМСК достигло 70 млн. АМСК были введены внутривенно капельно. Процедура введения была перенесена больным удовлетворительно и больной был выписан из клиники. Через 1 мес после введения - постепенное улучшение самочувствия, уменьшение признаков сердечной недостаточности.

Через 3 месяца после введения культуры мезенхимных клеток отчетливое клиническое улучшение - исчезновение рефрактерности к проводимой мочегонной терапии. Уменьшение отеков нижних конечностей до пастозности голеней. Исчезновение приступов сердечной астмы. Появление возможности ночного сна. Увеличение двигательной активности. Фракция изгнания - 28%. При повторном ПЭТ исследовании - отчетливое улучшение метаболизма в рубцовой зоне после перенесенных инфарктов миокарда (в сегментах с исходным гипометаболизмом глюкозы отмечается увеличение захвата радиофармпрепарата). Последующее динамическое наблюдение в июле 2004 года подтвердило подтвердило положительный эффект проведенного лечения.

Пример 3. Больной М., 1956 года рождения, пациент с тяжелой право-левожелудочковой недостаточностью (Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) IV функционального класса), обусловленной идиопатической ДКМП. 

Из анамнеза: О своем заболевании узнал после появления первых клинических проявления сердечной недостаточности и последующего обследования. Симпоматическая терапия малоэффективна.

Нарастание печеночной недостаточности.

При поступлении: Состояние средней тяжести. Одышка при разговоре. ЧСС - 110 в 1 мин. Иктеричность склер. Отеки нижних конечностей. Сердечный цирроз печени. Сократительная способность сердца резко снижена (EF=32%). Митральная, трикуспидальная регургитация.

Пациенту после подписания информированного согласия произведена пункция гребня подвздошной кости, получено ~180 мл костного мозга, из которого выделена мононуклеарная фракция, содержавшая 9.0×104 мезенхимных клеток в 1 мл. Предполагаемый объем обследования включал проведение коронарографии и внутрикоронарное введение мононуклеарной взвеси.

Однако по технической причине внутрикоронарное введение мононуклеарной взвеси выполнить не удалось, взвесь была введена внутриартериально струйно (нисходящая аорта).

Через 3 дня после введения мононуклеарной взвеси больной был выписан.

Через 3 месяца при контрольном обследовании - изменение функционального класса ХСН до II-III (ст). Увеличение сократительной способности до 39%. При повторном ПЭТ исследовании: уменьшение размеров участка гипометаболизма глюкозы в верхушечном сегменте нижней стенки левого желудочка, исчезновение участка гипометаболизма в среднем сегменте межжелудочковой перегородки.

Последующее динамическое наблюдение через 6 мес, 9 мес. и 1 год подтвердило достигнутый клинический эффект.

Пример 4. Больной Б. 54 лет, пациент с идиопатической ДКМП.

Хронической сердечной недостаточностью IV функционального класса (по классификации NYHA).

При поступлении: Состояние средней тяжести. Спит полусидя. Синусовая тахикардия с ЧСС - 96 уд. в 1 мин. Гепатомегалия. Отеки нижних конечностей. Сократительная способность сердца резко снижена (EF=37%). Митральная, трикуспидальная регургитация.

Аналогично примеру №1 был пунктирован костный мозг, получен биоптат, из которого были выделены АМСК, затем типированы и выращены в специальной среде. Через две недели от начала культивирования количество АМСК достигло 80 млн. АМСК были введены внутривенно капельно. Процедура введения была перенесена больным удовлетворительно и больной был выписан из клиники.

Через 3 месяца после внутривенного введения культуры мезенхимных стволовых клеток - изменение функционального класса ХСН до II-III (ст). При повторном ПЭТ исследовании в сегментах с исходным гипометаболизмом глюкозы отмечается увеличение захвата радиофармпрепарата. Сократительная способность сердца возросла до 45%.

Последующее наблюдение в течение 9 месяцев подтвердило достигнутый положительный эффект проведенного лечения.

К настоящему времени предлагаемым способом проведено лечение более 30 неоперабельных больных, которым вводились мезенхимные стволовые клетки в виде мононуклеарной взвеси или культуры ткани. Ни один из пациентов к настоящему времени не погиб. Предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет ряд преимуществ:

1. Обеспечивает более высокую выживаемость в наиболее тяжелой группе кардиологических больных. При медикаментозной терапии, как указано выше, более 50% больных погибает в течение первого года при появлении тяжелой сердечной недостаточности. Трансплантация же сердца недоступна для подавляющего большинства пациентов, поскольку количество таких больных многократно превышает количество доноров.

2. Качество жизни инвалидизированных пациентов, которым было проведено лечение вышеуказанным способом, было значительно выше. У всех больных возросла переносимость физических нагрузок. Это позволило не только обслуживать себя в быту, но и повысить уровень социальной адаптации (легкий труд). 

Способ разработан в клинике ЦНИРРИ МЗ РФ (Санкт-Петербург) совместно с сотрудниками городской многопрофильной больницы №2, Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П.Павлова и прошел клиническую апробацию у 30 больных с положительным результатом.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ лечения неоперабельных кардиологических больных путем введения больному лечебного средства, отличающийся тем, что в качестве лечебного средства используют аутологичную мононуклеарную фракцию костного мозга, содержащую 6-9×104 мезенхимных клеток в 1 мл, или аутологичные мезенхимные стволовые клетки в количестве 106 клеток/кг массы больного, которые вводят или интракоронарно дробно в объеме до 50 мл со скоростью не выше 5-10 мл/мин в левую и до 30 мл дробно со скоростью не выше 3-5 мл/мин в правую коронарную артерию, или внутриартериально струйно, или внутривенно капельно.