自体脂肪及滑膜间充质干细胞联合治疗膝骨关节炎的临床效果

2020-08-31 11:32:23 中国当代医药 2020年20期

刘训志 何华宾 项卫卫 何澄

[摘要]目的 探讨自体脂肪及滑膜间充质干细胞联合治疗膝骨关节炎的临床效果。方法 选取我院2018年1~11月收治的30例膝骨关节炎患者作为研究对象,依据治疗方式不同分为脂肪来源间充质干细胞(ADMSCs)组(10例)、滑膜来源间充质干细胞(SDMSCs)组(10例)及联合组(10例),ADMSCs组采用自体ADMSCs进行关节腔注射,SDMSCs组采用自体SDMSCs进行关节腔注射,联合组采用上述两种间充质干细胞联合的治疗方式。比较三组治疗前后的视觉模拟疼痛量表(VAS)评分、膝关节评分、骨关节炎指数(WOMAC)评分、治疗效果以及治疗后并发症发生情况。结果 治疗前三组VAS评分及膝关节评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后三组VAS评分均低于治疗前,膝关节评分均高于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后联合组VAS评分均低于ADMSCs组及SDMSCs组,而膝关节评分则高于ADMSCs组及SDMSCs组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后ADMSCs组及SDMSCs组VAS及膝关节评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。三组注射前的WOMAC评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);三组注射后6、12个月的WOMAC评分低于注射前,差异均有统计学意义(P<0.05);联合组注射后6、12个月的WOMAC评分低于ADMSCs组及SDMSCs组,差异有统计学意义(P<0.05),而治疗后ADMSCs组及SDMSCs组WOMAC评分组间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。联合组患者并发症总发生率均低于ADMSCs组及SDMSCs组,差异有统计学意义(P<0.05),ADMSCs組与SDMSCs组的并发症总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。联合组优良率高于ADMSCs组及SDMSCs组,差异均有统计学意义(P<0.05),ADMSCs组与SDMSCs组优良率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 采用自体ADMSCs联合SDMSCs治疗,能够促使膝骨关节炎患者膝关节功能改善,缓解疼痛,提高疗效。

[关键词]人脂肪;滑膜;充质干细胞;膝骨关节炎

[中图分类号] R683.42          [文献标识码] A          [文章编号] 1674-4721(2020)7(b)-0080-04

Clinical effect of combined treatment of autologous fat and synovial mesenchymal stem cells on knee osteoarthritis

LIU Xun-zhi   HE Hua-bin   XIANG Wei-wei   HE Cheng

Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Gannan Medical University, Jiangxi Province, Ganzhou   341000, China

[Abstract] Objective To investigate the clinical effect of human adipose tissue and synovial mesenchymal stem cells in the treatment of knee osteoarthritis. Methods A total of 30 patients admitted in our hospital from January to November in 2018 were selected as the research objects. They were divided into adipose-derived mesenchymal stem cells (ADMSCs) group (10 cases), synovial-derived mesenchymal stem cells (SDMSCs) group (10 cases), and combined treatment group (10 cases) according to different treatment methods. Adipose-derived mesenchymal stem cells were injected into the articular cavity. The SDMSCs group was injected with autologous synovial mesenchymal stem cells. The combination group used the above two types of mesenchymal stem cells combined therapy. The visual pain scale (VAS) score, knee joint score, osteoarthritis index (WOMAC) score, treatment effect, and postoperative complications were compared between the three groups of patients. Results There were no significant differences in the VAS scores and knee scores of the three groups before treatment (P>0.05); the VAS scores of the three groups after treatment were lower than before treatment, and the knee scores were higher than before treatment, the differences were statistically significant (P<0.05); after treatment, the VAS score of the combined group was lower than that of the ADMSCs group and SDMSCs group, and the knee score was higher than that of the ADMSCs group and SDMSCs group, the differences were statistically significant (P<0.05); after treatment, there were no significant differences in the scores of VAS and knee joints in ADMSCs group and SDMSCs group (P>0.05). There were no statistically significant differences in the WOMAC score before injection among the three groups (P>0.05); the WOMAC scores at 6 and 12 months after injection in the three groups were lower than before injection, and the differences were statistically significant (P<0.05); the combination 6 and 12 months after injection, the WOMAC scores were lower than that in the ADMSCs group and SDMSCs group, the differences were statistically significant (P<0.05) , but there was no significant difference in the WOMAC scores between the ADMSCs group and the SDMSCs group after treatment (P>0.05). The total incidence of complications in the combined group was lower than that in the ADMSCs group and the SDMSCs group, and the differences were statistically significant (P<0.05). Compared with the total incidence of complications in the ADMSCs group and the SDMSCs group, the difference was not statistically significant (P>0.05). The rate of excellence in the combined group was lower than that in the ADMSCs group and the SDMSCs group, and the differences were statistically significant (P<0.05). Compared with the rate of excellence in the ADMSCs group and the SDMSCs group, the difference was not statistically significant (P>0.05). Conclusion The use of autologous ADMSCs combined with SDMSCs can promote the improvement of knee function, relieve pain and improve the efficacy of knee osteoarthritis patients.

