肺动脉高压（pulmonaryarterialhypertension，PAH）是一种复杂的、渐进性的危重疾病，表现为肺动脉压升高及肺血管阻力的增加。目前肺动脉高压以血流动力学标准来定义，即静息时平均肺动脉压力（mPAP）25mmHg，或活动时mPAP35mmHg，且肺动脉楔压≤15mmHg，有些定义中还要求肺血管阻力（PVR）≥2～3Wood?单位。但肺动脉高压病因复杂，病人临床表现多样。部分肺动脉高压虽然可以通过手术达到缓解症状或治愈疾病的目的，但受各种因素限制，术后效果并不理想。目前该病以药物治疗为主导，药物虽能缓解症状，但治疗效果也是有限的。随着干细胞研究的深入，干细胞治疗肺动脉高压的方法，越来越受到研究者们的重视。
肺动脉高压的组织病理学及其病因分类
肺动脉高压组织病理学基础是肺血管壁结构的特异性改变，这些改变包括内皮细胞损伤所引起的血管收缩反应增强，肺动脉平滑肌增殖和迁移，外周小血管肌化，以及细胞外基质增多，至中晚期常出现末端小动脉栓塞、坏死，血管床的数量和面积锐减,肺循环阻力持续升高。按其血管重构的特点可总结为：①近端弹性动脉僵硬；②内膜及肌性血管中层增厚；③血管进行性闭塞；④原本正常的非肌性血管表达了平滑肌细胞特异性标志物。
年在达纳点举办的第4届世界肺动脉高压研讨会上，通过的一项新的分类方法，将肺动脉高压按病因分为五类：①特发性，遗传性和药物或毒物诱导的肺动脉高压；②左心疾病引起的肺动脉高压；③肺间质疾病（COPD）及低氧（高海拔）引起的肺动脉高压；④慢性血栓栓塞引起的肺动脉高压；⑤病因不明或多病因性肺动脉高压。
肺动脉高压的治疗现状
目前临床上治疗的方向还是以药物治疗为主，其中以扩张血管药物最为常见，包括：①钙通道阻滞剂（长效硝苯地平及氨氯地平）：作为急性血管扩张试验阳性PAH患者的一线用药，但由于70%左右的PAH患者血管扩张试验为阴性，故使用范围有限。②前列环素类药物（依洛前列素，贝前列环素等）：补充PAH患者体内前列腺素，其用药剂量和方式的特殊要求及其不良反应限制了其临床应用。③内皮受体拮抗剂（波生坦）：具有阻断内皮素受体的作用，是一种治疗PAH的新型药物，单中心小样本试验提示能提高患者生存率，但缺少大样本研究。④5型磷酸二酯酶（PDE5）抑制剂（西地那非）：抑制环磷鸟嘌呤核苷（cGMP）降解，提高cGMP水平，使血管平滑肌松弛，达到扩张肺血管的目的，随机双盲对照试验提示其能改善PAH患者症状。
除此之外，还有大量开发中的新型药物，包括①血管舒张类药物：法舒地尔、鸟苷酸环化酶的激活剂及血管活性肠肽。②抗炎类药物：弹性蛋白酶抑制剂、B细胞拮抗剂、免疫抑制药物、组蛋白去乙酰化酶抑制剂。③新陈代谢调节类药物：亚硝酸盐、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）拮抗剂、抗氧化剂、5-羟色胺受体拮抗剂、血清素传递子阻滞剂、他汀类药物、Rho-kinase抑制剂。④诱导平滑肌细胞凋亡类药物：酪氨酸激酶抑制剂、弹性蛋白酶抑制剂。⑤影响血管再生类药物：内皮细胞的靶向治疗、骨形成蛋白Ⅱ型受体（BMPR2）的替换治疗等。
手术治疗也是肺动脉高压的治疗方法之一，多在药物治疗无效时考虑。目前，手术治疗的应用有限，如房间隔切开术只能为难治性右心衰竭患者提供短时间缓解，心肺移植虽然可以根治，但由于供体稀缺和免疫排斥反应，也难以成为临床治疗的常规方案。
干细胞治疗
干细胞是一类具有自我更新，增殖能力及分化潜能的原始细胞群体。移植的干细胞整合到肺血管内皮层，通过定向分化，修复受损的肺血管内皮细胞，从而从根本上逆转肺血管病变。
