干细胞疗法治疗慢性疼痛疾病的进展、使用和不良反应的回顾

干细胞疗法是一种新的治疗常见慢性疼痛疾病的方法。间充质干细胞 (MSCs) 既可以替代丢失和损伤的细胞，同时可作为各种营养因子的运载工具。MSCs可从人类胚胎或成人组织中衍生，也可从成熟细胞中创造，与骨髓、骨骼肌和脐带血等来源相比，脂肪组织可以作为MSCs的大型资源库。近年来，各生物医学研究领域都对干细胞治疗有极大兴趣。血液疾病、烧伤、骨髓移植、角膜移植都是使用干细胞治疗的例子。干细胞可以提供治疗疼痛的方法，如治疗骨和软骨缺陷、骨关节炎、肌腱和韧带损伤，甚至是神经损伤，虽然现在下结论还为时过早，但可能该疗法不仅能控制症状，还能治疗原发病。此外，人类和动物的研究都已确定自体MSCs的安全性。

近年来，有大量的研究工作和资金用于研究MSCs治疗疼痛疾病。但目前，尚无系统的、有临床针对性研究证实干细胞疗法的优势。我们希望对目前的研究和临床试验进行重点研究，以评估干细胞疗法治疗慢性疼痛的安全性、有效性和适用性。

以下介绍干细胞疗法的临床研究用于治疗几种常见的慢性疼痛病。

1.盘源性腰痛

慢性疼痛影响着全球15亿人，其中有23%～26%人患有轻度腰背痛。

髓核中含有的MSCs与从骨髓获得的MSCs相似；将MSCs与髓核细胞共培养可促进髓核细胞增殖以及MSC向软骨细胞系分化。移植的MSCs可诱导细胞外基质蛋白质和蛋白多糖的产生。Risbud等人报道，在特定的微环境条件下，骨髓间充质干细胞 (BM-MSC) 能分化为髓核样细胞，低氧和TGF-β同时激活髓核细胞内的基因盒，编码细胞外基质和细胞表面受体，触发βERK和p 38信号通路，最终促进MSC的分化。

Pang等人将脐带间充质干细胞 (UC-MSC) 注射至2名椎间盘造影术后病人椎间盘内，24个月内病人腰痛和功能均有较大改善。Orozco等人注射自体BMSCs至10例腰椎间盘退变继发腰痛病人的纤维环内，病人腰椎疼痛、坐骨神经疼痛、残疾分数均有改善。Yoshikawa等人在接受经皮腰椎MSCs移植的2例病人的2年随访中，疼痛评分降低、信号强度增加。Mochida等人在9名脊柱融合术后腰椎间盘退变病人中，使用了共培养MSCs和自体髓核细胞移植，1周至3年随访中各病人功能评分、腰痛程度均有改善。Pettine等人将26例病人随机分为2组：一组MSC注射在单个腰椎间盘，另一组MSC注射在两相邻椎间盘，1年内，两组疼痛评分分别从78.5和79.4降至31.41和33.0（均为100满分），两组残疾评分均下降。Meisel等人进行的一例大型多中心随机对照研究中，注射自体椎间盘软骨细胞至单个椎间盘切除术后12周病人的椎间盘环面，2年研究发现，相比于仅手术病人，接受细胞移植的病人疼痛和功能障碍改善更明显。这项研究的一些问题是需要注意的，从技术层面上来说，这些细胞是从髓核碎片中分离的，因此存在生存活力的问题，其次，研究所要求的治疗流程可能并不适用于所有的研究中心，非盲试验可能有安慰剂效应。

并非所有的研究都证实其有效性。Haufe和Mork研究了10例内镜下椎间盘切除术失败病人，在椎间盘内注射造血前体细胞，同时接受高压氧治疗来提高椎间盘血液灌注，所有病人疼痛均无明显改善。

总的来说，虽然椎间盘退变的一些干细胞疗法研究在不考虑并发症情况下取得了较好疗效，但许多研究是非随机、非盲、非对照试验，不能确定治疗获益是否来自安慰剂效应，大部分研究为小样本，我们需要更多病人以更准确地验证是骨髓还是造血干细胞在治疗中发挥作用。最后，干细胞治疗是作为一个独立的微创手术还是仅作为一个辅助治疗仍是不确定的。

2.神经病理性疼痛

不同于盘源性腰痛，神经病理性疼痛有多种临床类型，包括三叉神经痛、糖尿病性神经病变等。

BM-MSC具有免疫调节作用，在治疗时可能有助于减少神经炎症反应和免疫介导的损伤。从理论上讲，MSCs早期移植可能通过多种机制改善和恢复功能，包括调节炎症因子的产生、抑制神经胶质增生、通过血管生成作用促进脊髓的血运重建和刺激生物活性分子及生长因子的产生。