[Key words] Human fat; Synovial membrane; Stem cells; Knee osteoarthritis

膝骨关节炎是骨科临床较为常见的多发病,是关节软骨出现退行性病变的一类疾病,主要由致炎因素引起的关节透明软骨合成及分解代谢平衡破坏而导致透明软骨不断下降,最终发生骨性关节炎,对患者的日常生活以及身体健康产生严重影响[1-2]。目前主要采用微骨折手术以及自体软骨移植等方法进行治疗,但疗效并不理想,近年来,由于脂肪来源间充质干细胞(ADMSCs)的扩增能力相对较强且来源较为丰富,能够通过多项诱导而逐渐分化为相关组织,因此逐渐成为临床研究的热点内容,此外,滑膜来源间充质干细胞(SDMSCs)的基因表达谱与软骨细胞类似,因此具有相对较强的修复及软骨组织再生的能力,但在临床治疗中关于ADMSCs及SDMSCs联合使用的报道相对较少[3-4]。本研究擬探讨ADMSCs及SDMSCs联合治疗对膝骨关节炎患者的效果,现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料

经我院医学伦理委员会批准,选取我院2018年1~11月收治的30例膝骨关节炎患者作为研究对象。依据治疗方式的不同分为ADMSCs组(10例)、SDMSCs组(10例)及联合组(10例)。ADMSCs组男6例,女4例,年龄50~61岁,平均(54.1±0.7)岁。SDMSCs组男7例,女3例,年龄52~64岁,平均(54.4±0.6)岁。联合组男8例,女2例,年龄54~65岁,平均(54.2±0.8)岁。三组一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。纳入标准:①经影像学及临床诊断确诊为单腿或双腿膝骨关节炎[5];②体重指数<30 kg/m2。排除标准:①心肝肾等重要器官严重功能障碍;②存在恶性肿瘤疾病;③合并梅毒或者获得性免疫缺陷综合征;④近期接受过激素治疗。

1.2方法

1.2.1 ADMSCs的分离培养  膝关节镜手术时取约50 ml髌下脂肪垫的脂肪组织,采用1%的青链霉素(中诺药业有限公司,批号:20160315)组织液进行反复冲洗,约10次,无菌手术剪刀去除非脂肪组织,将脂肪组织进行反复切割直至成为糊状,放于15 ml的0.2%胶原酶离心管中,37℃摇床孵育1 h,然后加入0.1%的胰蛋白酶(上海第一生化药业有限公司,批号:20180223),继续孵育30 min。滤网过滤,放于50 ml的离心管中离心5 min,去除上清液,磷酸盐缓冲液(PBS)重悬后继续离心5 min,去除上清液,随后加入10%的胎牛血清培养液,重悬后放于6孔板中,37℃培养。细胞汇合率约70%时进行消化并传代,采用第2代培养的ADMSCs细胞团进行关节腔内注射。

1.2.2 SDMSCs的分离培养  关节镜手术的过程中,采用髓核钳在膝关节髌上囊取出约10 g的滑膜组织,置于4℃的生理盐水中浸泡。之后在无菌操作台进行3次PBS冲洗,去除多余的结缔组织及脂肪组织,分离平滑光亮的滑膜组织,之后的操作与分离ADMSCs方法相同,最终经酶解分离获得SDMSCs。

1.2.3治疗方法  ADMSCs组关节腔注射自体ADMSCs,SDMSCs组关节腔注射自体SDMSCs,联合组关节腔同时注射自体ADMSCs和SDMSCs。三组的治疗时间均为3个月,一共注射3次,每次间隔1个月。