胚胎干细胞
胚胎干细胞（embryonicstemcells，ESCs）属于全能干细胞，具有分化成内、中、外胚层所有细胞的能力。其具有全能分化特性，因此可通过移植ESCs细胞，并定向诱导来实现对于肺血管的修复和再生。已有实验成功的在体外诱导ESCs分化为血管内皮细胞，这为治疗PAH提供了条件。
ESCs不同于多能干细胞，其治疗途径分为两类：其一为ESCs直接移植于肺部，依靠肺部自身特定环境的刺激，诱导其分化为内皮细胞或肺血管或其他肺组织。此种方法虽然简单，但稳定性差，并不能确保ESCs细胞的定向分化，且由于ESCs的分化潜能强，有形成畸胎瘤的可能；其二为预先于体外诱导ESCs为内皮干细胞（endothelialprogenitorcells，EPCs）或其他分化细胞，然后再将分化细胞移植于肺部，这种方法的难度在于体外的定向诱导。ESCs细胞治疗方法虽然有极其诱人的前景，但其所涉及的伦理、法律和政治等社会问题，因此在临床上真正的应用还有很长的路要走。
内皮干细胞
内皮细胞的正常与否与PAH的形成息息相关。内皮细胞功能失常，将影响血管活性物质的水平，从而导致血管收缩。研究证明，肺动脉内皮细胞的损伤是引起继发性肺血管闭塞性损伤的关键。因此，内皮细胞的修复与再生，为PAH的治疗指明了方向。在外周血中有一组含量很低的细胞，它能分化为内皮细胞，参与血管壁的构建。这个过程被称为血管的发生，这组血管内皮细胞生长因子受体（CD34/KDR-receptor）阳性的细胞即是内皮干细胞。内皮干细胞属于多能干细胞，其分化潜能不及全能干细胞，但还是能分化出多种内皮细胞。研究发现循环中EPCs的浓度直接关系到外周和冠状动脉的内皮功能。EPCs可在内皮细胞功能失常或损伤时，通过增殖分化，参与血管的修复与再生，其被认为是维持血管稳态最重要的因素之一。Asahara的研究证实：受到刺激后，骨髓动员所产生的EPCs参与了血管的重建。Yip描述了一组由野百合碱诱导的PAH大鼠模型，通过静脉注射自体骨髓来源的EPCs的方式，来治疗PAH的实验。实验结果表明EPCs能改善血流动力学，减轻心室重量，提高细胞缝隙链接蛋白43（connexin43）、内皮NO合成酶的表达及肺小泡、肺小动脉的数量。Takahashi培养了一组由脱氧野百合碱诱导的PAH大狗模型，在大狗肺内注射其自身来源的EPCs，研究发现EPCs显著改善了PAH大狗模型的平均肺动脉压，心输出量及肺血管阻力。尽管EPCs能促进缺血组织血管再生，修复受损的内皮，但在低氧诱导的PAH模型中，骨髓来源的EPCs能力有限。其原因可能与低氧诱导的过程，损伤了自身的EPCs有关。内皮损伤后释放出的趋化信号，能诱导EPCs归巢，在特定部位分化，从而修复受损血管。大量实验证实EPCs移植可形成新生血管，甚至治疗血管栓塞性疾病，且不论是血管来源还是骨髓来源的EPCs细胞同样都可以用于PAH的治疗，且都有良好的治疗效果。EPCs可从自体的骨髓或外周血中获得，避开了伦理及免疫排斥等问题，在临床应用上较ESCs更有优势。
间充质干细胞
间充质干细胞（mesenchymalstemcells，MSCs）也属于多能干细胞，其来源于中胚层间充质，系少量胚胎发育过程中原始间充质细胞迁移填充组织间隙时定居骨髓腔而来。其自我更新及分化潜能较ESCs弱，但较EPCs强，有向骨细胞、神经细胞、脂肪细胞、及心肌细胞分化的能力，能分化为血管内皮细胞及血管平滑肌细胞，故具有治疗PAH的能力。
