间充质干细胞治疗膝骨关节炎的临床研究进展

间充质干细胞治疗膝骨关节炎的临床研

究进展

2.天津博纳戈恩生物科技有限公司，天津 300042；

摘要：膝骨关节炎是一种以退行性病理改变为基础的疾患，发病率随年龄增

大而升高，因此常见于中老年人群。目前通常的治疗手段是通过消除炎症或减轻

疼痛来缓解症状，从而阻止和延缓疾病的发展，进而保护关节功能，以防功能丧失，然而现有的临床治疗方式远期效果大多并不理想。近年来随着对间充质干细

胞的研究逐步深入，人们发现其可促进软骨再生的特点，因而以间充质干细胞移

植为主的治疗方法，在国内外逐渐兴起，并开始进入临床实验阶段。本文将主要

就间充质干细胞治疗膝骨关节炎的原理、以及相关临床研究进行汇总，并为膝骨

关节炎相关的研究和间充质干细胞的应用提供参考。

关键词：膝骨关节炎；间充质干细胞；临床研究；自体；同种异体

前言

膝骨关节炎（Knee Osteoarthritis, KOA）是一种以退行性病理改变为基础

的疾患，常见于中老年人群。该疾病初期症状较轻，临床表现多为膝盖部位肿胀、酸痛、行动不适，坐立姿势改变时疼痛、弹响等，严重时出现活动受限、积液、

关节畸形，不及时得到有效治疗病情可能发展为残疾[1]。

KOA常由长期姿势僵化、劳累、外伤、或其它关节退行性病变如软骨退化、

半月板磨损等原因导致。因此该病的治疗关键在于保护软骨，防止进一步受损，

同时尽可能使其自我修复和再生。但由于膝关节部位软骨组织无血管，因此软骨

部位自我修复和再生的能力很差，且关节软骨缺损的再生方法很少[2]。KOA一般

采用综合治疗，包括病人教育，药物治疗，理疗或外科手术治疗，现有的治疗方

式包括软骨保护剂硫酸氨基葡萄糖、透明质酸关节腔注射、中医针灸推拿、膝关

节置换以及间充质干细胞治疗等，其远期效果大多并不理想，而近年来随着对间

充质干细胞的研究逐步深入，人们发现其可促进软骨再生的特点，因而以间充质

干细胞移植为主的治疗方法，在国内外逐渐兴起，并开始进入临床实验阶段。

本综述将主要就间充质干细胞治疗KOA的原理、以及相关临床研究进行汇总，并为KOA相关的研究和间充质干细胞的应用提供参考。

1间充质干细胞治疗KOA原理

间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSC）是一类多能干细胞，存在

于身体多个部位中，具有自我复制和多向分化能力。骨髓、骨骼肌、脂肪、胎盘、脐带等多个组织均可以分离扩增出可以应用于临床的MSC。由于它分化的组织类

型十分广泛，因此临床应用价值不菲，且属于干细胞临床应用最多的一类，现有

应用结果表明患者可接受大剂量输注治疗，且安全无不良反应[3]。

利用MSC进行KOA治疗，主要通过以下几个途径实现其作用。

细胞分化：MSC可以分化为成骨细胞和软骨细胞[4]，因此可以用于膝关节软

骨组织的修复。

促进软骨再生：MSC对软骨细胞的再生具有促进作用，可通过分泌细胞因子

而促进软骨祖细胞增殖[5]。

免疫调节：MSC通过分泌细胞因子，抑制软骨细胞表达炎性介质[5]，减少

KOA患者软骨和滑膜组织的炎症反应[6]。

综合来说，在植入KOA患者体后，MSC会通过分泌多种可溶性因子抑制炎性

介质表达，调整免疫平衡，减轻或消除患者的炎症反应，减少其对软骨、关节组

织的破坏，并促进软骨细胞的再生。同时利用其多向分化、自我复制的能力，通

过不断增殖分化为软骨细胞，代替病变部位死亡或受损的细胞，修复被破坏的软

骨及关节组织，从而达到治疗目的。

2间充质干细胞治疗膝骨关节炎临床进展

目前国内外已有多项针对KOA的临床实验中使用了不同种类的MSC移植作为

主要治疗方式，分别有脐血间充质干细胞UCB-MSC（同种异体）、脐带间充质干

细胞UC-MSC（同种异体）、胎盘间充质干细胞P-MSC（同种异体）、脂肪间充质干细胞AD-MSC（自体）以及骨髓间充质干细胞BM-MSC（同种异体、自体）等。这些临床使用的MSC虽然来源不同，但针对KOA的治疗效果均令人满意，且随访期内均证实安全可靠，无不良反应或术后并发症。

2.1同种异体脐血间充质干细胞

Song等[7]在2014年1月到2015年12月，对128例接受UCB-MSC植入的全层软骨损伤患者进行了回顾性评估，并进行了至少2年的随访，结果发现术后1年和2年VAS、WOMAC和IKDC评分的平均值较术前有显著改善,病变部位差异有显著性,无不良反应或术后并发症，证实UCB-MSC移植治疗KOA是有效的。

Dong等[8]同时评估了骨髓浓缩物（BMAC）和UCB-MSC植入治疗KOA的临床和磁共振成像（MRI）结果。对52例（52膝）采用BMAC（25膝）和UCB-MSC（27膝）进行软骨修复手术，术后2年进行回顾性分析。在2年的随访中，两组患者的临床和MRI结果均令人满意。也就是说BMAC或UCB-MSC移植修复软骨损伤均属于安全有效。

2.2同种异体脐带间充质干细胞

Matas J等[9]评估了UC-MSC关节内单次或重复注射治疗KOA的安全性和有效性。3组患者分别接受透明质酸（HA）注射、随机单剂量UC-MSC和重复UC-MSC 治疗，接受间充质干细胞治疗的患者的疼痛和功能较术前水平有显著改善。12个月时，UC-MSC重复治疗组在WOMAC-A关节炎指数、疼痛视觉模拟评分达到显著低于HA组，证明重复UC-MSC治疗KOA是安全的，并且优于透明质酸的注射效果。

Dilogo等[10]共招募29名KOA患者受试（57膝），在初始阶段至第六个月随访时，人脐带间充质干细胞显著降低膝关节炎视觉模拟的疼痛评分，WOMAC指数显著降低。在重度膝关节炎患者中，第六个月随访时，国际膝关节文献委员会膝关节评分显著增加，因此得出结论为UC-MSC可能是治疗KOA的一种新的再生疗法，注射6个月后效果最好。