打通側枝血管救心臟
利用器官的自癒特性發展療法，有助於防止心臟病發作並減輕冠狀動脈嚴重窄化所引發的疼痛。
撰文／魯巴尼（Gabor Rubanyi）
翻譯／林雅玲
我們的心臟每天跳動10萬次以上，透過主動脈運送7500公升富含氧氣的血液到身體各處，這些血液約有5%流向兩條冠狀動脈，接著逐漸進入到由小血管組成的循環網絡，餵養所有的心肌纖維。
要是冠狀動脈中有某處或多處血流被阻斷，例如動脈壁上出現血塊或由脂肪累積成的粥狀硬化斑，心臟細胞的氧氣和養份供應就會被剝奪。若無法迅速恢復該處血流，挨餓的心肌就會死亡，也就是心臟病發作。一旦心肌受損，心臟可能會無法正常發揮功能，若心肌受損嚴重，心臟甚至會停止運作而致死。缺氧時心肌細胞不會立即死亡，如果病人很快被送到醫院急救，能避免心肌永久損壞。外科醫生常以支架撐開窄化的動脈，或是以手術使血流繞道動脈阻塞區段。這些外科治療也應用於預防心臟病再度發作，或減輕動脈因嚴重窄化所導致的慢性疼痛（絞痛症），不過這些外科策略有時無法發揮功能，也可能引發新的問題。
其實當冠狀動脈阻塞時，心臟有自己的處理方式：它會開發新渠道，也就是側枝血管（collateral vessel），從不同方向把血流重新引入缺氧的區域。我們出生時就擁有側枝血管，不過通常這些血管不輸送血液。但是一旦冠狀動脈嚴重阻塞或窄化，幾星期後側枝血管便會開始發育甚至長出新血管。即使血管完全阻塞，如果能擁有發育良好的側枝循環系統，額外的血流也許能提供心臟所需的營養與氧氣。然而，自然形成的側枝循環系統往往不足以擔負如此重責大任。
過去20年來，我和其他研究人員不斷試驗如何刺激心臟長出新的側枝血管，幫助缺氧的心臟重獲足夠的血流。我們的目標是減少因粥狀硬化斑帶來的疼痛感，也希望能預防無法採用支架或繞道手術的患者心臟病發作。我們嘗試注入各種蛋白質、基因或是細胞進入心臟，不過對於動脈嚴重阻塞的患者，目前我們還未研發出有效的治療方法。但過去幾年，業界和學術研究人員已經大幅改進治療方法，這些療法當中有幾項已整合並進入人體試驗階段，我們很快就能知道結果。
如果我們的方法成功，罹患絞痛症的病患可能是第一批受惠者，這些病患的冠狀動脈因為粥狀硬化斑阻塞，無法提供心肌所需的氧氣而導致心肌受損，絞痛症狀通常在患者感受到壓力或運動時發作。由於各種原因，全世界數百萬罹患絞痛症的患者（估計美國就有85萬名）對於目前的標準療法反應不佳，無論是藥物、裝支架或繞道手術等。而緩解絞痛症狀的全新療法將能大幅提升病患的生活品質，例如讓他們不再只能待在室內，而能外出走動。這個新療法也可能幫助某些患者預防心臟病發作，或是避免重複發作。
側枝循環網絡的形成
要開發刺激心血管新生和發育的療法，首先得釐清為什麼側枝血管會自然生長並發育。多年來對於側枝血管如何發展成為中型動脈的機制，主要有兩種說法，各自受到不同研究人員的擁護：其一是側枝網絡血流增加會促使側枝血管發育，另一派則認為是由受損心肌的缺氧狀態所引發；只要冠狀動脈嚴重阻塞，都可能導致以上兩種狀態。因為冠狀動脈阻塞後僅有少量血液能通過狹小空間，進而使阻塞點之後的動脈內部壓力降低，壓力下降會改變原本的壓力平衡，使心臟其他未受影響的區域的血流流向阻塞點「下游」的側枝血管，此時，鄰近阻塞動脈的心臟組織也因為較少血流經過而發生缺氧。
目前看來這兩種可能狀態，對於人體心臟側枝循環的發展似乎都很重要。更多血液流入側枝血管會增加剪力（shear force），導致管壁內襯釋出生長因子，這種蛋白質能促使管壁強韌並擴增內徑。隨後，新發展成熟的動脈就能引進更多血流。此外，心肌缺氧會促使釋放其他生長因子，刺激側枝血管新生，形成小動脈。
