肌肉骨骼医学中的干细胞疗法使用了多种来源的干细胞,最近诱导多能细胞的突破意味着细胞现在可以重新编程以发挥干细胞的作用。治疗策略的重点主要集中在软骨、半月板和骨骼上,以治疗软骨缺损、半月板损伤和骨折。MSCs由于其易于获得和分化能力而对干细胞治疗产生了浓厚的兴趣。细胞来源是干细胞治疗成功的重要考虑因素,常见来源包括骨髓、脂肪、滑膜和血液。没有绝对的最佳细胞来源,因为每种来源都有其优点、缺点和分化能力。表格1是根据Sakaguchi等人的研究构建的。治疗半月板损伤的间充质干细胞类型干细胞技术修复半月板损伤四种机制
干细胞可分化为成骨细胞,脂肪细胞,软骨细胞,滑膜细胞等多种组织细胞,且拥有良好免疫调节作用,因此应用干细胞技术用于修复骨及软骨损伤具有较高研究和应用价值。
干细胞疗法主要通过四种机制干预半月板损伤:
1)定向归巢到损伤部位;
2)分化为不同细胞类型;
3)分泌为多种细胞因子参与免疫反应;
4)具有免疫抑制特性。
干细胞疗法具体修复半月板损伤机制包括:干细胞可以抑制T细胞增殖及低水平表达主要组织相容性复合物(MHCⅠ、MHCⅡ),血管细胞黏附因子(VCAM-1),可以多潜能分化、参与旁分泌过程进行免疫调节。
当干细胞注入膝关节后会黏附在损伤半月板表面,为软骨提供营养并分泌生长因子、细胞因子,促进祖细胞自我增殖,抑制软骨凋亡,并且在体内归巢、存活、分化为软骨细胞,产生细胞外基质及表达细胞外基质蛋白collagenⅠ和collagenⅡ,促进半月板组织重建,有效改善半月板。
干细胞移植治疗半月板损伤临床前研究
来自不同来源的简单MSC注射已用于各种动物模型,以评估它们对组织再生和愈合的影响。最近,滑膜已被确定为MSCs的良好来源,因为这些细胞具有很高的增殖和成软骨分化潜力。
表2总结了我们审查中包含的临床前干细胞注射数据研究。
干细胞修复半月板损伤的临床前研究干细胞联合组织工程修复半月板损伤
有关半月板再生的组织工程技术已将MSCs与工程支架和生长因子结合使用,以实现更有效和更好质量的修复/再生组织。表3总结了我们审查中包含的临床前组织工程干细胞研究。干细胞联合组织工程修复半月板损伤干细胞移植治疗半月板损伤临床研究评估膝关节MSC注射效果的临床研究有限,但早期临床数据表明结果令人鼓舞。目前,在临床使用MSC注射液中没有任何安全问题或副作用的报道。迄今为止,只有一项随机双盲对照研究研究了内侧半月板切除术后MSC注射对膝关节的影响。该研究包含3组中的55名受试者,他们接受了同种异体MSCs的经皮注射,其中一组接受50×106细胞,另一组接受150×106细胞,对照组仅接受HA。在12个月的随访中,MRI扫描结果报告,接受50×106细胞的患者中,半月板体积显着增加。帕克等人报告了一名患者接受超声引导下自体脂肪干细胞(ASC)关节内注射到膝关节以治疗孤立的半月板撕裂的结果。最终的注射混合物含有ASC、富含血小板的血浆(PRP)、HA和氯化钙。该患者还接受了PRP、HA和地塞米松的后续注射。对该患者进行了为期18个月的随访,并报告其膝关节疼痛评分和膝关节功能持续改善。3个月的MRI扫描报告半月板撕裂几乎完全消退。超出该时间点的放射学评估不可用。因此,这项研究缺乏对照,仍然难以确定这种治疗的功效。Onoi等人最近的一篇论文报告了ASC注射后两名患者的第二次膝关节镜检查结果。然而,只有一名接受治疗的患者进行了二次关节镜检查。该患者因内侧半月板后角的退行性撕裂而接受了部分半月板切除术。在ASC注射后6个月,二次关节镜检查不仅显示软骨状态得到改善,而且半月板切除部分得到修复。干细胞移植治疗半月板损伤临床研究干细胞联合组织工程修复半月板损伤
从临床角度来看,MSCs与组织工程的结合也是一个新兴领域,更多的研究更多地集中在寻找软骨缺损的解决方案上。怀特豪斯等人报告了5名患者的病例系列,其中BMMSCs被注射到胶原蛋白支架上,并使用垂直褥式缝合线缝合到无血管的半月板撕裂处。五分之三的患者在12个月后报告了积极的结果,临床评分显着提高。表5. 总结了组织工程半月板撕裂治疗可用的临床研究。干细胞联合组织工程修复半月板损伤结论
总之,现有文献表明,MSCs在产生优质半月板修复方面似乎是安全有效的。有令人信服的临床前数据研究了各种细胞来源、支架甚至生长因子添加剂的影响。尽管如此,目前对于半月板再生的理想细胞来源和支架还没有达成共识。目前数据的局限性包括缺乏长期随访、对照组和客观结果终点。与关节软骨再生相比,已有更多关于修复组织组织学、二次关节镜检查和放射成像的临床研究报告,半月板干细胞治疗研究仍然缺乏可靠的结果。由于半月板组织的复杂表型和功能,半月板组织再生的解决方案是一个特别难以捉摸的解决方案,并且比软骨再生的解决方案复杂得多。我们预计干细胞疗法将在不久的将来变得更加有效,以帮助半月板修复方式,从而增加另一种武器来延缓膝关节可怕的OA进展。参考资料:JacobG,ShimomuraK,KrychAJ,NakamuraN.TheMeniscusTear:AReviewofStemCellTherapies.Cells.2019Dec30;9(1):92.doi:10.3390/cells9010092.PMID:31905968;PMCID:PMC7016630.
标签:半月板损伤·干细胞疗法