撰文：中山大学 浅蓝
本文审核专家：江苏大学附属医院 李晶教授
引言
日前，美国俄亥俄州的知名新闻网站cleveland.com分享了干细胞帮助膝关节损伤的患者恢复关节功能，并避免外科手术治疗的案例。这名60岁的病人由于不愿意膝关节置换手术，而选择了针对膝关节损伤的干细胞治疗。接受双膝干细胞注射一年后，她的膝盖仍然保持良好，没有疼痛。这则案例放映出干细胞在缓解膝骨关节损伤上的巨大潜力，有希望帮助患者延缓关节置换等手术。事实上，近年来关于干细胞修复膝骨关节损伤的临床成果案例屡见不鲜，本文将做盘点，帮助大家了解干细胞在修复膝骨关节损伤上的使用方式和临床结局。
骨关节炎（OA），作为一种慢性的关节退行性疾病，在老年人、绝经后的女性、运动员以及患有糖尿病、高脂血症等代谢紊乱的人群中尤为常见。骨关节炎的临床症状多样，涵盖了疼痛、关节僵硬、肿胀、畸形以及活动能力的受限，这些不仅给患者带来身体上的不适，还严重降低了他们的生活质量，甚至成为老年人残疾的主要诱因。
随着全球人口老龄化的不断加剧，OA已经成为全球健康领域的一大挑战。当前，对于OA的治疗手段主要包括物理治疗、药物干预和外科手术。
然而，药物治疗主要集中在缓解疼痛和抗炎上，对于修复或逆转OA带来的关节损伤效果有限。而物理治疗的疗效也尚未有确凿的科学证据支持。
至于外科手术，如全关节置换和关节成形术，虽然对于晚期OA患者来说是一个可行的选择，能够在一定程度上缓解疼痛并改善关节功能，但由于人工植入物的使用寿命有限、长期效果参差不齐，以及潜在的并发症风险，使得这些手术方式并不能完全解决OA患者关节损伤修复的问题。因此，对于OA的治疗，我们仍然需要不断探索和寻求更为有效和持久的治疗方法。
值得注意的是，随着科学技术的日新月异和临床研究的不断深入，干细胞疗法在骨关节炎（OA）治疗领域展现出了巨大的潜力和希望。多项临床研究已经证实，干细胞疗法对于骨关节炎的治疗取得了显著的临床效果[1]。
，时长01:34△干细胞治疗骨关节炎，帮助患者缓解疼痛且无副作用
如下图所示，干细胞具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力，这使得它们成为修复受损关节组织的理想选择。通过向受损关节内注射干细胞，可以促进关节软骨的再生和修复，减轻疼痛，改善关节功能。此外，干细胞还能分泌多种生长因子和抗炎因子，有助于抑制炎症反应，减少关节损伤，进一步促进关节的康复[2]。
（图片来自参考文献2）
近年来，许多临床研究已经报道了干细胞疗法在骨关节炎治疗中的积极成果。例如，一些研究发现，通过注射自体间充质干细胞（MSCs），可以显著改善患者的关节疼痛和僵硬症状，提高关节功能和生活质量。此外，还有研究表明，干细胞疗法对于关节软骨的再生和修复具有显著效果，可以减缓骨关节炎的进展，甚至实现关节功能的长期改善。接下来，就让我们一起来看看干细胞在临床中的实际运用。
经典案例：干细胞替代膝关节手术，让60岁以上患者重拾健康
日前，美国俄亥俄州的知名新闻网站cleveland.com分享了干细胞帮助膝关节损伤的患者恢复关节功能，并避免外科手术治疗的案例[6]。
接受干细胞治疗前，60岁Cindy Shoemaker运动能力由于膝关节损伤而受到严重影响，她只能一瘸一拐地拖着脚走路，做任何事情都会使她感到膝盖疼痛，更别提运动了。遛狗以前是她的一大乐趣，现在却变成了痛苦。
几年前，Shoemaker开始接受可的松膝关节内注射以缓解疼痛，刚开始效果还不错，可以暂时缓解疼痛，然而，一段时间过后，Shoemaker发现可的松注射已经无法缓解其疼痛，医生建议其行膝关节置换手术。
然而，她不喜欢膝关节置换手术的想法，因为这会导致她错过至少六周的工作，并对她的活动造成限制。于是，她接受了另一种选择：再生医学，一种针对膝关节损伤的干细胞治疗，以阻止其炎症和疼痛。
干细胞治疗过程
该疗法首先从患者的脂肪和骨髓组织中采集干细胞，然后在超声引导下将其注射到受损组织中，用新的、有功能的组织修复受伤的组织。
正如该疗法的负责人Regen Orthopedics和整形外科专家Trevor Bullock所说：”虽然患者膝盖部位的愈合能力可能已经减弱，但其身体其他部位可能含有丰富的干细胞，如果移植到膝盖中，可以刺激新软骨的生长。此外，更重要的是，这种疗法有助于改变关节的生物学特性，使其不会持续发炎和刺激。”
以上两个方面作用的结合有助于降低患者总体疼痛程度。患者接受该疗法后疼痛缓解和活动能力改善通常会在四到六周内发生。一些患者甚至在短短两周内就感觉好多了。治疗的结果取决于受伤的部位和严重程度，以及患者自身的治愈潜力。”
接受双膝干细胞注射后，Shoemake能自己走出医生办公室，仅仅请假一天就去上班了。术后一个月，她和哥哥就能到处去旅游了，完全没有术前行走困难的表现。一年后的今天，她的膝盖仍然保持良好，没有疼痛。
其他案例汇总：
关节腔内注射间充质干细胞，显著缓解和改善膝骨关节炎
案例一：关节腔内注射1x10 ^8 细胞的AD-MSC
研究人员招募了24名OA患者，平均随机分配为实验组及对照组，对12例患者（实验组）给予1x10 ^8 的AD-MSCs，并将该组与注射生理盐水的12个膝关节炎患者（对照组）进行长达6个月的比较。主要结局指标是骨关节炎指数（WOMAC）评分。次要结局指标包括各种临床和放射学检查以及注射后的安全性。该临床研究使用磁共振成像（MRI）评估注射后软骨缺损的变化。主要结果如下图所示[3]。
（图片来自参考文献3）
结果提示，经由单次往关节腔内注射AD-MSC后，实验组6个月时WOMAC评分显著改善。对照组6个月时WOMAC评分则无显著变化。随访期间两组均未观察到严重不良事件。在MRI上，实验组在6个月时软骨缺损没有显著变化，而对照组的缺损增加。该临床研究表明，关节内注射自体AD-MSCs为OA患者提供了令人满意的功能改善和疼痛缓解。
案例二：关节腔内单次及多次注射1x10^ 8 细胞的AD-MSC
研究团队招募了30名OA患者，随机分为3组。两个治疗组接受关节内ADMSC治疗，包括单次注射(1x10^ 8 细胞的ADMSC)或两次注射(1x10 ^8 细胞的 ADMSC在基线和6个月)。第三组作为对照组，继续保守治疗。主要评价结局为数字疼痛评定量表（NPRS）、膝关节损伤和骨关节炎结果评分（KOOS）以及相应的影像学检查。主要结果如下图所示[4]。
（图片来自参考文献4）
