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难以恢复的膝关节,干细胞会成为特效药么?


       在人体中,关节软骨覆盖在关节表面上,其能够承受一定的压力,并减少摩擦,有效地维持关节的正常功能和运动。

       关节软骨损伤在临床上较常见,由于关节软骨无血液供应和神经支配,自身修复能力很差,关节软骨一旦损伤即很难修复,继而会发生不可逆的病理变化,造成关节的退行性改变,严重影响患者的生活质量。目前,关节软骨损伤临床上尚无特效的治疗方法。

       该病主要临床表现为反复发作性关节疼痛,僵硬及进行性受限等。现有的治疗措施为非手术保守治疗和手术治疗,但只能缓解临床症状,维持关节一定范围内的生理活动,而不能修复关节软骨原有结构及恢复软骨细胞和组织特有生物学功能。

       细胞治疗是运用结构和功能正常的细胞植入人体内,以修复细胞、组织和器官,恢复细胞功能,达到治疗疾病的新技术,为关节软骨退行性疾病治疗开辟了新途径。


表1:近年来干细胞在软骨再生方面的临床试验研究

图片源自:DOI: 10.3969/j.issn.1673-713X.2016.05.013


          2002年有学者在国际骨关节炎研究学会上首次报道将间充质干细胞用于治疗软骨损伤。

       他们从12 例骨关节炎患者的骨髓穿刺液中分离纯化出自体骨髓间充质干细胞,体外扩增后与胶原凝胶结合,在行胫骨高位截骨手术的同时,移植到股骨内髁软骨缺损处,并覆盖以自体骨膜。

       结果发现,术后6周缺损处产生白色至粉红色的柔软组织,其中有少量的异染组织;术后42周,修复组织呈白色,均一异染,可见部分组织为透明软骨样组织。尽管临床表现无明显改善,但组织学及关节镜评分均优于无细胞移植的对照组。

      在国内一项利用脐血干细胞移植治疗膝盖软骨损伤的研究中,研究者将脐血间质干细胞(含单个核细胞≥1×108/份),经手背浅静脉输注患者体内,每次输注2份,间隔 3天后再次输注,输注3次为1个疗程,共治疗3个疗程,每个疗程之间间隔3个月。随后MRI(磁共振)检查:治疗前与治疗10个月后分别为患者做膝关节 MRI,比较治疗前后关节软骨及周围组织变化。

1、临床表现:脐血间充质干细胞治疗3个疗程后,患者日常生活恢复正常,膝关节屈伸自如,剧烈运动时的疼痛感显著缓解,整个治疗过程未见明显免疫排斥反应。

2、MRI表现:T1WI上软骨内斑片状、斑点状低信号,边缘较模糊;T2WI上骨挫伤表现为高信号、混杂信号,在STIR上,病灶呈高信号、边缘清晰(见下图)。



  展望     

       MSCs(间充质干细胞)目前被认为是最有希望实现软骨再生的细胞,已经被应用到临床中并取得良好的效果。MSCs向软骨细胞分化是通过某些分子和细胞活素(其中起主要作用的是生长因子)、细胞所处的微环境所诱导。不同的生长因子在MSCs 向软骨分化的不同阶段起到了不同的作用。

       诸多试验证实,间充质干细胞可促进组织的修复和再生,在不同的诱导条件下可以分化成许多不同的组织,如骨组织、软骨组织、脂肪组织、内皮组织、肌肉组织、神经组织、上皮组织等。基于间充质干细胞的这种多向分化的潜能,将有望成为组织工程骨构建过程中最常用的种子细胞。

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