编者按
中华医学科技奖是我国医药卫生行业最具权威的科技奖项。2017年1月中华医学科技奖（2016）发布了83个奖项，其中心血管学科领域6个项目获奖。江苏省人民医院、南京医科大学第一附属医院杨志健教授团队获二等奖，研究方向为'冠心病再生治疗研究'。让我们一起来看看杨志健教授是怎么解读该项研究成果的。
图1 杨志健教授（右三）代表团队领取中华医学科技奖
再生治疗是难治性心肌缺血的曙光
冠心病再灌注治疗手段的发展突飞猛进，然而目前的再灌注治疗手段包括支架植入和搭桥手术均无法解决所有的心肌缺血问题（如小血管和微循环障碍），而传统的药物治疗有时效果也欠佳。
患者不仅会遭受反复顽固性心绞痛的折磨，而且最终会导致心力衰竭乃至死亡。因此，虽然探索针对冠心病的新治疗手段很棘手，但必要性很大。
数十年来，分子生物学取得了飞速发展，心血管分子生物学和疾病发生、发展机制的研究，对心血管疾病防治产生了重大的影响。近十年来，促使心肌再生和血管再生为主的再生治疗研究初步展现曙光。
国际上，基因可作为一种'药物'促使血管再生而初步应用于临床。然而，国内在心血管疾病方面的基因治疗临床研究匮缺。
在各级领导鼎力支持下，本课题组和中国人民解放军军事医学研究所吴祖泽院士为首的团队紧密合作，开展了近 10 年的研究。以腺病毒携带肝细胞生长因子（Ad-HGF）治疗冠心病为主要研究方向，从基因产品研发、治疗途径选择、转染效率优化和基因调控方面进行了系统的、多层次的创新研究，为既往临床无法治疗的难治性冠心病患者提供了新的治疗策略和希望。
研发生物 I 类新药——腺病毒携带肝细胞生长因子（Ad-HGF）
HGF最早是1984年由日本的中村敏一教授从大鼠血浆中得到的，其结构实质是含728个氨基酸的肝素结合糖蛋白。Ad-HGF 是由复制缺陷型人5 型腺病毒载体与治疗基因HGF 组成，腺病毒E1 区为病毒复制必需区，由外源性基因替代，成为外源性基因的复制缺陷的腺病毒载体，只能在腺病毒包装细胞系如293 细胞中复制、扩增，而在治疗的靶细胞中不能复制、扩增，保证了其安全性。
HGF 同时具有四种功能：促进血管生成、抑制纤维化、抑制细胞凋亡、抗炎，其安全性优于心血管基因治疗最常用的基因VEGF 和FGF。
课题组分别在小型动物小鼠、大鼠和狗心肌损伤模型中证实Ad-HGF具有抗凋亡、促进血管新生及修复内皮功能的特性，随后在大型动物猪模型中进一步证实了HGF的心肌保护作用，能够减少心肌坏死面积、促进血管新生和心肌干细胞再生等作用。
在翔实的研究成果支持下，课题组开展了Ad-HGF 治疗缺血性心脏病的临床研究，证实 Ad-HGF 在改善患者心功能方面具有重要作用。
Ad-HGF 治疗缺血性心脏病 I 期临床安全性试验已顺利完成，并于 2012 年 11 月 30 日在国家食品药品监督管理局完成评审，是国内首个进入 II 期临床的生物 I 类新药。目前已完成 Ad-HGF II 期临床试验 15 例，手术成功，随访顺利完成，心功能相关指标均较前有不同程度改善，同时生活质量也有相应的提高。
图2 结合NAvX系统在梗死区域周边移行区精准注射Ad-HGF
首次提出缺血性心脏病基因治疗新途径
经导管冠状动脉罪犯血管途径是缺血性心脏病基因治疗最常用的途径，具有操作简便，心肌部位分布集中的特点。患者因冠脉血管闭塞，心脏功能严重受损，属于基因治疗受益最明显的人群。
然而此类患者因罪犯血管闭塞，传统的经冠脉移植途径无法进行基因治疗。课题组证明经非罪犯血管途径注射Ad-HGF 后，缺血心脏功能能明显改善，而且改善程度和经罪犯血管途径一致。
结合动物研究结果，课题组在国际上首先提出缺血性心脏病基因治疗新途径-经非罪犯血管途径，改变罪犯冠脉血管闭塞而不能经冠脉介入途径行基因治疗的缺陷。相关研究成果发表在国际基因治疗研究核心期刊Gene Therapy 等杂志（Gene therapy 2006:13（22）1564-8）。
图3 研究成果文章发表
研发拥有自主知识产权的心内膜心肌注射器
