骨關節(jié)炎 (osteoarthritis,OA)是中老年患者和關節(jié)負荷較大的運動員中常見的慢性退行性關節(jié)疾病,以關節(jié)軟骨變性破壞、軟骨下骨硬化、滑膜增生為主要病理特點。隨著我國人口老齡化,發(fā)病人群的不斷增加,骨關節(jié)炎致殘率高,所造成的巨大社會經(jīng)濟負擔。
OA早、中期,患者可通過減輕體重或佩戴支具來減輕受累關節(jié)負荷 ,口服 NSAIDs也可以緩解患者癥狀。上述治療手段主要以緩解癥狀為主,并不能阻止OA進展。OA進展至晚期仍需進行關節(jié)置換手術,關節(jié)置換手術雖然能夠改善患者癥狀,但其存在著多種并發(fā)癥,例如假體松動、感染、假體周圍骨折等。
目前,如何修復OA軟骨損傷,恢復關節(jié)功能是OA治療的難點。雖然自體培養(yǎng)的軟骨細胞移植已被成功用于修復損傷軟骨。但體外培養(yǎng)軟骨細胞存在去分化現(xiàn)象,并伴隨軟骨特異性基因表達下降,從而影響其治療效果。間充質(zhì)干細胞 (mesenehymalstemcells,MSCs)作為一種具有多向分化潛能的種子細胞,逐漸顯示出在治療OA軟骨病變中的優(yōu)勢。
干細胞移植發(fā)揮的作用
OA作為一種炎性疾病,病變局部存在明顯炎癥反應。炎癥反應導致滑膜內(nèi)皮細胞層肥厚,巨噬細胞含量增多,從而大量分泌促炎因子誘導關節(jié)軟骨損傷。MSCs獨特的自我復制、多向分化、免疫調(diào)節(jié)等功能,在OA中能發(fā)揮以下作用:
①MSCs能夠分泌多種酶和營養(yǎng)因子,其中包括生長因子、細胞因子、趨化因子等,發(fā)揮抗凋亡,抗纖維化,抗氧化,抗炎,促進新生血管生成等作用,促進局部受損組織自身修復能力,從而達到治療目的。
②體外研究顯示骨髓和脂肪來源的MSCs與軟骨細胞在體外共培養(yǎng),能夠增強軟骨細胞增生能力以及細胞外基質(zhì)合成,并能夠顯著降低軟骨細胞纖維化、增生等特異性標記物的表達,降低軟骨細胞凋亡數(shù)量。
③MSCs分泌前列腺素E2,調(diào)節(jié)軟骨細胞、滑膜細胞炎性因子表達,下調(diào)白細胞介素18、白細胞介素6和白細胞介素8水平。另一項研究也顯示MSCs能夠下調(diào)關節(jié)滑膜細胞白細胞介 素1β、金屬蛋白酶1和金屬蛋白酶13表達水平。
試驗研究
Lee等人應用關節(jié)腔內(nèi)注射MSCs透明質(zhì)酸懸液治療小型豬股骨髁軟骨缺損,注射后6周及 12周進行檢測。與單純應用透明質(zhì)酸及生理鹽水對照組相比,實驗組軟骨缺損部位組織愈合及形態(tài)學上均有較好的改善,并且在缺損修復部位可見大量的MSCs。
DesandoG 等學者制作了前交又韌帶切除的膝關節(jié)OA家兔模型,研究結果顯示在半月板組織和滑膜組織內(nèi)可見標記的MSCs,而未在軟骨表面及內(nèi)部觀察到標記細胞。但軟骨破壞、骨贅形成和軟骨下骨硬化程度都較對照組明顯減輕。
臨床應用
人類OA發(fā)病相對緩慢,大約經(jīng)歷15~30年的時間。因此給 MSCs的應用提供了較為有利的條件。一系列在研和已完成的臨床研究提示MSCs能夠改善患者疼痛、關節(jié)功能以及生活質(zhì)量 。
Yong、GonKoh分別報道18例及25例膝關節(jié)OA患者在實施關節(jié)鏡清理后采用關節(jié)腔內(nèi)注射自體 干細胞移植治療,隨訪2年,結果顯示患者WOMAC、Lysholm及 VAS疼痛評分都得到改善。
總 結:隨著對 MSCs特性、臨床前期和臨床應用研究的不斷深入,以干細胞移植為基礎的再生醫(yī)學逐步顯示出其在OA治療中的優(yōu)勢。
說明:本文案例均摘錄于文獻,僅用于科普干細胞相關知識,不作為醫(yī)療建議。