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是置换还是修复?干细胞有效治疗骨关节炎,是希望,也是未来!


骨关节炎(OA)是一种多因素、进展缓慢的退行性疾病,是关节炎中最常见的一种疾病类型,与年龄有关或由创伤而诱发。OA带来的剧烈疼痛、关节损伤将严重影响患者的正常生活,并可能引发多种并发症,危害极大。


然而,面对这样一种最常见且极具危害的关节炎,目前还没有专门的治疗方法能有效地阻止软骨和骨骼结构的病理改变,亦不能逆转已有的结构缺陷。




但庆幸的是,近年来随着疾病病理机制的研究进展,在骨关节炎治疗方面,有了新的治疗思路和方案,它们正逐步在临床研究中进行验证。今天,我们就此话题展开探讨,来看看OA治疗领域有哪些“新老面孔”吧。


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骨关节炎概述
骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种退行性关节病,和年龄密切相关。据统计,我国骨关节炎总患病率约15%,60 岁以上人群超过 50%,75 岁以上更是高达 80%,且随老龄化不断上升。


关节软骨受到损伤后,自我愈合能力非常有限。如果损伤得不到及时治疗,很容易引起骨关节炎,将严重危害人体健康。

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药物治疗
理想的疾病治疗效果应是既治标、又治本,对于OA的治疗来说,“标”即为缓解症状、减轻疾病负担,而“本”为减缓疾病的自然进程,或者停止组织损伤背后的生物过程,发挥结构效应。从这个层面上来说,目前OA的治疗方式有着很大的局限性:


口服消炎止痛和氨基葡萄糖类药物、关节腔内注射激素或玻璃酸钠等常规治疗虽可短时间内缓解部分症状,但效果欠佳,且长期疗效和安全性存在不确定性,无法有效延缓疾病进展;


2018年,美国食品药品监督管理局(FDA)将OA列为一种医疗需求尚未得到满足的严重疾病,需要通过改变疾病的潜在病理生理学进行治疗。


OA常见的病理特征包括滑膜炎症、关节软骨的退化以及骨重塑的异常(如软骨下骨硬化或囊性变、关节边缘骨质增生)(图1)。

图1:骨关节炎病理改变(From Damjanov I: Pathology for the health professions, ed 4, Philadelphia, 2012, Saunders)

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手术治疗
修复性治疗包括:关节镜手术,关节软骨修复术及生物治疗,膝关节周围截骨术。

关节镜清理:主要针对伴有“膝关节卡顿”或半月板撕裂等症状的患者,通过关节镜下摘除游离体、清理半月板碎片及增生的滑膜等,能减轻部分早中期患者的症状,但有研究认为其远期疗效与保守治疗相当,最新的国际指南也不推荐关节镜手术作为症状性骨关节炎患者的治疗手段。

关节软骨修复术及生物治疗:疗效尚需进一步研究探索。

膝关节周围截骨术:是经典的保膝治疗手段,最常用的是胫骨高位截骨术(HTO)。该方法通过改变力线来改变关节面的接触面,就像是一颗小树长歪了,我们通过外力把它变直。该方法可以有效缓解甚至消除疼痛,大部分患者可不需再行关节置换。该方法适合青中年活动量大、力线不佳的患者。

重建性手术:主要是人工关节置换术,包括膝关节部分置换术(单髁置换术)和全膝关节置换术。

单髁置换术:适用于当膝关节的软骨只有一个地方受累,而且关节韧带功能完好的情况下。这是一种微创手术,该技术能尽可能保留正常的关节结构,具有创伤小,恢复快,术后关节自我感觉好等优点,十年优良率在95%左右。但是当关节软骨多个部分或全部都受累时,单髁置换就不能解决问题了。这时需要全膝关节置换。

全膝关节置换术:是针对终末期骨关节炎成熟且有效的治疗方法,尤其是伴有各种严重畸形时,能非常有效的解除患者病痛,极大提高患者生活质量。术后绝大多数患者远期效果满意,15-20年假体生存率可达90%。


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临床研究中的干细胞治疗
骨关节炎的一个重要成因,是软骨的再生能力很差。软骨组织没有血管、淋巴、神经,细胞和营养物质很难到达受损的软骨,人们迫切需要一种能有效再生软骨的方法。干细胞治疗是一种有前景的关节软骨再生方法。近年来,随着技术的发展,关节软骨疾病也已逐步进入细胞治疗的时代。

