人脐带血间充质干细胞治疗膝关节骨关节炎疗效研究

孙 月， 刘欣伟， 向杜磊,4， 赵 根,5， 李 涵,4， 金文铭,3

北部战区总医院 1.医学信息数据室；2.骨科，辽宁 沈阳 110016；3.中国医科大学北部战区总医院研究生培养基地，辽宁 沈阳 110016;4.锦州医科大学北部战区总医院研究生联合培养基地，辽宁 沈阳 110016；5.大连医科大学北部战区总医院研究生联合培养基地，辽宁 沈阳 110016

军事训练伤致膝关节功能障碍较常见的疾病为半月板损伤、软骨损伤、关节炎，如未得到及时的治疗，极易继发膝关节骨关节炎。膝关节骨关节炎的临床症状表现为关节疼痛、压痛、僵硬、关节肿胀、活动受限、关节不稳及畸形等。有研究报道，全球60岁以上人群中，男性发病率约10%，女性发病率约18%，约80%膝关节骨关节炎患者行动受限，约25%患者导致残疾[1]。近年来，人脐带血间充质干细胞(umbilical cord blood mesenchymal stem cells，UC-MSCs)被用于治疗骨关节炎，因其易于获取且较为安全而备受关注[2-4]。此外，UC-MSCs可释放生长因子和细胞因子，由于骨关节炎的病理生理学基于退化和炎症，因此，UC-MSCs不仅具有旁分泌作用，还能降低免疫反应、修复局部组织、改善关节内环境[5-8]。目前，关节内注射骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞治疗膝关节骨关节炎已取得一定的临床疗效[9-11]，但UC-MSCs治疗膝关节骨关节炎的相关研究较少。因此，本研究旨在探讨UC-MSCs治疗膝关节骨关节炎的临床疗效和安全性。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般方法 选取自2018年1月至2019年5月收治的48例膝关节骨关节炎患者为研究对象。根据随机数字表法将患者分为UC-MSCs组与安慰剂组，每组各24例。UC-MSCs组：男性20例，女性4例；年龄范围18～50岁，年龄(35±5)岁。安慰剂组：男性15例，女性9例；年龄范围19～46岁，年龄(35±5)岁。两组患者在性别、年龄等一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。纳入标准：(1)诊断为膝关节骨关节炎者；(2)无其他自身免疫性或全身性疾病；(3)同意不参加其他研究，并在参加本研究期间不接受其他骨性关节炎治疗。排除标准：(1)入组1年内有酗酒或有静脉药瘾者；(2)除骨性关节炎以外的严重全身性疾病，研究者认为可能会干扰受试者治疗或依从性，包括未被控制的具有临床意义的泌尿、循环、呼吸、神经、精神、消化、内分泌等系统疾病；(3)合并类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、系统性硬化症、多软骨炎等弥漫性结缔组织病；(4)强制性脊柱炎、与感染因素相关的关节炎、伴有关节表现的骨和软骨疾病、结节病、银屑病、痛风、结核等；(5)患有恶性肿瘤或有恶性肿瘤病史者；(6)过敏体质、曾有对血制品过敏史。本研究经医院伦理委员会审批通过，所有患者或家属均签署知情同意书。

1.2 治疗方法 UC-MSCs组患者给予膝关节腔内 2次注射2×107个UC-MSCs，每次间隔3周。安慰剂组患者给予膝关节腔内注射生理盐水2次，每次间隔3周。两组患者均在注射后6、12个月进行随访，每次就诊时，进行疗效和安全性评估。

1.3 疗效判定标准 采用WOMAC评分根据患者临床症状、关节炎及疼痛严重程度评价患者的临床疗效；Lysholm评分根据支撑、交锁、疼痛、肿胀，关节稳定性等指标评价半月板损伤的膝关节功能[12]。

