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摘要

摘要目的:本研究的目的是通过磁共振成像和生活质量问卷，评价BMMCs单独联合治疗或关节镜下清创和灌洗联合治疗膝关节OA的效果。与间充质干细胞(MSC)相比，其效果较低，但操作和实验室处理的成本使其难以应用于临床实践。

设计:这是一项试验性、纵向和前瞻性试验，随访两年。21例符合研究标准的髌股骨关节炎患者纳入研究。患者分为三组:BMMCs+关节镜检查;BMMCs +灌洗;BMMC。在基线和术后2年采用SF-36问卷对临床结果进行评估。

结果:在这项研究中，我们证实了骨髓基质细胞和血小板的高回收率，特别是手工分离。三组比较SF-36无差异，但三组SF-36基线评价及2年随访均有3-4个参数改善。MRI显示中风、髌骨和股骨的软骨下骨和软骨大小均有改善。

结论:本研究表明，通过质量生活问卷测量，仅在使用bmmc时OA有显著改善，联合关节镜或关节灌洗无改善。这样，使用BMMC´s被广泛接受，对SF-36的参数产生了影响。所有患者均未行全膝关节置换术。有更多患者的研究对评估BMMC应用的安全性和有效性具有重要价值。

关键字

髌股关节，骨关节炎，骨髓单个核细胞

简介

关节软骨在受伤后自发再生的能力有限，经常导致疼痛和残疾。一般认为软骨损伤会发展为骨关节炎(OA)。膝关节骨性关节炎是最严重的慢性退行性关节疾病之一，影响患者的生活质量。对有症状病变的及时干预可以预防发展为骨性关节炎，并提供症状缓解。常规治疗方式可能在短期内有助于缓解症状;然而，它们不能恢复自然的关节软骨完整性或防止恶化[1]。此外，膝关节置换术为严重骨性关节炎[2]提供了解决方案。保守的非手术治疗包括镇痛药、非甾体及甾体抗炎药及皮质类固醇[3,4]。当保守治疗不能控制症状，出现功能限制时，应考虑手术治疗软骨病变和解剖异常。关节软骨畸形的常规再生方法包括微骨折、多发穿孔、磨损和镶嵌成形术，但效果有限[5]。

整形生物学是一个蓬勃发展的研究和发展领域，旨在通过恢复原生生物、结构和功能来预防进一步的退化和疾病。细胞疗法是一种再生医学，通过引入新的细胞来修复受损组织。目前，有各种各样的正生物学治疗方法，如:全血治疗、传统的前体治疗、富血小板血浆(PRP)、自体条件血浆(ACP)或自体条件血清、骨髓抽吸、脂肪生物细胞自体移植物、间充质干细胞异体移植物是目前研究最充分、最普遍的移植物。在本研究中，我们将重点放在从骨髓中获得的自体单个核细胞(BMMC)。在细胞治疗中，大多数研究使用骨髓来源的间充质干细胞(BMSC)。值得注意的是，骨髓间充质干细胞富集的骨髓间充质干细胞被证明是有益的[7]。既往临床试验已证实对股骨头坏死有良好的治疗作用，可减轻疼痛，防止骨坏死的恶化。使用的细胞数量增加了3倍，达到35.2 × 10⁶[8]. cells /mL。我们发表了一篇评价使用bmmc和关节镜治疗髌股骨关节炎的研究，并验证了有希望的结果，减少了髌股AO的症状，确保患者对安全重返社会生活和运动的满意度，并改善了功能评分，恢复了软骨下骨[9]的关节软骨。然而，在文献中，bmmc用于OA并没有很好地探索。因此，本研究的目的是通过磁共振成像和生活质量问卷，评估BMMCs单独或联合关节镜下清创、灌洗治疗膝关节OA的疗效。

我们认为关节镜下清创、灌洗、局部注射自体骨髓单个核细胞(BMMC)或单纯注射BMMC等联合治疗，操作简单、安全、发病率低，可改善患者关节功能和生活质量。

材料与方法

研究设计

这是一项试验性、纵向和前瞻性研究，随访两年。经过机构伦理委员会的审查和批准后，志愿者参与者进行了细胞收集，并接受了干预学家的治疗。术前及术后6个月进行临床及放射学评估。生活质量问卷，采用SF-36量表。这些评估分别在基线和手术后两年进行。骨关节炎分级通过Kellgreen-Lawrence分级进行验证。将患者分为三组:BMMC+关节镜组、灌洗+BMMC组和BMMC组。

