18 例半月板损伤患者,接受源自人类胚胎干细胞,免疫和基质调节细胞增强软骨再生

文摘   2025-01-12 08:56   天津  

半月板,作为连接髌骨与胫骨的软骨环,在人体运动系统中扮演着至关重要的角色。它宛如一个精巧的缓冲器,有效吸收并分散关节运动时所产生的冲击力,同时为关节提供稳固的支撑,确保关节能够顺畅、灵活地活动。

然而,半月板所处的位置较为隐蔽,这一特点使得它在遭受损伤后,自我修复面临着巨大的挑战。一旦受损,半月板的愈合过程往往缓慢且艰难,进而对关节功能产生不同程度的影响,给患者的日常生活和运动带来诸多不便。

值得欣喜的是,在医学科技飞速发展的今天,干细胞疗法作为一种崭露头角的前沿治疗手段,犹如一道曙光,为半月板损伤的修复开辟了全新的路径,带来了前所未有的希望。

干细胞促进半月板自我增殖的机制



1. 定向归巢到损伤部位


当干细胞被注入受损的半月板区域时,它们能够定向归巢到损伤部位,并黏附在损伤表面。这一过程为后续的修复工作奠定了基础。


2. 分泌生长因子和细胞因子


干细胞能够分泌多种生长因子和细胞因子,这些物质能够刺激半月板的再生过程。它们不仅促进细胞的自我增殖,还抑制软骨细胞的凋亡,从而有助于半月板的修复和再生。


3. 免疫调节作用


干细胞还具有免疫调节作用,能够减轻炎症反应,降低疼痛感,为半月板的修复创造有利环境。

2023 年 11 月,《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上发表了一项意义深远的研究成果 ——《免疫和基质调节细胞增强半月板损伤的软骨再生:I 期剂量递增试验》 。 
源自人类胚胎干细胞的免疫和基质调节细胞(IMRC),具备独特的免疫调节与细胞外基质调节能力。这种细胞不仅能够大规模生产,而且其生物学特性十分稳定。
在 2019 年 1 月至 2020 年 12 月期间,研究团队开展了一项剂量递增的 I 期临床试验(NCT03839238),共招募了 18 名患者参与此次研究。
调节细胞促进半月板修复
在移植 IMRC 之前,通过 MRI 矢状面质子密度(PD)加权成像(WI)观察,损伤的半月板呈现出线状、条状或斑块状的高信号。
而在注射 IMRC 之后,MRI 图像显示半月板密度变得均匀,边缘规则,原本半月板病变所呈现的高信号明显减轻甚至消失(如图 a - c 所示,黄色箭头所指的三角形区域),这一变化充分表明半月板得到了有效的修复。部分患者的情况更为显著,撕裂半月板的高信号几乎完全消失。
在第 48 周时,高剂量组的半月板修复率达到了 100%(6 / 6),明显高于低剂量组的 60%(3 / 5)和中剂量组的 80%(4 / 5)(见图 d )。整体来看,高剂量组的半月板再生进程较早,且修复效果的持续时间更长。
从三组患者的整体情况分析,在关节内注射 IMRC 后,半月板体积均有所改善。其中,高剂量组从基线到第 48 周,半月板体积由 4288mm³ 增加至 4728mm³(P = 0.038)(见图 e)。另外,低剂量组和中剂量组的半月板体积在第 12 周达到峰值后开始下降,而高剂量组的半月板体积在 48 周内持续上升,直至随访结束。
a – c 为不同剂量组膝关节 MRI 扫描中的半月板损伤;d 为半月板修复患者百分比;e 为注射后六个时间点的半月板体积分析
有效缓解疼痛并改善膝关节功能
在参与试验的 18 例患者中,VAS 评分(以下以平均值 ± SEM 表示)从治疗前的 3.50 ± 0.40 ,下降到注射 IMRCs 后 48 周的 1.69 ± 0.33。与基线相比,患者的 VAS 疼痛强度显著降低(第 1 周,P = 0.009;第 4 周,P = 0.010;第 8 周,P < 0.0001;第 12 周,P < 0.0001;第 48 周,P < 0.0001)(见图 f)。
同时,18 例患者的 WOMAC 评分也由治疗前的 14.94 ± 1.83 ,下降至 48 周时的 10.81 ± 5.29,这一数据变化提示患者的膝关节功能得到了较好的恢复(见图 g)。
随着时间的推移,AKS 评分(见图 h)和 Lysholm 膝关节评分(见图 i)均呈现出上升趋势,充分表明关节腔注射 IMRCs 后,膝关节功能得到了明显增强。
VAS 疼痛评分 (f)、WOMAC 评分 ( g );AKS 膝关节评分 ( h ) 和 Lysholm 膝关节量表 ( i )
安全性评估
在整个研究期间,并未出现患者临床恶化或生命体征变化的情况。由此可见,关节内注射 IMRCs 对于半月板损伤患者而言,是一种安全可靠的治疗策略。
研究结论
综合本次研究结果发现,当受到半月板损伤患者滑液的刺激时,IMRC 展现出比脐带干细胞更强的免疫调节和促再生潜力。在将 IMRC 注射到半月板损伤兔子的膝盖后,IMRC 成功增强了内源性纤维软骨再生。此外,通过对半月板修复的磁共振成像(MRI)分析以及膝关节功能评分的结果表明,5×10⁷ 个细胞是治疗半月板损伤的最佳剂量。
总体而言,关节内注射 IMRC 是一种安全且有效的治疗方法,为软骨再生创造了有利条件。

参考资料:
【1】Vangsness CT Jr, Farr J 2nd, Boyd J, Dellaero DT, Mills CR, LeRoux-Williams M. Adult human mesenchymal stem cells delivered via intra-articular injection to the knee following partial medial meniscectomy: a randomized, double-blind, controlled study. J Bone Joint Surg Am. 2014 Jan 15;96(2):90-8. doi: 10.2106/JBJS.M.00058. PMID: 24430407.
【2】Michael R. Whitehouse, Nicholas R. Howells, Michael C. Parry, Eric Austin, Wael Kafienah, Kyla Brady, Allen E. Goodship, Jonathan D. Eldridge, Ashley W. Blom, Anthony P. Hollander, Repair of Torn Avascular Meniscal Cartilage Using Undifferentiated Autologous Mesenchymal Stem Cells: From In Vitro Optimization to a First-in-Human Study, Stem Cells Translational Medicine, Volume 6, Issue 4, April 2017, Pages 1237–1248, https://doi.org/10.1002/sctm.16-0199
【3】Huang, L., Zhang, S., Wu, J. et al. Immunity-and-matrix-regulatory cells enhance cartilage regeneration for meniscus injuries: a phase I dose-escalation trial. Sig Transduct Target Ther 8, 417 (2023). https://doi.org/10.1038/s41392-023-01670-7



小编结语



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