1.3观察指标

评估并比较两组治疗前、治疗6个月后的视觉模拟疼痛量表(VAS)评分及膝关节Lequesne指数评分,治疗前及治疗后3、6、12个月采用骨关节炎指数(WOMAC)从疼痛、僵硬及日常活动的困难程度等进行评估,治疗6个月后评估疗效。VAS评分0~10分,分值越高表示疼痛越严重[5]。膝关节Lequesne指数0~100分,分值越高表示膝关节功能恢复情况越好[6]。WOMAC 0~96分,分值越高表明预后情况越差[7]。疗效:治疗后膝关节未存在疼痛感且未有关节积液为优;关节肿痛及关节积液的情况得到改善,但仍存在为良;以上临床症状均无变化,部分患者甚至出现病情加重的情况为差[8],优良率=(优+良)例数/总例数×100%。观察并记录各组治疗后并发症的发生情况,主要包含血栓栓塞、肺部感染及下肢肿胀等。

1.4统计学方法

采用SPSS 18.0统计学软件进行数据分析,计量资料用均数±标准差(x±s)表示,两组间比较采用t检验;多组间比较采用单因素方差分析;计数资料用率表示,组间比较采用Fisher确切概率法,以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1三组VAS及膝关节评分的比较

治疗前三组VAS评分及膝关节评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后三组VAS评分均低于治疗前,膝关节评分均高于治疗前,差异均有统计学意义(P<0.05);治疗后联合组VAS评分均低于ADMSCs组及SDMSCs组,而膝关节评分则高于ADMSCs组及SDMSCs组,差异均有统计学意义(P<0.05);治疗后ADMSCs组及SDMSCs组VAS及膝关节评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05)(表1)。

与联合组治疗后比较,aP<0.05;与本组治疗前比较,bP<0.05

2.2三组WOMAC评分的比较

三组注射前的WOMAC评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);三组注射后6、12个月的WOMAC评分低于注射前,差异均有统计学意义(P<0.05);联合组注射后6、12个月的WOMAC评分低于ADMSCs组及SDMSCs组,差异具有统计学意义(P<0.05),而治疗后ADMSCs组及SDMSCs组WOMAC评分组间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)(表2)。

2.3三组疗效的比较

联合组优良率高于ADMSCs组及SDMSCs组,差异均有统计学意义(P<0.05),ADMSCs组与SDMSCs组优良率比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表3)。

与联合组比较,aP<0.05

2.4三组并发症发生情况的比较

联合组并发症总发生率低于ADMSCs组及SDMSCs组,差异均有统计学意义(P<0.05),ADMSCs组与SDMSCs组的并发症总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表4)。

与联合组比较,aP<0.05

3讨论

关节软骨损伤是临床治疗中较难治愈的疾病类型的一种,并且随着患者年龄的增加其软骨细胞密度显著降低,最终导致无法参与治疗[9]。目前,对膝骨关节炎治疗的主要方案为异体及自体移植等,虽然能够促使患者的临床症状得到一定改善,但同时也存在一定的缺陷。如手术中会造成一定的创伤,致使术后恢复相对较慢。而间充质干细胞主要在机体的骨膜、滑膜、脂肪及骨髓等组织中存在,在对机体损伤组织进行修复的过程中,间充质干细胞是较为合适的种子细胞,当满足一定条件时,间充质干细胞能够有效地分化为肌肉、脂肪及软骨等的组织[10-11]。在有关研究中,曾将2%的高分子量透明质酸添加至体外进行培养,能够将间充质干细胞培养为软骨细胞,通过进行自体移植至膝关节处出现软骨损伤的部位,促使其产生透明的软骨组织[12]。

本研究中,联合组治疗后VAS评分均低于ADMSCs组及SDMSCs组,而膝关节评分则高于ADMSCs组及SDMSCs组,差异有统计学意义(P<0.05),治疗后三组VAS评分均低于本组治疗前,而膝关节评分均高于本组治疗后,差异有统计学意义(P<0.05)。提示ADMSCs联合SDMSCs对能够促使膝骨关节炎患者的膝关节功能得到显著改善,有效缓解疼痛情况,利于预后。关节软骨与滑膜均由同一前体细胞发育而来,滑膜来源的间充质干细胞其成骨活性相对稳定,有助于促进膝关节功能的显著改善[13-14]。经过对三组治疗前后不同时间点的WOMAC评分比较,联合组注射后6个月及12个月的WOMAC评分均低于ADMSCs组及SDMSCs组,差异有统计学意义(P<0.05),三组注射后6个月及12个月的WOMAC评分均低于注射前,差异有统计学意义(P<0.05)。提示采用自体ADMSCs联合SDMSCs治疗的方式,能够促使膝盖骨关节炎患者的疼痛、僵硬及日常活动情况得到显著改善,该疗法抗炎及免疫调节的功能相对较好,有助于细胞及多种因子之间的相互作用,进而激活内源性祖细胞,同时能够调节机体局部的微环境,进而缓解躯体的疼痛情况。