病人

该研究于2012年6月至2014年2月在巴西MG州贝洛奥里藏特的骨科和创伤学中心进行。对21例患者进行了评估，所有患者都参与了这项研究。在获得Belo Horizonte骨科和创伤学中心伦理委员会的批准(授权编号001/2012)和所需的患者知情同意后，从磁共振成像(MRI)和膝关节放射学证据中获得关节炎阳性诊断的患者被选择进行治疗。纳入研究的标准为:年龄30-85岁，阴性结果，对风湿性自身免疫性疾病无反应，MRI诊断骨关节炎(OA)。Kellgreen-Lawrence评分为中度至重度(III和/或IV)，术前30天及术中均未服用抗炎药物。排除标准为:术前有5年恶性肿瘤诊断;怀孕或哺乳;活动性神经系统疾病;内分泌疾病(糖尿病、甲状腺功能减退);依赖药物治疗的活动性心脏病或呼吸系统疾病; positive or reactive tests for syphilis; Chagas disease; B, C, or HIV1+2 and HTLV1+2 hepatitis serological markers [10].

对患者进行临床和人口学特征筛查和基线评估。他们在基线和手术后两年内完成问卷调查(SF-36)。术后6个月作放射学检查。

BMMC的收集和准备

为了取出样本，患者被放置在Criovida®手术台上俯卧位。骨盆正确无菌后，用20 ml 1%利多卡因麻醉髂后上嵴。4支20ml注射器，每支注射1mL肝素(5000ui)。用osgood型骨髓造影针穿刺抽吸麻醉区域。注满后，将注射器盖好并均质。从每位患者身上平均采集58.44 mL骨髓材料(39 - 87 mL不等)。样品保存在冷库中，并在收集后12 -18小时内制备。

对于8例患者(8个膝关节)，使用Ficoll®方法(Ficoll®Paque Plus Ge 17-1440-02 Healthcare)和Sepax®分离器cs - 9002 - Biosafe - Switzerland对BMMC进行分类和分离。将bmmc洗净，然后放入无菌注射器中，在含20%白蛋白的生理盐水中重悬。其余13例患者(25膝)使用Jouan (GR422)离心机手工制备样本。按照制造商的说明，使用Ficoll Paque Plus GE 17-1440-02 (GE Healthcare)进行单个核隔离。将制备的样品分离到KX21 (Sysmex)中进行分析。前8名患者使用Sepax®系统，因为这是我们实验室的库存。对于其他患者，由于资金限制，我们选择了手动系统。所有患者仅接受一次bmmc应用。

患者的治疗

8例患者(11膝)在镇静下行关节镜清创。四肢根部使用止血带，平均水平300mmHg。用Arthrex®无菌盐水泵冲洗膝关节，压力为40mmHg。评估髌下外侧和内侧。清创术包括软骨碎片的清除、游离体的清除和软骨病变的清创术。平均手术时间为15分钟。通过关节镜检查确认关节内针的存在。将1250 mL无菌生理盐水溶液从关节镜设备中取出，并注射10 mL BMMCs后进行生理戒断。6例患者(10膝)在镇静下用无菌生理盐水(终容积2000ml)进行膝关节灌洗。行髌上外侧和髌下内侧穿刺，用60ml注射器冲洗膝关节。 After withdrawal of the saline solution, 10 ml of BMMCs was injected. Seven patients (12 knees) underwent intra-articular injection of 10 mL of BMMCs in the knee in a clean area in the office. The patient’s group was chosen in random way, according to the chronological order that they were eligible for the study.

结果

决疑的

21名患者参与了这项研究:7名男性和14名女性。平均年龄62岁(39 ~ 85岁)。12例患者双膝损伤;9名患者只有一个膝盖受损(6名右膝，3名左膝)。7例患者仅在膝关节注射BMMC, 8例患者接受关节镜手术进行清创并注射BMMC。其余6例患者接受生理盐水冲洗和BMMCs应用。所有患者此前均接受了6个月的保守治疗，给予非激素类抗炎药、物理治疗和甘露素/甘露糖胺。所有患者均拒绝全膝关节置换术。6例患者体重指数小于30,15例患者体重指数大于30。根据Kellgreen-Lawrence量表，3级8例，4级13例。 The casuistic of the patients were described in Table 1.