心内膜心肌注射是治疗缺血性心脏病的重要途径，具有转染效率高，转染部位确切等优点。传统的心内膜心肌注射系统都是国外垄断产品，价格昂贵，难以推广。
与上海微创公司合作，课题组研发了拥有自主知识产权的心内膜心肌注射器，该系统由27 号注射针头和三头电极管组成，尾部配有自动注射泵。注射泵能精确调节注射剂量（0.05-0.3ml/次，误差≤1%），注射深度（3-10mm）和注射速度（2-25 秒）。 结合Ensite 3000 系统，该注射系统利用缺血心肌电势改变特征，从而精准定位心肌缺血部位，显著提高了缺血心肌基因转染效率，目前正开展 II 期临床研究。
图4 心内膜心肌注射器
冠心病再生治疗的原理
为了调控基因在缺血心肌的特异表达，筛选出301bp的肌钙蛋白心脏亚型（Cardiac Troponin I, TnIc)心肌特异表达启动子，构建Ad-TnIc-HGF表达系统，经过在细胞和整体水平验证，TnIc301启动子可调控目的基因特异表达在缺血性心肌，从而发挥抗心肌细胞凋亡和纤维化、促进梗死后血管和心肌细胞新生、减少心肌梗死面积，改善梗死后心脏功能。
大量研究发现，血管内皮生长因子(VEGF)和血管生成素1(Ang-1)在血管发育和血管新生中发挥重要的和互补作用，VEGF 单独使用导致血管渗漏和水肿，而 Ang-1 可促使形成的血管稳定和成熟。课题组于2003年在国内率先合成 Ad5-Ang-1 和 Ad(5)-VEGF165，在细胞和动物实验中联合Ad(5)-VEGF165 和 Ang-1 后证实两者在缺血性心血管疾病治疗中具有联合和互补作用。
随后，构建 Ad-TnIc-HGF 表达系统，可调控目的基因特异表达在缺血性心肌；利用心脏肌球蛋白轻链-2 启动子和缺氧反应元件修饰目的基因，可特异调控 VEGF 和 Ang-1 高表达在心肌梗死和移行区，并通过多种信号通路促进心肌细胞增殖、抗心肌细胞凋亡、促进血管新生，从而为进一步调控和提高基因治疗安全性提供了线索。
聚焦于中药与干细胞的冠心病再生医学研究
中药是祖国医学的宝库，以'青蒿素'的成功为例，中药单体的研究也日趋引人关注，某些中药单体对缺血性心脏病的再生作用正在被逐步深入研究。近年来本课题组对中药单体诸如人参皂苷 RG1、五味子乙素、麝香酮、葛根素等在缺血性心脏病动物模型中的基础研究也有所进展，证明相关中药单体具有促进心肌细胞再生功能，为祖国医学在心肌再生治疗中应用提供思路。
此外，国内外关于'干细胞'治疗心肌梗死的研究也方兴未艾。十多年来课题组一直在系统进行干细胞治疗心肌梗死的相关基础与临床研究。在种子细胞选择、培养方法和干预研究方面做出有益探索，和苏北人民医院顾翔教授团队合作首创进行外周血干细胞二次移植治疗冠心病的转化医学研究。
成果与团队
这项来自临床医生的研究有一个非常鲜明的特色就是密切结合临床，研究内容涵盖了机制研究到临床转化应用，诠释了转化医学研究的理念。
相关研究成果在 PNAS 和 Gene Therapy 等为主的重要杂志中发表（Proc Natl Acad Sci USA.2011;108(5):2064-9）；研究获国家专利 8 项；研究成果多次在国内外重要会议中报道。新华日报、人民网等二十余家国内主流媒体以'心脏手术研究获突破，梗死心肌可'种'出新血管'、'基因调控让坏死的心肌细胞复活'等为题进行了相关报道，认为给缺血性心脏病带来了新希望。
我们的研究历时将近10年。课题的成功完成离不开来自国家层面的7 项基金支持，医院各级领导的鼎力支持，马文珠教授等心脏科元老的关心和支持。
图5 课题组集体合影
图6 中华医学科技奖获奖证书
专家简介
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杨志健，男，汉族，医学博士，主任医师、教授、博士生导师。现任江苏省人民医院（南京医科大学第一附属医院）副院长。主持多项国家级和省部级课题，主要研究方向是冠心病的早期诊断和生物学治疗，发表论文百余篇。
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