Zhang等的研究中，将成年斯普拉格-杜勒鼠分为PAH组、骨髓间充质干细胞（BMSCs）组及对照组，用野百合碱将PAH组和BMSCs组成功诱导出肺动脉高压模型，是使其较对照组大鼠右室收缩压（RVSP），右心室内压（MRVP）、肺动脉平均压（MPAP）明显升高，且右心室肥大。进一步实验结果显示，当BMSCs组接受舌下静脉注射BMSCs后肺动脉压较PAH组明显下降，但仍然高于对照组。研究者还发现注射BMSCs后，肺动静脉壁面积提高较显著，通过荧光染色发现，血管内皮生长因子（VEGF）及血管性假血友病因子（vWF）抗体在移植区显著增加，这意味着BMSCs移植后能分化成血管内皮细胞。因此，移植的BMSCs定居在肺能转换成血管内皮细胞可能会创建一个广泛的侧枝循环，增加肺血管床的面积，改善肺的血液供应，有效降低肺动脉高压。
有学者针对MSCs治疗大鼠肺动脉高压模型做了研究，认为MSCs的归巢与血流中的血小板有关，循环中的血小板促进了MSCs的归巢。相关研究分析了静息状态和流动状态下血小板和MSCs的相互作用。
除了血管内注射MSCs的治疗方法外，Baber等的研究尝试通过气管内注射的方法，实验证明气管内注射MSCs同样能降低肺动脉高压小鼠右心室的压力。免疫组化结果显示，半乳糖苷酶基因基因（lacZ）标记的MSCs广泛分布在野百合碱（MCT）处理过的肺实质周围的气道和血管中；免疫荧光研究显示，移植MSCs依旧表达血管性血友病因子和平滑肌肌动蛋白标记特定的血管内皮和平滑肌的表型，然而在肺的血管中并没有发现免疫细胞。在治疗MCT诱导的肺动脉高压，MSCs能够降低肺血管阻力和提高乙酰胆碱的反应，机制在于，MSCs细胞的旁分泌效应能改善血管内皮的作用。
有研究者指出系统性的炎症反应在肺动脉高压的前期病理过程中起到重要作用，尤其是活化的自然杀伤细胞和一些炎性因子。研究证明MSCs能够降低因为自身免疫反应引起的损伤，主要包括能够抑制一些免疫细胞：抑制T细胞增殖,抑制自然杀伤细胞功能，抑制树突状细胞分化和一些免疫因子包括转化生长因子-beta（TGF-beta）、吲哚胺2，3-二加氧酶（indoleamine2,3-dioxygenase）、白介素1受体拮抗剂（IL-1-receptorantagonist）、肿瘤坏死因子α诱导蛋白-6（tumournecrosisfactor-α-inducedprotein-6）、白介素-10（IL-10）及前列腺素E2（prostaglandinE2）的生成。MSCs还可以通过分泌的抗菌肽和肿瘤坏死因子-6，来增强宿主免疫应答。
资料显示，在PAH的动物模型中，MSCs能改善右心室压力，降低肺血管阻抗，并有形成新生血管网的能力。实验证明其有改善PAH时肺血管重构、对抗内皮细胞炎性损伤和保持血管稳定性的作用。
关于不同细胞分化而来的MSCs对于PAH的治疗效果，也有学者进行了研究。Zhang等的研究比较了骨髓来源的间充质干细胞（BM-MSCs）和胚胎干细胞来源的间充质干细胞（hESC-MSCs）对于PAH小鼠模型的治疗效果。结果示右心室收缩压，右心室肥大程度及内侧壁厚度BM-MSCs组要高于hESC-MSCs组，而肺毛细血管密度的比较hESC-MSCs组要比BM-MSCs组高得多。更为有趣的是实验发现，注射干细胞1周后，hESC-MSCs组肺中MSCs细胞的浓度要远高于BM-MSCs组；3周后发现hESC-MSCs组不仅能在BM-MSCs组探测不到MSCs的地方发现MSCs，表明hESC-MSCs组对于肺动脉修复的范围，要比BM-MSCs组更大，更有证据表明其发生了内皮分化。蛋白质谱示，hESC-MSCs和BM-MSCs不同的旁分泌能力，hESC-MSCs能优先参与早期胚胎发育和组织分化,特别是血管形态发生。因此,该研究认为对于PAH的治疗，hESC-MSCs优于BM-MSCs。MSCs取材方便，易于培养，是治疗PAH理想的干细胞选择。
