【原】北京大学第三医院 | 腰痛难治，细胞疗法为治疗椎间盘退变提供了新的手段

椎间盘退变可导致慢性腰痛和运动障碍的系列症状，其发病率随人类寿命的延长而不断上升， 给社会造成了沉重的经济负担。

目前的治疗手段包括非手术治疗和手术治疗，但只能暂时消除一部分症状，不能恢复椎间盘的正常组织结构和固有功能，且存在诸多并发症。

针对退变椎间盘中细胞数量减少、功能减退这一现象，细胞疗法可向椎间盘内补充新鲜细胞，增加髓核中蛋白多糖和胶原的含量， 恢复椎间盘正常的组织结构和生物力学功能，有望实现椎间盘功能再生。

据统计，到目前为止，我国总人口数量达14亿之多，而在这14亿多的人口里，腰椎间盘退变患者已突破2亿，而且患病人数呈现持续上升趋势。通过以上数字，我们不难看出腰椎间退变的普遍性。

腰痛(LBP)是一种临床常见症状，在工业化国家，其终生患病率约为60%～70%，不仅给人们带来极大痛苦，也给社会造成了沉重的经济损失。

随人类预期寿命的增加，由腰痛引起的残疾和支出还将进一步增加。

由于腰痛带来的巨大损失，很有必要对腰痛的病理生理过程及治疗方法进行深入研究。约40%的慢性腰痛与椎间盘退变(IDD)密切相关, 这类腰痛被称为椎间盘源性腰痛。

目前针对椎间盘退变的治疗尚存在各种弊端，暂无理想的治疗方法，但随着基础研究的深入，以椎间盘再生为导向的细胞疗法展现出较好的研究前景，有望成为治疗椎间盘退变的新手段。

椎间盘退变的原因与机制

椎间盘由髓核、纤维环和软骨终板组成。髓核中蛋白聚糖带有大量阴离子，渗透压高，可吸水膨胀将压缩负荷转化为对纤维环的拉伸作用，纤维环则起到张力“皮肤”的作用以限制髓核膨胀。

退行性椎间盘疾病源于遗传因素和环境之间的相互作用。年龄、吸烟、感染、遗传易感性、异常生物力学负荷、软骨终板营养供应减少等因素均可能导致椎间盘发生退变。椎间盘退变始于髓核，早期改变为髓核中蛋白多糖降解增加。

这使得髓核含水量降低，生物力学性能减弱，所能承担的压缩负荷减小，更多负荷直接作用于纤维环。

由于纤维环的结构特点，其抵抗压缩的能力远不如抵抗拉伸的能力，因承受了较大的压缩负荷，纤维环结构发生破坏，纤维环整体膨胀，超过终板边界，造成影像学上的椎间盘膨出。

随病变进展，内层纤维环先行破裂，造成包裹性椎间盘突出，进而外层纤维环也发生破裂，髓核完全突破纤维环，引起非包裹性椎间盘突出。

凸入椎管或侧隐窝区域的髓核可能压迫马尾和神经根，引起疼痛、运动障碍等症状。因椎间盘本身缺乏血液供应，一旦变性、损伤，很难自我修复。

传统的治疗方法

退行性椎间盘疾病的治疗手段包括非手术治疗和手术治疗，首选非手术治疗，无效时需考虑手术治疗。目前常用的治疗方法包括髓核等离子射频消融、臭氧治疗、突出髓核摘除、椎间融合术等。

上述疗法虽然可消除疼痛，但可能加速邻近节段椎间盘的退变，导致相邻椎间盘病变。由此可见，当前的治疗手段只能消除或缓解部分疼痛，无法实现椎间盘再生和恢复正常的椎间盘功能，且存在较多并发症，弊端较为明显。

细胞疗法为治疗椎间盘退变提供了新的手段

北京大学第三医院骨科和首都医科大学附属北京友谊医院骨科中心的临床研究人员在行业期刊《中国疼痛医学杂志 》上发表了题为《细胞疗法治疗椎间盘退变研究进展》综述报告。

该报告指出，近年来，对椎间盘退变病理生理学研究为椎间盘再生疗法开辟了新途径。髓核内常驻细胞通过维持细胞数量和细胞外基质以维持髓核的正常功能，而退变椎间盘以细胞减少、细胞外基质丢失和高度降低为标志。

