骨关节炎(OA)是一种退行性关节疾病,在中老年人中发病率较高,主要表现为关节疼痛和功能障碍。它的发病率是十大非传染性疾病之一。在中国50岁及以上人群中,8.1%的患者有症状性膝关节骨性关节炎,总人口超过3000万。
间充质干细胞(MSCs)的治疗作用主要归功于其在炎症环境中的免疫调节功能,可用于治疗各种退行性和炎症性疾病。例如:关节炎、溃疡性结肠炎、移植物抗宿主病、系统性红斑狼疮等。
大量临床试验表明,骨髓间充质干细胞对关节炎具有显著的治疗作用。以下是间充质干细胞(包括脐带间充质造血干细胞、骨髓间充质细胞和脂肪间充质肝细胞)治疗膝骨关节炎的进展。
各种评分对膝骨关节炎的诊断都很重要:
VAS 主要评估疼痛;
WOMAC 用于评估老年人的膝骨关节炎;
Lysholm 评分在评估膝关节功能方面具有相对较高的可靠性、有效性和敏感性。
膝关节内注射 ADSC(SVF)和 PRP 治疗骨性关节炎
(J Transl Med, 2017)
参与者人数:N=10
治疗方案:将脂肪来源的基质成分 ADSVF 和 PRP 注射到关节腔内,并在治疗后 1 周、1 个月、6 个月、1 年、1.5 年和 2 年测试结果。
评估指标:WOMAC 评分丨MRI
研究结果:经过 2 年的治疗,WOMAC 评分也有所改善。6 分钟内的步行距离也显著增加。60% 的患者软骨体积增加。
注:如上图所示,左图为治疗前,右图为治疗后,白色“+”处示意软骨增厚。
ADSC 治疗严重膝骨关节炎 Ⅰ 期剂量递增试验
(Stem Cells Transl Med, 2017)
参与者人数:N=18
治疗方案:关节腔内注射 2*10^6(低剂量)、10*10^6(中剂量)、50*10^ 6(高剂量)脂肪基质细胞(SVF),治疗后约 6 个月检测结果。
评价指标:VAS 评分丨WOMAC 评分丨Lysholm 评分丨MRI
研究结果:ADSVF 治疗后疼痛明显减轻,未发现不良反应。
注:上图是治疗前后的核磁对比,如之前的一样,颜色越蓝,代表软骨质量越好。可以看出治疗后软骨质量明显提高。
关节内注射两种不同剂量的自体 BMSC 与透明质酸治疗膝骨关节炎:多中心随机对照临床试验(Ⅰ/Ⅱ期)
(J Transl Med, 2016)
参与者人数:N=30(随机对照试验)
治疗方案:将 1*10^7(低剂量组)和 1*10^8(高剂量组)培养扩增的间充质干细胞(BMSCs)注射到关节腔内,并在治疗后 3、6 和 12 个月检测结果。
评价指标:主诉丨VAS 评分丨WOMAC 评分丨关节运动角度范围丨MRI
研究结果:VAS 评分在治疗后有所改善,而 WOMAC 评分在 6 个月后有所改善。经过 12 个月的治疗,软骨的体积和质量都有所改善,高剂量组表现出更好的改善。
注:上图中可以看出不论是低剂量组或者是高剂量组,VAS 评分(疼痛指标)都是下降的。
关节内注射ADSC治疗膝关节炎的临床试验
(Stem Cells. 2014)
参与者人数:N=18
治疗方案:关节内注射离体扩增 1*10^7(低剂量组)、5*10^2(中剂量组)和 1*10^8(高剂量组)。在治疗后 1 个月和 6 个月获得测试结果。
评价指标:VAS 评分丨WOMAC 评分丨MRI
研究结果:注射脂肪源性间充质干细胞(ADSCs)后,膝关节疼痛明显改善,软骨体积和质量显著增加。
注:上图可以看出从左往右随着治疗的变化软骨逐渐得到修复
关节镜下评价 ADSC 移植治疗膝骨关节炎软骨损伤
(Am J Sports Med, 2014)
参与者人数:N=35
治疗方案:将 3.8*10^6 脂肪间充质干细胞注射到关节腔内,并在治疗后约 24-36 个月测试结果。
评估指标:IKDC 评分丨关节镜检查丨主诉
研究结果:ADSCs 治疗可以显著改善膝骨关节炎,BMI 越高效果越差。
注:上图中 A-C 为 51 岁男性膝关节镜,D-F 为 54 岁女性膝关节镜。A/D 为治疗前,白色示意软骨,浅黄色示意裸露的骨。B/E 为间充质干细胞注射。C/F 为治疗后的关节镜检查。
异体 BMSC 治疗膝骨关节炎随机对照试验
(Arch Iran Med, 2012)
参与者人数:N=30(随机对照试验)
治疗方案:将培养扩增的 4*10^7 间充质干细胞 BMSCs 注射到关节腔内,并在治疗后 8 天、3 个月、6 个月和 12 个月检测结果。
评估指标:MRI丨VAS 评分丨WOMAC 评分丨主诉
研究结果:与对照组相比,BMSCs 治疗后明显减轻了疼痛,改善了膝关节功能指数,减少了软骨损伤。
注:上图所示,颜色越红代表软骨质量越差。可以看出治疗前(左边)的软骨大部分是黄色,治疗后蓝色明显偏多,表示治疗后软骨质量增加。
国内外大量临床前研究证实,来源于脂肪、脐带、脐带血和骨髓等组织的间充质干细胞(MSC)治疗膝骨关节炎安全有效。膝关节炎也因此成为干细胞临床应用的重要突破之一。
作为干细胞应用的理想种子细胞,间充质干细胞来源广泛。由于其对安全性和有效性的广泛临床研究支持,其新药开发、临床试验和临床研究也备受期待。
相信在不久的将来,间充质干细胞将作为药物正式进入临床应用,这不仅可以提高骨关节炎患者的生活质量,还可以为整个再生医学行业带来巨大的机遇。
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