结果提示，接受ADMSCs的两个治疗组在12个月随访完成时均显示出临床上显著的疼痛和功能改善。使用磁共振成像评估时，骨关节炎膝关节评分的放射学分析表明疾病进展有所改善。结论：自体ADMSC治疗膝骨关节炎似乎是一种安全有效的治疗方法，可能具有预防疾病进展的潜力。
案例三：关节腔内注射4*10^7的MSCs
研究团队招募了30例对保守治疗无反应的OA患者，并随机分为2组，每组15例。试验组通过关节内注射4*10^7个细胞的同种异体骨髓MSCs治疗。对照组关节内注射透明质酸（60 mg，单次给药）。对每个患者都进行为期一年的随访，随访内容包括疼痛、残疾和生活质量的评估。通过定量磁共振成像T2标测评估关节软骨质量。主要试验结果如下图所示[5]。
图片来自参考文献5）
结果显示，与用透明质酸治疗的对照组相比，经由MSC治疗的患者在疼痛指数、生活质量方面表现出显著的改善。通过核磁共振的T2图像对OA患者的软骨定量显示，经由MSC治疗后的OA患者不良软骨区域显著减少，MSC治疗患者的软骨质量改善。
小结
通过上述临床结果，我们可以看到干细胞缓解骨关节炎具有广阔的应用前景。尽管仍需进一步的临床研究以推动应用转化，但干细胞无疑为患者们带来了全新的希望和可能。我们期待在科学技术的不断推动下，干细胞能够成为缓解骨关节炎的重要手段，为全球数百万患者带来福音。同时，我们也呼吁更多的研究者和医疗机构加入到这一领域的研究中来，共同推动干细胞疗法在骨关节炎治疗领域的发展和应用。
参考文献：
[1]Gupta, P.K.; Chullikana, A.; Rengasamy, M.; Shetty, N.; Pandey, V.; Agarwal, V.; Wagh, S.Y.; Vellotare, P.K.; Damodaran, D.; Viswanathan, P.; et al. Efficacy and safety of adult human bone marrow-derived, cultured, pooled, allogeneic mesenchymal stromal cells (Stempeucel®): Preclinical and clinical trial in osteoarthritis of the knee joint. Arthritis Res. Ther. 2016, 18, 301.
链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27993154/
[2]Chen Y, Cheng RJ, Wu Y, Huang D, Li Y, Liu Y. Advances in Stem Cell-Based Therapies in the Treatment of Osteoarthritis. Int J Mol Sci. 2023 Dec 28;25(1):394. doi: 10.3390/ijms25010394. PMID: 38203565; PMCID: PMC10779279.
链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38203565/
[3]Lee WS, Kim HJ, Kim KI, Kim GB, Jin W. Intra-Articular Injection of Autologous Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stem Cells for the Treatment of Knee Osteoarthritis: A Phase IIb, Randomized, Placebo-Controlled Clinical Trial. Stem Cells Transl Med. 2019 Jun;8(6):504-511. doi: 10.1002/sctm.18-0122IF: 6.0 Q1 . Epub 2019 Mar 5. PMID: 30835956; PMCID: PMC6525553.
链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6525553/
[4]Freitag J, Bates D, Wickham J, Shah K, Huguenin L, Tenen A, Paterson K, Boyd R. Adipose-derived mesenchymal stem cell therapy in the treatment of knee osteoarthritis: a randomized controlled trial. Regen Med. 2019 Mar;14(3):213-230. doi: 10.2217/rme-2018-0161. Epub 2019 Feb 14. PMID: 30762487.
链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30762487/
[5]Vega A, Martín-Ferrero MA, Del Canto F, Alberca M, García V, Munar A, Orozco L, Soler R, Fuertes JJ, Huguet M, Sánchez A, García-Sancho J. Treatment of Knee Osteoarthritis With Allogeneic Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells: A Randomized Controlled Trial. Transplantation. 2015 Aug;99(8):1681-90. doi: 10.1097/TP.0000000000000678 IF: 6.2 Q1 . PMID: 25822648.
链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25822648/
[6] https://www.cleveland.com/
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