临床研究发现椎间盘退变与髓核细胞丢失有关，在各种因素作用下，髓核细胞功能减退，细胞外基质合成代谢和分解代谢之间的平衡被破坏，蛋白多糖含量减少，Ⅱ型胶原逐渐被I型胶原取代，髓核组成成分改变，椎间盘功能减退并可能引发盘源性腰痛。

由于髓核细胞起到了维持椎间盘稳态的重要作用，细胞疗法为治疗退行性椎间盘疾病提供了一种潜在的解决方案。

这种治疗策略是指将健康细胞输送到椎间盘中，以补充丢失的细胞并增加蛋白多糖和胶原的含量，进而恢复椎间盘正常的组织结构和生物力学功能。

该综述报告还指出，用健康细胞治疗椎间盘退变的目的是移植能够分泌功能性细胞外基质的细胞以恢复组织稳态，或移植具有免疫抑制和抗炎特性的干细胞治疗炎症，目前间充质干细胞、椎间盘祖细胞、诱导多能干细胞等是常用细胞类型。

间充质干细胞 (MSCs)是一个多潜能细胞的异质性群体，具有多能性，可向成骨、成软骨、成脂肪等方向分化，有修复受损组织的潜力，是目前在骨组织工程中应用最为广泛的成体干细胞。

研究表明 MSCs 可分化为髓核细胞样表型，有望成为椎间盘修复的理想细胞来源。

韩国首尔新郑医院和美国国德克萨斯州休斯顿贝勒医学院的研究人员在行业期刊Stem Cell Res Ther上发表了题为Safety and tolerability of intradiscal implantation of combined autologous adipose-derived mesenchymal stem cells and hyaluronic acid in patients with chronic discogenic low back pain: 1-year follow-up of a phase I study（间充质干细胞和透明质酸联合椎间盘内植入治疗慢性椎间盘源性腰痛患者的安全性和耐受性:一项I期研究的1年随访）的临床研究成果。

临床研究证实了间充质干细胞MSCs)由于其免疫调节功能和软骨分化能力，为慢性椎间盘源性腰痛(LBP)提供了潜在的治疗选择，实验组病人 疼痛改善，椎间盘含水量增加，验证了该疗法的有效性。

图：T2加权磁共振成像对椎间盘退变程度的评估。矢状T2加权图像(a治疗前)显示L4/5椎间盘的信号强度在6个月时从IV增加到III(b)和12个月(c)，表明水含量增加

该临床研究项目进行了为期12个月随访的单臂I期临床试验，并招募了10名符合条件的慢性腰痛患者。

慢性腰痛已持续3个月以上，视觉模拟评分(VAS)最低强度为4/10，Oswestry残疾指数(ODI)残疾等级≥ 30%。

这10名患者接受了一次椎间盘内注射HA衍生物和AT-MSCs的联合治疗，剂量为2 × 107细胞/片(n = 5)或4 × 107细胞/盘(n = 5)。

在超过1年的时间间隔内，通过定期评估VAS、ODI、Short Form-36 (SF-36)和影像学(腰椎X线影像和MRI)来评估安全性和治疗结果。

在为期1年的临床研究中，没有患者丢失。在1年的随访期内，研究人员没有观察到手术或干细胞相关的不良事件或严重的不良事件。

在接受低(例2、4和5)和高(例7、8和9)细胞剂量的两组中，VAS、ODI和SF-36评分显著改善，并且两组之间没有显著差异。

在VAS、ODI和SF-36显著改善的6名患者中，3名患者(病例4、8和9)被确定为水含量增加，这是基于扩散MRI上表观扩散系数的增加。

虽然细胞治疗退行性椎间盘疾病的研究目前还主要集中在临床转化阶段，但这些研究表明基于细胞疗法治疗 椎间盘疾病已取得了一定进展。

随着研究的不断深 入，在不久的将来，细胞治疗有望成为一些椎间盘退变疾病病人的治疗选择。