1.4 观察指标 (1)安全性，记录患者不良反应发生时间、严重程度及处理措施。(2)影像学检查软骨缺损大小和深度。MRI检查中软骨缺损的深度根据改良的Noyes分级系统进行分类[13]。为在MRI检查中计算软骨缺损大小，在矢状(前后)和冠状(内外侧)图像中分析隔室中具有改良Noyes分级中3级和4级的软骨缺损最大直径。

软骨缺损面积=矢状前后直径×冠状内外侧直径

2 结果

2.1 两组患者WOMAC评分比较 治疗前，两组患者的WOMAC评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)。治疗6、12个月，UC-MSCs组患者的WOMAC评分均较治疗前明显下降，差异有统计学意义(P<0.05)；安慰剂组患者的WOMAC评分与治疗前比较，差异无统计学意义(P>0.05)。治疗6、12个月，UC-MSCs组患者的WOMAC评分均明显低于安慰剂组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组患者WOMAC评分比较评分/分)

2.2 Lysholm评分 治疗前，两组患者的Lysholm评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)。治疗6、12个月，UC-MSCs组患者的Lysholm评分均较治疗前明显提高，差异有统计学意义(P<0.05)；安慰剂组患者的Lysholm评分与治疗前比较，差异无统计学意义(P>0.05)。治疗6、12个月，UC-MSCs组患者的Lysholm评分均明显高于安慰剂组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组患者Lysholm评分比较评分/分)

2.3 两组患者MRI指标比较 治疗后12个月，UC-MSCs组患者软骨缺损面积与治疗前比较无明显进展；安慰剂组患者软骨缺损面积较治疗前增加。见图1～2。

2.4 两组患者的安全性比较 UC-MSCs组9例患者出现关节疼痛、肿胀等不良反应。安慰剂组1例患者出现关节积液。两组患者均通过服用非甾体抗炎药后恢复。无患者因发生不良事件而停止研究。

图1 UC-MSCs组患者左膝关节MRI(a.治疗前；b.治疗后6个月；c.治疗后12个月)

图2 安慰剂组患者左膝关节MRI(a.治疗前；b.治疗后6个月；c.治疗后12个月)

3 讨论

膝关节骨关节炎是一种以关节软骨变性破坏、周围软组织炎症增生、软骨下骨硬化裸露和骨赘形成为特征的一种难治性疾病，其发病率随年龄增长而增高[10]。有研究报道，膝关节骨关节炎患者在关节内注射骨髓间充质干细胞12个月后，MRI显示患者原来软骨缺损的位置出现纤维软骨的生长[9,11]。有研究显示，注射脂肪间充质干细胞12个月，关节镜检查可以看到镜下存在软骨再生[14]。本研究结果显示，膝关节炎骨关节炎患者关节内注射UC-MSCs可获得满意的临床疗效和功能改善，且随访12个月，未发生不良事件。注射UC-MSCs 12个月后，UC-MSCs组患者的WOMAC总分显著降低。这说明，关节内注射UC-MSCs可以在12个月内明显改善膝关节炎骨关节炎患者的临床症状。因此，关节内注射UC-MSCs将是治疗骨关节炎的一个可行的选择。在本研究中，注射UC-MSCs后的膝关节MRI影像显示，软骨缺损面积未增加，但安慰剂组患者的软骨缺损面积增加。这说明，注射UC-MSCs可抑制膝关节骨关节炎患者软骨缺损进程。本研究中，UC-MSCs组9例患者出现膝关节疼痛肿胀和活动范围受限，但均通过口服非甾体抗炎药缓解，这亦为今后的临床治疗方案提供了一些选择。但本研究尚存在一定的局限性，纳入的样本量较小，不足以充分说明MRI结果的准确性；WOMAC评分和Lysholm评分是主观结果，可能因患者主观感觉不同而存在误差；随访时间较短，今后需要扩大样本量，作长期随访的对照研究来进一步证实其疗效。

综上所述，关节腔内注射UC-MSCs治疗膝关节骨关节炎可改善患者的临床症状，延缓炎症进展。