表1。患者特征描述

集团	性别男:F	年龄中位数(年)	OA年级	膝盖
关节镜+ BMMC	02:06	57 (37 - 86)	62.5%四世	62.5%的单边
			37.5%三世	37.5%的双边
灌洗+ BMMC	00:06	44.5 (37 - 76)	33.3%四世	33.3%的单边
			66.7%三世	66.7%的双边
BMMC	02:05	69 (54 - 80)	85.7%四世	28.6%的单边
			14.3%三世	71.4%的双边
P值		n。	n。

BMMCs内容

表2描述了在手工和商业程序中从骨髓中获得的骨髓基质细胞的平均体积(以及最大值和最小值)、给药体积和细胞(骨髓基质细胞和血小板)的绝对数量。

表2。用于关节的bmmc的特征。Sepax®(闭式)，手动(开式)

	体积 收集 (毫升)	最后一卷 管理 (毫升)	总BMMC×106 (塞尔/ uL)	总血小板×106 (塞尔/ uL)
Sepax平均	58.44 (39 - 87)	10	147.75 (73 - 310)	562.75 (260 - 1000)
手动平均	46.48 (26 - 100)	10	279.84 (29.4 - 680)	1715.8 (140 - 9000)

临床评价-生活质量- sf -36

各组SF-36比较显示术前及术后2年各项指标均无差异。然而，在对治疗组进行基础评估和手术两年后，SF-36的一些参数得到了显著改善。对于BMMC +关节镜检查，在4个参数上有显著改善:功能技能、身体限制、社交技能和情感技能。对于BMMC +灌洗组，在3个参数上有显著改善:功能技能、社交技能和疼痛。对于BMMC组，在5个参数上得到了显著改善:功能技能、身体限制、疼痛、活力和情感技能，如表3所示。

表3。患者生活质量按不同组别划分

比较8例使用Sepax的患者SF-36的结果^®13例采用人工分离，组间差异无统计学意义(p=0.854)。

患者被问及他们对结果的感受，以及他们将来是否会重复治疗。3名患者报告说，他们在治疗后没有改善，也不愿复发。bmmc组患者年龄分别为78岁和80岁，bmmc +关节镜组患者年龄为86岁。这3例患者的Kellgreen-Lawrence评分为4级OA。然而，其他三名75岁以上的患者效果良好。其中18人对治疗感到满意，并愿意考虑重复治疗。

MRI和x线分析显示，所有患者的检查均有变化。所有患者均分为3级(8例)和4级(13例)。中风、骨赘、三间质关节间隙缩小、股骨、髌骨和/或胫骨软骨下骨信号增多及游离体等均为常见症状。6个月后再次进行MRI检查。骨赘、三棱关节间隙缩小或游离体无变化。15例患者卒中减少，6例患者卒中不变。10例患者髌骨和股骨软骨尺寸改善。最常见的发现是软骨下骨的标准改善。3例患者报告治疗后无改善，T2时仍维持软骨下骨改变，如局灶性信号转换骨软骨骨折增加和软骨下水肿。报告改善的18例患者在T2中无软骨下骨增加的迹象。

没有不良反应，如局部感染或关节内给药的bmc抱怨。无患者行全膝关节置换术。

讨论

骨性关节炎是成年人最常见的关节疾病，也是致残的主要原因;由于膝关节骨性关节炎的年度费用巨大，在发病率和费用方面，这仍然是一个严重的健康负担。年龄是OA的主要危险因素，与年龄相关的变化也有助于引发OA疾病的病理生理变化。此外，具有其他特定骨性关节炎风险因素的个体，包括肥胖、关节机械负荷改变、关节损伤和炎症，以及遗传成分，可能会经历与衰老相关的加速变化[11,12]。虽然软骨破坏是骨性关节炎的标志，胶原蛋白侵蚀是决定骨性关节炎不可逆转进展的关键事件，但现在已经确定，骨性关节炎不仅是一种软骨内稳态障碍，而且是一种涉及所有关节组织的全关节疾病，包括软骨下骨、半月板和滑膜[13,14]。尽管最近取得了进展，但导致骨性关节炎患者软骨破坏的机制仍未明确，也没有成功的治疗干预。

滑膜炎可引起疼痛、软骨退化和随后的侵蚀形成膜膜。越来越多的人认识到，滑膜炎也观察到早期和晚期的OA。事实上，滑膜炎可以预测OA[15]患者胫股软骨损伤的结构严重程度和进展。OA滑膜炎的组织学特征包括滑膜内膜增生、巨噬细胞和淋巴细胞浸润、血管新生和纤维化[14]。在OA[16]中，软骨下炎症也可能促进骨转换和关节损伤的增加。机械因素和特异性免疫是膝关节骨性关节炎进展的关键，常见机制可能导致关节损伤和疼痛。巨噬细胞浸润是滑膜炎的一个特征性特征，并与OA[14]放射学关节损伤相关。