干细胞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,促进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。

  
临床研究的间充质干细胞
临床研究多采用间充质干细胞治疗,主要为骨髓间充质干细胞(BMSCs)、脂肪间充质干细胞(ADSCs)和脐带间充质干细胞(UC-MSCs),因为这些细胞的组织来源广泛,相对容易取得。


间充质干细胞(MSCs)的治疗作用,主要归因于其在炎症环境调控下发挥的免疫调节功能,可以用于治疗广泛的退行性和炎性疾病(如溃疡性结肠炎、关节炎、GVHD、系统性红斑狼疮等)

1.脂肪间充质干细胞
用患者自体脂肪间充质干细胞,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。


韩国研究者将2×10*8个患者自体脂肪间充质干细胞经关节腔注射治疗早期骨关节炎,注射后MRI、关节镜和组织学检查磨损处软骨再生明显。再生的软骨具有透明样软骨组织学特点,患者临床症状得到明显改善,疼痛减轻或消失,且未见明的显毒副作用。


2. 自体骨髓间充质干细胞
采用自体骨髓间充质干细胞治疗膝骨关节炎的报道,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,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。


当然,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。


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全球研发现状:干细胞治疗骨关节炎产品
以“Osteoarthritis(骨关节炎)”和“stem cells (干细胞)”为关键词在美国clinicaltrial.gov注册的骨关节炎干细胞临床治疗研究已经有161项之多,其中一部分已经完成了临床试验,以及安全性和有效性的初步评价。


以地区来看,东亚、西欧和美国是干细胞临床治疗研究的主要地区。中国有26项,包括台湾7项,香港1项。

全球干细胞治疗骨关节炎临床试验一览
国际上,获批用于治疗膝骨关节损伤的治疗相关的细胞产品,包括:
1997 年,Vericel 公司的 Carticel 获批用临床,这是美国 FDA 批准的第一款细胞疗法。由于2016 年Vericel 公司推出了MACI产品,老产品Carticel 退出了市场。
2016 年 ,FDA 批准 Vericel 公司的自体软骨细胞药物 Maci,治疗膝关节软骨缺损。Maci 是一种在猪胶原蛋白膜上培养的软骨组织工程产品,用于修复软骨损伤。
2009 年,欧洲药品管理局正式批准比利时 TiGenix 公司研发的 ChondroCelect。由于一直未获得欧盟主要国家的报销政策,ChondroCelect 在 2016 年退市。
2012 年,韩国 MFDS 批准 Medi-post 公司的 Cartistem,用于治疗膝关节软骨损伤和退行性关节炎。Cartistem 产品包含1.5ml脐带血间充质干细胞(7.5×10*6)和 4% 透明质酸。目前,Cartistem已在美国完成 I 期和 IIa 期临床试验,正在日本开展 II 期临床试验。
从1997年第一款软骨修复的细胞药物 Carticel 上市,距今已经超过20年了,其换代产品 Maci 的市场表现也渐入佳境。在软骨损伤、骨关节炎的治疗领域,细胞药物的实力已经得到验证。


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国内研究进展:干细胞治疗骨关节炎产品
目前在我国,干细胞按药品、技术管理的“类双轨制”监管,虽然干细胞临床研究和转化按药品管理的主渠道已经日趋明确。


截止2021年11月22日,国内5款治疗膝骨关节和半月板损伤的干细胞新药获得国家药品监督管理局(NMPA)临床试验默示许可,正式进入临床试验。根据中国医药生物技术协会的公示信息,共有7个干细胞治疗膝骨关节和半月板损伤临床研究备案项目。
国内外大量临床前研究和临床研究已经证实,脂肪、脐带、脐带血和骨髓等来源的间充质干细胞在关节炎治疗中是安全和有效的。当然,通过储存年轻健康的干细胞,再经过培养-扩增-回输到患者体内,增强自身免疫,修复受损关节,同样也可治疗膝骨关节炎。膝骨关节炎也因此成了干细胞走向临床应用的重要突破口之一。

推荐阅读:临床案例证实:干细胞或是治疗关节疼痛的最佳选择

相信不久的将来,干细胞将作为药品正式进入临床应用,不仅可以改善膝关节炎患者的生存质量,整个再生医学产业也将迎来巨大的机会。
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