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干细胞——修复关节系统病变

2019-08-02  doctor7666

近年来,骨关节的发病率越来越高,患病的根本原因并非是骨骼发生了病变,医学研究发现,病根就在于软骨等关节保护系统对关节保护能力的丧失!包括退行性关节炎、肩周炎、骨质增生、滑囊炎、滑膜炎、颈椎病、腰椎病、脊柱炎等疾病。而与其相对的是匮乏的治疗方法,间充质干细胞(MSCs)的出现改变了这一现状。

  据世界卫生组织调查研究显示,目前全世界骨关节病患者已超过4亿。在亚洲地区,每6个人中就有1人在一生的某个阶段患上骨关节炎疾病。骨关节炎疾病多发于中老年人,且女性多于男性。目前的主要治疗以对乙酰氨基酚、NSAIDs 类药物、润滑剂及类固醇激素关节腔注射、软骨保护剂为主,但这些治疗方法的疗效有限,且不能阻止疾病的进展。

  骨关节疾病绝对是难缠的病,得上后关节肿、痛、积液、僵直、增生、骨刺、活动艰难,甚至就此残废!让人痛不欲生,难怪WHO组织称之为不死的癌症!最令人头疼的是:久治不愈,极易反复,患者是干花钱,活遭罪!为什么用过那么多方法还是治不了骨关节疾病呢?!原因只有一个:所用的方法都犯了相同的错误——无法修复关节软骨保护层!医学研究表明,关节病痛,根在软骨

体外培养扩增MSCs修复关节软骨

  由于MSCs具有多向分化潜能和高增殖特性,取材容易,组织相容性好,表型稳定等优点,在扩增过程中可保留其干细胞特性,促进软骨细胞增生。并且其还有营养、抗炎、抗免疫特性,因此MSCs是可用于关节软骨细胞治疗来源的另一选择。

  临床实验研究发现扩增培养后的MSCs能够修复软骨和软骨下骨,并能控制继发性骨关节炎进展。近年来,不断有MSCs治疗骨关节炎的相关研究进入临床试验阶段。Soler等开展了一项系列临床试验,将MSCs进行体外扩增培养后注入体内,结果在损伤区域出现再生软骨,并因此认为这一疗法安全可行。


干细胞对于骨骼、软骨的影响

  间充质干细胞具有强大的定向分化能力,人体输入间充质干细胞后会分化成造骨细胞、软骨细胞、成骨细胞参与骨骼损伤修复,并且通过分泌多种细胞因子、生长因子调控骨骼肌损伤修复。

干细胞植入方法

  要成功实现干细胞治疗,除合适的细胞来源及对细胞成软骨过程的精确调控外,还需要选择合适的植入方法。

  将干细胞以最恰当的方式送入关节内产生最大化的治疗效果。目前在临床试验中主要采取的方法包括直接植入MSCs细胞和载MSCs支架植入等方式,在膝关节内植入MSCs或混合有细胞因子、生长因子的MSCs

MSCs支架植入

  支架是向移植细胞所在微环境提供营养的一种载体,按其构成材料不同可分为胶原蛋白、纤维、透明质酸等多种类型。经常被用来作为细胞基质,构成细胞微环境的细胞载体。在MSCs的研究兴起之前,就有研究者尝试利用支架技术装载体外培养的软骨细胞植入体内,使细胞与支架材料达到高效复合。Kayakabe 等曾报告用透明质酸凝胶海绵作为载体向兔关节内移植自体骨髓MSCs,能够有效修复损伤的关节软骨,移植12周后可以在损伤的关节软骨周围观察到类似修复后的关节软骨。

局部注射MSCs

  局部应用MSCs有许多优点,不仅能够强化关节修复,还可减缓骨关节炎导致的退变,同时也是治疗骨关节炎最简单易行的方法。Centeno 等通过24周的MRI跟踪监测发现,植入自体MSCs能够刺激软骨生长,减轻退变关节的疼痛症状。

混合注射

混合注射即干细胞联合生长因子、细胞因子与支架混合植入,通过植入混合有细胞因子或生长因子的支架来提高疗效。Mrugala等在含有绵羊MSCs的纤维蛋白凝胶里添加或不添加壳聚糖和TGF-β3移植到骨关节炎关节内,结果发现植入添加了壳聚糖和TGF-β3的绵MSCs 能够产生治疗效果。

应用干细胞治疗的临床研究 

         随着细胞治疗技术用于动物和体外实验的证据不断增多,采用基于软骨细胞和间充质干细胞的组织工程技术修复关节软骨损伤、实现软骨再生已经显示出良好的前景,一些临床试验也在逐渐开展。

  国外学者进行了一项单中心随即对照单盲研究,将14例患者分为两组,比较MSCs与自体软骨细胞植入两种方式的修复效果,于手术后361224个月评估修复情况。结果证实两组临床评估均较术前改善,在所有随访时点MSCs处理组功能恢复更明显。MSCs治疗组在膝关节损伤与骨关节炎评分(kenn injury and osteorthritis outcome score,KOOS)中的疼痛、症状、日常生活及运动活力、生活质量等子项目评分和术后6个月时的视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)明显优于后者,术后24个月复查MRI提示全部病例均移植成功,因此他们认为给予间充质干细胞的治疗技术能够有效加速软骨缺损的修复。

  研究人员将脐带间充质干细胞和玻璃酸钠注射至骨关节炎患者受损组织内。经过一段时间的观察结果显示,脐带间充质干细胞联合玻璃酸钠修复骨关节炎缺损的效果十分明显,缺损部位检测到新生软骨信号,软骨缺损部位重新覆盖了白色软骨样组织,新长出的软骨组织与自身软骨组织结合紧密,较光滑,有软骨光泽,且结构与正常软骨类似。

  间充质干细胞在膝关节骨关节炎治疗中已经展现出更快速、更显著、更持久地减轻关节疼痛,改善关节功能的特点,期待更高证据水平的研究和更有突破性的细胞治疗技术,进一步推动这一技术的发展。

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