经过对各组治疗效果及并发症情况的比较,联合组优良率高于ADMSCs组及SDMSCs组,差异有统计学意义(P<0.05);联合组并发症总发生率均低于ADMSCs组及SDMSCs组,差异有统计学意义(P<0.05)。提示自体ADMSCs联合SDMSCs治疗能够提升促使膝盖骨关节炎患者的疗效,且较少并发症发生情况,利于患者病情恢复及生活质量水平的改善。采用间充质干细胞移植治疗无论是对早期还是晚期膝骨关节炎患者,均能够显著改善其临床症状,因此逐渐成为膝骨关节炎患者治疗的新型且有效方案。根据相关研究显示,采用自体ADMSCs联合SDMSCs的方案,有助于促使患者软骨形成,并且有望成为骨组织工程中较为理想的种子细胞来源,在人体软骨组织再生及修复的过程中发挥着至关重要的作用[15]。采用间充质干细胞移植治疗,不仅能够逃避免疫系统的检测与消除,同时还可以通过免疫细胞调节,促进其抗炎功能以及免疫机制的有效实现,进而促使临床症状得到显著改善。

综上所述,采用自体ADMSCs联合SDMSCs的治疗,能够促使膝骨关节炎患者的膝关节功能得到显著改善,缓解疼痛,利于临床应用及推广。

[参考文献]

[1]田进翔,刘宏建,辛超飞,等.脂肪干细胞联合筋膜干细胞修复大鼠骨性关节炎[J].中华实验外科杂志,2018,35(9):1734-1736.

[2]魏禺,唐小军,耿林玉,等.人脐带间充质干细胞与类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞共培养上调可溶性血管内皮生长因子受体1表达[J].中华风湿病学杂志,2018,22(10):691-694.

[3]孔一,苏欣,郑小燕,等.载脂蛋白A5对人脂肪间充质干细胞成脂分化的影响及其机制的实验研究[J].中华心血管病杂志,2018,46(8):640-646.

[4]侯立刚,张雁儒.骨骼肌来源和骨骼肌筋膜来源的间充质干细胞成软骨差异的研究[J].中华实验外科杂志,2017, 34(5):833-835.

[5]王芳,罗旭平,张佳颖,等.视觉模拟评分量表在流感患者问诊中的应用[J].中国全科医学,2019,11(20):2472-2475.

[6]马影蕊,张玉倩.烫熨疗法改善膝骨关节炎Lequesne指数的临床研究[J].光明中医,2019,34(07):58-60.

[7]严攀,刘波,阴俊,等.西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数用于膝退行性骨关节炎患者评定的反应度研究[J].中国康复医学杂志,2016,31(2):97-98.

[8]刘明.温针灸疗法治疗膝关节骨性关节炎的应用效果评估[J].临床医药文献电子杂志,2017,4(63):12 331-12 332.

[9]張冰,王洋,王建民.膝关节骨性关节炎的诊断与治疗进展[J].甘肃医药, 2018,11(3):204-208.

[10]张圣扬,吕帅洁,丁权威,等.自体脂肪干细胞关节腔内注射治疗膝关节骨关节炎的随机对照研究[J].中华骨科杂志,2018,38(23):1426-1434.

[11]仪臻,杨长春,肖辉,等.转录因子E2F1对脂肪间充质干细胞增殖及成脂分化的调控作用[J].中华实验外科杂志,2019,36(2):235-237.

[12]牟珊,黎媛,肖芃,等.脂肪间充质干细胞微泡提高脂肪移植体积保留率的实验研究[J].中华整形外科杂志,2019, 35(8):789-795.

[13]张达秀,贺双丽,王倩,等.青年和老年小鼠棕色脂肪来源间充质干细胞生物学特性比较[J].生物技术通报,2019, 11(2):137-142.

[14]沈龙祥,耿弼江,周栓虎,等.从腰椎弓板和棘突分离培养人骨髓间充质干细胞的研究[J].中华实验外科杂志,2019,36(5):919-922.

[15]王玥,邵博,龚忠诚,等.水溶性石墨烯转染滑膜间充质干细胞的研究[J].口腔医学研究,2017,33(4):349-352.

(收稿日期:2020-02-24)