Youse fifard等人将一百万个BM-MSC或UCMSC注入SCI大鼠模型的脊髓，两组均减轻了神经病理性疼痛的症状，且在整体运动恢复、诱发痛及痛觉过敏的缓解方面无明显差异，这些细胞可在组织中存活至少8周，并防止因SCI模型造成的空洞。有研究者用脂肪来源的MSCs注射至受影响的三叉神经，这8例药物治疗失败的面部神经性疼痛病人的平均疼痛评分均有下降，且无严重并发症；Venturi等人用自体脂肪组织衍生的干细胞治疗常规药物治疗无效的阴部神经痛，大部分病人疼痛评分显著下降，总体功能有所改善，无不良事件报告。

尽管这些研究取得了很好的结果，但他们都是小样本、非随机、非对照研究，而且虽然前一项研究试图分离MSCs，但后者涉及直接注入含有异质细胞的脂肪组织提取物，这使得特定细胞和镇痛反应之间的联系非常困难。然而，由于治疗神经病理性疼痛十分困难，现有治疗都存在局限性，对于传统治疗反应不佳的病人，干细胞治疗仍是可尝试的。

3.骨关节炎

关节退行性疾病是干细胞疗法研究最多的慢性疼痛疾病。从骨组织或脂肪组织中提取的MSCs是在病人中用于再生和修复关节的主要细胞类型。

骨性关节炎 (OA) 模型表明，MSCs能够有效地定位和植入到需要的位置，在局部环境下，MSCs分化成软骨细胞，产生软骨基质修复受损的关节软骨。此外，治疗性MSCs通过直接分泌生物活性物质以及影响内源性细胞因子产生，调节局部炎性条件，从而提供更适宜的再生环境。Kuroda等人用兔前交叉韧带切断 (ACLT)模型证明，关节腔内注射脂肪干细胞 (ADSCs) 通过分泌液体产生软骨保护作用从而抑制软骨变性的进展。目前理论表明，ADSCs直接向病变组织再生，并促进生物活性因子分泌；研究结果表明，ADSCs的旁分泌作用调节软骨细胞的存活，注射ADSCs进入关节内软组织，可抑制软骨退变的进展。TNFα抑制软骨细胞死亡，当软骨细胞与ADSCs共培养时，TNFα活性也被抑制。此外，关节软骨细胞产生MMP-13，MMP-13破坏OA病人的软骨，在体内和体外治疗注射ADSCs时，MMP-13减少，意味着ADSCs通过抑制MMP-13表达保护退变的关节软骨。

Wakitani等人给胫骨高位截骨术后病人植入MSC的胶原蛋白凝胶或无细胞凝胶，评估病人疼痛、运动范围、肌力等功能，实验组和对照组整体改善所需时间分别为14.3个月和17.5个月，两组疼痛均有缓解，但临床评价差异无统计学意义。Centeno等人研究了1名接受了关节腔内注射自体BMSCs的病人，其软骨生长、运动范围增加、NRS评分下降，其后作者又进行了一项涉及339例不同骨科诊断的病人治疗的安全性研究，结果大部分病人有较明显的疼痛缓解，尤其是膝关节OA病人。Davatchi等人研究了4名接受自体骨髓MSCs关节腔注射病人，6月内疼痛评分均有明显下降。Emadedin等人研究了6例接受自体共培养骨髓MSCs注射的膝关节OA病人，6月内疼痛评分均有改善，因此他们再次注射了MSCs至膝关节、髋关节、踝关节疼痛病人的关节腔内，结果病人6月内均有改善，但1～2年后疼痛再次加重，同样，他们的骨关节炎指数 (WOMAC) 在12个月后下降到最低点，在30个月再次上升，提示该疗法的效果是有时限的。Orozco等人在12例膝关节保守治疗效果差的病人关节腔内注射MSCs，12个月后病人平均疼痛评分、WOMAC指数降低，MRI显示膝关节软骨改善，无不良事件，2年后无并发症。Jo等人将18名OA病人分成2组，1组分别接受低、中、大剂量干细胞治疗，另1组均接受高剂量的干细胞治疗，高剂量干细胞治疗的病人疼痛评分和WOMAC指数得到了最大的改善，且软骨缺损减少、关节软骨体积增加，低、中剂量组无显著改善。此外，低、高剂量组病人的膝关节评分改善最明显。Saw等人将50例膝关节镜和软骨成形术的病人分成2组，术后6个月分别在关节腔内注射透明质酸钠和外周血干细胞，24月后，两组病人IKDC指数都有改善，而实验组在再次关节镜检查和活检中软骨改善更明显。Wong等人观察了56例接受膝关节镜和内侧开放胫骨高位截骨内固定术后病人，分别注射自体MCSs+透明质酸和透明质酸，细胞治疗组IKDC评分、Lysholm 评分、Tegner评分改善更明显，MRI显示干细胞治疗促进了软骨再生。Vangsness等人在55例半月软骨切除术后病人关节内随机注射透明质酸钠或两种不同剂量的自体MSCs，2年后，干细胞治疗组疼痛和功能改善明显。Vega等人将30例慢性膝关节炎病人随机分组，注射异源性骨髓干细胞和透明质酸钠，细胞治疗组疼痛约减轻了40%，对照组的疼痛减轻了20%，功能障碍和生活质量均有改善。