骨性关节炎中软骨下骨转换增加，骨形成和再吸收生物标志物[17]以及影像学技术，包括放射摄影[18]、计算机断层扫描、磁共振成像[19]、双x射线吸收仪和闪烁成像[20]证明了这一点。另一个有趣的发现是水肿的软骨下斑的大小减小，MRI证实并参考Emadedinet al。这些影响可能是由于MSC的抗炎作用，如之前的研究[21]所述。在我们的研究中，我们发现MRI图像表明症状的改善与软骨下骨的改善有关，无论软骨是否恢复。

最近的研究表明，软骨下骨完整性在包括骨关节炎在内的各种骨科疾病中越来越重要。在骨关节炎患者的T2 MRI序列中发现的骨髓病变在组织学上与骨不连性坏死骨折和高破骨细胞活性相似，正成为疾病进展的重要生物标志物[21,22]。

间充质干细胞是一种很有前途的软骨再生疗法。间充质干细胞的确切作用机制尚不完全清楚，但已经提出了各种方法。通过旁分泌活性，间充质干细胞表现出分泌或“营养”功能，具有抗炎、免疫调节、促血管生成、抗凋亡、抗纤维化和伤口愈合的特性，具有增殖作用[23]。间充质干细胞已被证明可以诱导常驻细胞和非常驻细胞向功能组织分化，催化退行性组织的恢复。有人认为，血管周围细胞或周细胞粘附在血管上，是我们身体间充质干细胞最大的储存库之一。创伤后，血管周围空间内的可溶性因子导致微血管中周细胞的释放。周细胞被描述为“药用信号细胞”，一旦释放，它们可以被激活为间充质干细胞，表现出它们的归巢、营养和免疫调节作用[24]。

夏等．在meta分析中探讨间充质干细胞(MSCs)注射治疗膝关节骨性关节炎的疗效。其中包括对膝关节骨性关节炎患者的随机对照和对照临床试验，比较接受MSCs注射和未接受MSCs注射的患者的疼痛和功能结果。七项随机对照和对照临床试验，共研究了314名诊断为膝关节骨性关节炎的参与者。但来自两项高质量试验(94例患者)的结果显示MSCs注射对疼痛有积极作用。MSCs注射对疼痛和功能影响的研究间存在异质性，原因在于随访时间、结局指标、对照组、MSCs来源和剂量的差异。支持这些影响估计的证据质量被评为低。结论:骨髓间充质干细胞注射可有效减轻膝关节骨性关节炎[25]患者的疼痛，改善患者的身体功能。

关于BMMC，使用离心机的Sepax®系统和开放系统之间没有区别，但系统中开放细胞的数量增加了。然而，这两个系统都有适当数量的单元格。系统之间的选择应考虑安全性和成本。

SF-36研究显示，与基线和治疗两年后相比，SF-36的各项参数均有显著改善，特别是与仅使用细胞(BMMC组)相比。BMMC组在应用两年后5项参数均有明显改善，显示细胞保养良好。此外，由于治疗之间没有观察到差异，并且应用细胞而没有其他类型的程序促进了患者的很大改善，通过SF-36问卷验证，表明膝关节骨性关节炎患者不需要其他类型的干预。在OA患者中，只有细胞能够促进有希望和有趣的结果，与关节镜检查或关节灌洗一起应用时，没有明显的改善。本研究的局限性包括患者数量少和质量生活问卷的评估，没有功能性问卷来评估OA对患者生活的影响。

结论

本研究表明，通过质量生活问卷测量，仅在使用bmmc时OA有显著改善，联合关节镜或关节灌洗无改善。这样，使用BMMC´s被广泛接受，对SF-36的参数产生了影响。所有患者均未行全膝关节置换术。有更多患者的研究对评估BMMC应用的安全性和有效性具有重要价值。