干细胞联合治疗
对于PAH，多种治疗方法的联合，能相互弥补单独治疗方案的不足，常可以取得意想不到的结果。
干细胞联合药物治疗
Yen等对于治疗PAH小鼠的研究中，采用了EPCs与西地那非联合的治疗方式，并将其分别与单独治疗方案组及对照组进行比较。研究发现，联合治疗组小鼠右心室及肺中所表达的凋亡和炎症生物标志物，低于单独方案治疗组。关于肺纤维化生物标志物和连接蛋白43的表达，还有右心室压力和重量也是如此。然而在联合治疗组小鼠中，抗纤维化生物标志物的表达、肺泡数量及肺小动脉的数量，却比单独方案治疗组高。因此，该研究认为联合治疗明显优于单独方案治疗。Sun等的研究，内皮干细胞联合西地那非、内皮干细胞联合西洛他唑治疗PAH小鼠模型的研究中，也取得了与Yen类似的结果。实验证明EPCs联合西地那非，对MCT诱导的肺动脉高压的大鼠模型的治疗效果，优于单用EPCs及单用西地那非的效果。在EPCs联合曲罗尼尔的治疗中，也得到了相同的结果。
干细胞联合基因治疗
Sachiko等的研究，从大鼠骨髓中分离出MSCs，然后通过腺病毒的环形DNA，构建携带内皮型一氧化碳合成酶（eNOS）的MSCs。在MCT诱导的大鼠PAH模型中，分别注射MSCs,MSCs/eNOS及生理盐水。3周后研究发现，MSCs/eNOS组小鼠体内NOS水平远远高于MSCs组及对照组；评估右心室肥大程度及右心室收缩压力时发现，MSCs/eNOS组最低；而生存时间的比较，MSCs/eNOS组生存时间最长。Sachiko等还提出MSCs能对PAH的影响可能通过分化出内皮细胞修复血管床，从而减少血管阻塞，另外NO可能在肺动脉血管中的重建中起到重要的作用。除了构建携带eNOS的MSCs以外，Takemiya等还将前列环素合酶（PSC）基因导入MSCs中。研究发现在PAH的大鼠模型中，PSC-MSCs组大鼠7周生存率为%，而MSCs组7周生存率为44%，对照组为38%。PSC-MSCs有效减轻了PAH反应，改善了心血管的重构。有研究将血管紧张素转换酶抑制剂基因转入人脐血来源的EPCs中，然后再将EPCs经外周静脉移植给野百合碱所致的急性肺损伤的免疫缺陷大鼠模型，其效果也较单用EPCs治疗方案更加有效。另有研究转入了血管内皮细胞生长因子，也取得了类似的效果。
以上研究均表明，通过基因改造的干细胞，对于肺动脉高压的治疗效果，远高于单一的干细胞治疗方案，联合治疗方案具有光明的发展前景。
干细胞移植的途径
目前常用的干细胞移植途径有三种：①静脉注射:该方法简单、方便，但干细胞回到肺循环的路径长，使得干细胞依附于别的器官，需要多次给予。②右心导管注射法：该方法实为外周静脉注射的改进型，该操作较复杂，其优势在于定位准确、路径短、局部浓度较高。③气管内注射法：肺为空腔器官，注射后大部分都存在于肺泡内，而肺血管多处于肺间质中，只能依靠肺泡的吸收进入肺循环，其效果不稳定。
展望
干细胞治疗PAH，在近十几年来发展迅速，不论是动物实验还是临床试验都取得了喜人的结果，随着相关问题的解决及干细胞技术、生物技术的发展，通过阐明干细胞或经基因改造的干细胞的定向分化调控机制，建立完整的技术平台，探索各项技术在临床应用的可能性，干细胞移植治疗作为一种新的治疗手段，在治疗PAH方面将拥有广泛的应用前景。
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