4.肌肉骨骼系统疾病

软骨无血管和神经，因此关节软骨在受损伤后通常无法再生。半月板损伤是最常见的软骨损伤之一。虽然半月板缝合可以修复半月板撕裂，但最近的Meta分析表明其长期失败率很高。用MSCs再生半月板似乎是一个治疗半月板撕裂和损伤的令人振奋的方法。

自体干细胞和骨髓间充质干细胞可用于软骨移植。早期的细胞移植研究是基于移植细胞用于组织再生的目的而设计与执行。然而，最近的研究表明事实并非如此。局部或全身给药后，只有少量的干细胞与损伤组织混合，这就表明，组织的修复和再生更可能是间接的，可能依赖于MSC的旁分泌作用。

Yamasaki等人用骨髓干细胞移植治疗关节软骨损伤，病人6月后疼痛和行走均有改善，第二年随访关节镜检查发现，软骨损伤已被纤维软骨替代。动物模型中，在损伤部位注射BM-MSC可增加跟腱愈合速度。Aoyama等人研究体外培养的自体BM-MSC混合β-TCP联合带血管蒂骨移植治疗10例3期股骨头坏死（ION）病人，在为期12周的康复计划后，所有病人均疼痛减轻、身体功能增强。另有研究者用MSC治疗ION，病人疼痛和日常活动的耐受性均有临床改善，无明显的并发症。

总之，前瞻性观察和对照研究均显示治疗后病人疼痛有减轻、功能得到改善，一些研究甚至描述了后续成像的再生软骨。然而，这些研究大多是非盲、非对照的，许多人的随访时间有限（最多1～2年），临床结果比较容易评估，但由于需要关节镜甚至活检，组织学评估较为复杂；此外，还要确定骨髓或造血干细胞是如何发挥治疗作用。而且，由于安慰剂效应及其他混杂因素，在这些小群体中表现出的疗效可能不会反映在较大的人群中。

5.风险与潜在副反应

在临床上，大多数试验及研究报告中没有发现明显的不良事件，但Peeters等人完成了844个样本和关节注射的Meta分析，评价8种涉及自体MSCs的不同研究，共发现4起严重不良事件（1例骨髓穿刺相关感染，1例肺栓塞，2例在注射部位肿瘤），手术并发症22例，7例干细胞产品相关的不良事件。其他有报道的不良反应事件均较轻微并有自限性，包括疼痛、肿胀、荨麻疹、短暂的转氨酶升高、抽血点的刺痛等。自体BMSCs的使用不会导致免疫反应或疾病传播。重要的是，恶性肿瘤等的发生过程可能需要较长时间，这些不良后果可能存在于研究随访的范围之外。虽然一些研究表示没有证据表明干细胞移植在免疫缺陷动物有肿瘤的形成，仍有几篇论文认为其有癌症发展的可能。例如，Rsland等人的一项研究中，在长期（5～106周）培养的BMSCs中自发恶性转化率达45.8%，这些转化的间充质细胞不能在软琼脂法进行完全分化，注射到免疫缺陷小鼠后呈现出高增殖率和导致加速的肺损伤表型的改变。因此，长期体外扩增MSCs有自发性恶性转化的风险。

6.正在进行的干细胞疗法临床实验

目前正在进行的一些临床试验涉及脊柱退行性疾病、关节病、神经病理性疼痛和一些混合性疾病。大多数研究仍处于I期及II期临床试验，我们希望这些临床试验能给病人提供机会，特别是对那些常规治疗失败的病人。

7.讨论/结论

本文总结了利用干细胞作为一种新的疗法治疗疼痛相关疾病的有效性。虽然许多研究报告表明，干细胞治疗后各种衡量疼痛和功能障碍的指标均有改善，但这些结果大多是初步的，研究多为非对照、非盲、小样本的。此外，还有许多研究尚未取得初步结果。虽然很少有严重不良事件报道，但在随访中也发现有一些长期副作用。因此，干细胞疗法是否可临床应用仍应慎重对待。最后，虽然干细胞治疗的研究仍局限于一些高级医学中心，但越来越多的私人诊所也开始提供干细胞治疗。总之，我们仍相信慢性疼痛疾病的干细胞治疗前景广阔。