参考文献

1. Sampson S, Bemden AB, Aufiero D(2015)干细胞治疗软骨和骨骼疾病?骨关节炎、缺血性坏死和骨不连骨折。PM和R7: 26 - 32。［Crossref］
2. Carr AJ, Robertsson O, Graves S, Price AJ, Arden NK，等(2012)膝关节置换术。《柳叶刀》379: 1331 - 1340。(Crossref)
3. Bijlsma JW, Berenbaum F, Lafeber FP(2011)骨关节炎:与临床实践相关的更新。《柳叶刀》377: 2115 - 2126。(Crossref)
4. Mcalindon TE, Bannuru RR, Sullivan MC, Arden NK, Berenbaum F，等(2014)膝关节骨性关节炎的OARSI非手术治疗指南。Osteoarthr Cartil22日:363 - 88。
5. Noyes FR, Barber-westin SD(2013) 50岁以下患者的晚期髌股软骨病变?有理想的手术选择吗?Arthrosc关节相关外科29日:1423 - 1436。
6. Crane DM, Oliver KS, Bayes MC((2016)骨科和膝骨关节炎:最近的文献综述，治疗算法和病理生理学讨论。Phys Med康复诊所27日:985 - 1002。
7. 宋峰，唐娟，耿荣，胡红，朱超，等。(2014)骨髓单个核细胞与骨间充质干细胞治疗绵羊骨关节炎的疗效比较。Int J临床经验病理7: 1415 - 1426。(Crossref)
8. 魏宝文，石思忠，郭新戴文，李秀杰列兹(2010)核心减压加含单个核细胞浓缩自体骨髓植入治疗非外伤性股骨头坏死。弓形创伤外科130: 859 - 865。［Crossref］
9. Guimarães MV, Alexandra P, Rios M, Ruiz MA, Noronha CP，等。(2018)髌股骨关节炎?自体骨髓单个核细胞治疗和关节镜手术:一项前瞻性研究干细胞与再生医学2: 2 - 7日。
10. Kaplan JM, Youd ME, Lodie TA(2011)间充质干细胞的免疫调节活性。Curr干细胞Res Ther6: 297 - 316。(Crossref)
11. Sandell LJ(2012)骨关节炎的病因学?遗传学和滑膜关节发育。Nat Publ Gr8: 77 - 89。
12. 罗志刚，李志刚，李志刚(2012)骨质疏松对关节软骨稳态的影响。骨51: 241 - 248。
13. Heinegård D, Saxne T(2010)软骨基质在骨关节炎中的作用。Nat Publ Gr7: 50-56。
14. 滑膜炎在骨关节炎发病机制中的作用?骨51: 249 - 257。
15. Ayral XMD, D EHPP, Woodworth TGMD, Mackillop NMD, Dougados MMD(2005)滑膜炎?内侧胫股膝骨性关节炎结构进展的潜在预测因素一项为期1年的纵向关节镜研究422例患者的结果。骨关节炎软骨13: 361 - 367。［Crossref］
16. Walsh DA, Mcwilliams DF, Turley MJ, Dixon MR, Mapp PI，等(2010)类风湿性关节炎和骨关节炎骨软骨连接处血管生成和神经生长因子。风湿病学49: 1852 - 1861。［Crossref］
17. 卢晓东，张晓东，张晓东，等(2012)骨性关节炎的生物学标志物。骨51: 265 - 277。
18. Woloszynski T, Podsiadlo P, Stachowiak GW, Kurzynski M, Lohmander LS，等(2012)利用胫骨小梁骨质地预测膝关节骨性关节炎的影像学进展。关节炎感冒64: 688 - 695。(Crossref)
19. Hunter DJ, Harvey W, Gross KD, Felson D, Mccree P，等。(2011)髌股支具治疗髌股骨关节炎的随机试验。骨关节炎软骨19日:792 - 800。［Crossref］
20. 罗曼-布拉斯JA, Castañeda S, Largo R, Lems WF, Herrero-beaumont G(2014)骨性关节炎表型可能从骨作用剂中获得主要益处。风湿性关节炎43: 421 - 428。
21. 马丽娟，李志刚，李志刚，等。(2012)自体间充质干细胞在膝关节骨性关节炎治疗中的应用。Arch伊朗医院15: 422 - 428。(Crossref)
22. Kraus VB, Feng S, Wang S, White S, Ainslie M，等。(2013)软骨下骨小梁完整性与放射学和磁共振成像同时预测和改变膝关节骨关节炎的进展。关节炎感冒65: 1812 - 1821。［Crossref］
23. 古普塔PK, Das AK, Chullikana A, Majumdar AS(2012)骨关节炎软骨修复的间充质干细胞。干细胞研究3: 25。(Crossref)
24. Caplan AI(2015)成人间充质干细胞?时间，地点和方式。干细胞．628767年(Crossref］
25. 夏萍，王霞，林青，李霞(2015)间充质干细胞注射治疗膝骨关节炎的疗效:系统综述和荟萃分析。Int .39: 2363 - 2372。(Crossref)
26. 赵超，李永根，申焕华，金华，柴金伟，等。(2014)关节内注射间充质干细胞治疗膝骨性关节炎:概念验证临床试验。干细胞32: 1254 - 1266。［Crossref］