科普文章：干细胞能治疗骨关节炎吗？

作者：姜洋子李宇晟

本科普工作获国家重点研发计划干细胞与转化医学重点专项2019YFA0111900项目支持（姜洋子香港中文大学李宇晟湘雅医院）

坊间常提及干细胞治疗，都说它能令人永葆青春、返老还童，这是真的吗？

1.干细胞不是万能的

干细胞作为再生医学和细胞治疗的重要分支和发展方向，确实有治疗多种疾病的潜力。比如，干细胞作为种子细胞可以参与受损组织的修复再生；干细胞可以分泌很多细胞因子和生长因子，改善损伤组织的微环境；干细胞还具有免疫调节能力，能控制炎症反应，有利于损伤组织的修复等等。但是干细胞不是万灵药，想用干细胞治病，还要用得安全又有效，在细胞选择、给药方案以及治疗机理上有一系列复杂又精密的要求。

2.没有干细胞是万万不能的

人体的组织细胞各司其职，比如：皮肤细胞负责保护身体，肌肉细胞可以主导收缩运动，干细胞却没有这类特定的职责。可干细胞却有一种特殊能力，即它能变成人体中的任何一种细胞。举个例子，最著名的万能干细胞就是受精卵细胞。受精卵是人类第一颗干细胞，也是第一代干细胞。胚胎就是原始的干细胞，随着胚胎的生长发育，干细胞分化为人体的各种组织器官。因此，对我们每个人来说，没有干细胞是万万不能的。

研究干细胞如何参与各种组织的发生和发展是很有意义的，当我们想用这些细胞治疗疾病的时候，就可以借鉴这些组织发育的过程，让干细胞遵循类似的步骤去修复受损的组织，延缓和控制病情，参与系统性的调节甚至痊愈。

▲干细胞与干细胞也大不一样

3.干细胞治疗膝骨关节炎的现状

临床常见的关节软骨损伤是运动创伤，多发于年轻人，而软骨退变多发于老年人。关节的软骨组织不能自动修复，损伤的软骨若不及时治疗，将蔓延影响周围的正常软骨，再加上不断受力和磨损，最后演变成骨关节炎。

（1）修复早期轻度软骨损伤，为缺损打上补丁。举个例子，写进教科书的自体软骨细胞移植（ACI），就是经典的能令缺损处软骨再生的办法：取两颗红豆大小的健康软骨组织，就能在实验室收获几百万个软骨细胞，再用这些细胞作为种子细胞填补缺损组织。这种方法能从源头解决病因，预防严重骨关节炎的发生。

▲临床已开始应用的自体软骨细胞移植（ACI）方法

除了自体软骨细胞，组织特异性的成体干细胞也可以用于软骨组织再生。近年来能作为软骨再生种子细胞的干细胞包括软骨干细胞/祖细胞、骨髓间充质干细胞、滑膜来源干细胞、脂肪来源干细胞等等。

（2）对于中重度骨关节炎，整个关节都受到了影响，关节疼痛，压痛，僵硬，肿胀，活动受限，这时候可不是打上补丁就万事大吉了。那么，干细胞能治疗这类中晚期的骨关节炎吗？对此科学家们正在进行紧锣密鼓的研究。中重度骨关节炎受累的关节组织中晚期骨关节炎的关节里炎性蔓延，受累的组织有很多，又相互作用。目前认为首先要解决的是损伤、形变、炎症和慢性疼痛。干细胞能分泌细胞因子和生长因子，改善损伤组织的微环境；干细胞还具有免疫调节的能力，可以控制炎症反应，那么它们在中晚期的骨关节炎治疗中有用吗？有啥用？咱们来一起看看目前关于干细胞治疗膝骨关节炎的临床研究结果怎么说。

有报道的临床病例多是采用间充质干细胞，主要为骨髓来源的间充质干细胞和脂肪来源的间充质干细胞，因为这些细胞相对容易取得。比如用患者自体脂肪组织来源的间充质干细胞，通过超声引导的方式进行关节腔穿刺递送，研究结果显示患者疼痛程度和关节功能得到明显改善，没有出现严重的副作用，疗效观察时间为6个月到1年不等。还有采用自体骨髓来源的间充质干细胞治疗膝骨性关节炎的报道，通过向关节腔注射间充质干细胞或向软骨下骨的骨髓损伤区域注射间充质干细胞，改善了骨关节炎患者的疼痛和关节功能，疗效观察时间为8-16年。值得一提的是，最新发表的一项临床研究称，向骨关节炎患者的软骨下骨缺损区注射间充质干细胞能推迟部分患者接受关节置换的时间，改善了患者关节软骨的损伤。由于干细胞的很多功能还有待研究，干细胞治疗的临床应用还需要进一步完善，科学家正在积极探寻使用干细胞安全有效的修复炎性受损关节的方法。我们将一些有代表性的临床试验结果概括总结于下表，以飨读者。

病程	细胞、干细胞的种类	技术成熟度	研究结果	疗效持续时间（随访时间）	参考文献
早期骨软骨缺损	自体软骨细胞（ACI）	临床应用	可再生受损软骨，此方法已经写入教科书，是常规方法。研究者在术后10-20年间随机访问了224名患者，获得92%满意效果，74% 认为10-20年后的治疗效果保持得很好。	10-20年	1
	基质介导自体软骨细胞（MACI）	临床应用	效果同上，研究收到34名患者回复，其中11位受访者中的8位认为他们的膝盖和从前一样好。	1-8年	2
	软骨前体细胞、软骨祖细胞、软骨干细胞（CDPC, CSPC, CDSC）	临床应用	用于15名大面积骨软骨缺损病人的组织修复再生，其中13人新生成的软骨和原软骨相似，14个人的软骨下骨光滑且有规则。实验结果显示缺损再生，疼痛缓解，临床效果稳定。	随访1年	3
中期	滑膜来源间充质干细胞（SDSC）	临床试验	试验包含五名有膝关节病变的患者，结果显示疼痛，症状和日常活动在术后两年有明显改善，无不良症状。	2 年	4
中期	脂肪来源间充质干细胞（ADSC，ASC）	概念性临床试验	试验招募了53名（18-70岁）患者，4级以下损伤，70%以上的病人有明显改善。	6-12个月	5
晚期骨关节炎	骨髓间充质干细胞（BMSC）	随机性临床试验	30名病人，结果显示有效缓解了软骨和软骨下骨的病症。	8-16年	6
	滑膜来源间充质干细胞（SDSC）	临床试验	试验包含10名患者，结果表明治疗初步有效，这种细胞移植相对于其他方法对患者有较小的影响，但还要做更多的研究。	大于3年	7
	骨髓间充质干细胞软骨下骨注射（BMSC）	临床试验	试验招募了140名患者（平均75.4岁），每个人的两侧膝盖均有疼痛，每名患者一侧做了膝关节置换，另一侧在软骨下骨注射了细胞，结果表明部分接收细胞治疗的关节可以推迟关节置换的时间，每年膝关节置换术发生率为1.19%。	5-15年	8

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本文首发于微信公众号“骨关节炎防治”——文章《干细胞能治疗骨关节炎吗？》

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