干细胞在骨关节炎软骨损伤中的临床应用

随着我国人口老龄化加快，骨关节炎（OA）发病人群在不断增加，给社会造成巨大经济负担，OA是一种中老年患者最常见的慢性退行性关节疾病，以关节软骨变性破坏、软骨下骨硬化、滑膜增生为主要病理特点。

有资料显示，国外关节软骨损伤发生率为5％，在特定人群(如运动员)中的发生率可高达22％~50％。不同于骨组织，关节软骨一旦损伤就很难再生。

关节损伤难以修复原因：①缺乏血管，使未分化细胞无法进入损伤部位进行类似其它组织的愈合过程；②软骨组织本身缺乏修复损伤的未分化细胞；③软骨细胞包埋于致密的胶原蛋白多糖基质中，限制了自身细胞的增殖和迁移能力；④成熟的软骨细胞基质在软骨受到损伤时合成能力虽然增加，但功能有限不足以满足修复的需要。

为了缓解OA相关症状、防止软骨进一步退化、帮助缺损软骨修复的技术主要有关节润滑术、外科关节镜清创术、微骨折骨髓刺激术及终末期的全膝关节置换术等，但均不能彻底修复或重建损伤软骨并恢复其功能。

随着学者们对生物医疗的深入研究，以细胞为基础的治疗逐渐受到重视，间充质干细胞 (MSCs)作为一种具有自我复制、免疫调节、多项分化等潜能的种子细胞，逐渐显示出其在治疗OA软骨病变中的优势。

MSCs修复OA软骨损伤的机制：①通过调节机体免疫系统促进OA软骨缺损的修复；②主要分泌胰岛素样生长因子（IGF-1）来抑制炎性因子的分泌及其相关基因的表达进而保护关节软骨；③具有向软骨细胞分化的巨大潜能，从而促进OA软骨缺损修复。

实验研究

Mushy等人通过切断羊的前交叉韧带和切除内侧半月板建立OA模型，然后向膝关节腔直接注射自体MSCs进行治疗，结果显示治疗组半月板和软骨的再生效果明显优于对照组，且注射进去的MSCs位于新生滑膜和软骨表面，提示MSCs可诱导软骨细胞的形成。

Horie等人在大鼠实验中还发现，MSCs能上调BMP-2与甲状旁腺激素等基因的表达进而增加Ⅱ型胶原的分泌达到软骨修复的效果。

临床研究

Wakitani等人通过临床试验，对12例OA患者接受以胶原为支架材料的骨髓来源的MSCs直接注射，对照组患者接受无细胞的空胶原注射，6个月后发现实验组在关节镜下评分和组织学评分明显优于对照组。

另外两项研究指出，选用BMSCs治疗OA患者，1年后发现有一半的患者走路的时间更长且疼痛评分也有所降低，磁共振成像 (MRI)显示软骨的厚度增加，软骨下骨的水肿减轻。

综上所述，MSCs主要通过调节免疫应答反应、抑制多种炎性因子分泌和诱导软骨细胞形成来阻止OA中软骨的破坏并起一定的修复作用，这为骨组织、软骨组织、韧带组织损伤修复重建提供很好的选择。