脂肪源性基质血管组分在膝关节软骨损伤治疗中的短期临床疗效

李涵 向杜磊 赵根 金文铭 李宝 刘欣伟 邵兵

膝关节是军事训练中最为常见的损伤部位之 一，可导致半月板损伤、软骨损伤、骨关节炎（OA）等，如未得到及时、精准的治疗，极易出现关节疼痛、僵硬、肿胀、活动受限、关节不稳等。其中，OA 是一种常见的退行性疾病，主要影响软骨。OA病人软骨逐渐耗损甚至破裂，这使得软骨之下的骨骼互相摩擦，导致疼痛、肿胀，主要特征为关节软骨破坏及骨赘形成［1］。目前OA 是老年人中最常见的活动障碍原因之一［2］。我国60岁以上人群中有症状的OA发生率为19.4%，且女性的发生率（10.3%）高于男性（5.7%）［3］。生活方式改变、物理治疗和慢性药物是最初的治疗选择，疗效仅对轻度软骨损伤尚可。透明质酸钠作为临床注射类药物，疗效尚存争议［4］。

近年来，脂肪组织来源的间充质干细胞（ADSCs）作为一种新的膝关节软骨损伤治疗方法引起了人们的关注［5-6］。然而，ADSCs 需要培养，从分离到应用需要几周的时间，制备过程复杂且成本较高。脂肪来源基质血管组分（SVF）包含ADSCs、巨噬细胞、血细胞、成纤维细胞、内皮细胞和平滑肌细胞等血管形成细胞及其祖细胞［7］，能相对容易地从自体脂肪组织中大量分离出来，且不需要培养或分化［8-9］。基于这一科学背景，北部战区总医院于2021年3 月至2021年12月对膝软骨损伤病例进行注射治疗，拟评估其有效性、安全性和可行性。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

纳入标准：①年龄在20～59 岁；②术前影像学Kellgren-Lawrence 和Recht 评级Ⅲ级（含）以下或关节镜下证实软骨损伤（如图1 所示）；③确认无活动性肿瘤、活动性炎症。

图1 病人，男，33岁，军事训练致膝关节疼痛 镜下见股骨髁软骨损伤

排除标准：①活动性或既往膝关节感染；②梅毒螺旋体、艾滋病毒、乙肝病毒和丙肝病毒携带者。

二、一般资料

选取2021 年3 月至2021 年12 月北部战区总医院收治的膝关节软骨损伤病例30例，其中男26例，女4例，年龄为（39.0±11.6）岁（22～58岁）。军事训练伤致软骨损伤24 例，退变性软骨损伤6 例。术前Recht 分级Ⅱ级11 例，Ⅲ级19 例。全部病例均为单侧膝关节注射。该研究方案得到了北部战区总医院伦理委员会的批准［Y（2021）027号］，且所有病例在参与前均知情同意。

三、治疗方法

全部病例均在全身麻醉下行抽脂术。首先，用5 mL 注射器抽取膨胀液［0.9%氯化钠溶液500 mL+（5 mL∶0.1 g）利多卡因5支+（10 mL∶0.5 g）碳酸氢钠半支+（1 mL∶1 mg）肾上腺素半支＋（1 mL∶5 mg）地塞米松1支］，肚脐下缘处选择区域进针注射。随后，医生在肚脐下缘切一小口，手持20 mL注射器抽取膨胀液后放射性的均匀推注，共推注6支约120 mL，直至整个手术区域膨胀达到预期效果。等待5～10 min，待局部皮肤肿胀、发白，证明麻醉满意，血管已收缩，开始准备抽脂。最终获得至少60 mL脂肪组织。提取的脂肪组织经过4～6 个小时制备完成后，获得溶液（2 mL/支，SVF细胞数≥1.5×107个），当日进行膝关节注射，并于1周内减少负重活动（如图2所示）。

图2 SVF制备过程 a：全身麻醉下腹部吸脂；b：抽脂结束，获得自体脂肪组织用于制备自体SVF；c：注射器内膨胀液排出后，将脂肪组织倒入无菌容器；d：实验室SVF制备完成

四、疗效评估

分别在SVF注射前及注射后的3、6个月进行临床和影像学评估。主要结果衡量标准是疼痛视觉模拟量表（visual analogue scale，VAS）评分、西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（the Western Ontario and McMaster Universities Arthritis Index，WOMAC）及日本膝关节骨关节炎功能评估量表（the Japanese knee osteoarthritis measure，JKOM）评分。次要结果衡量标准是MRI 检查，以及注射后的安全性，记录所有不良事件和严重程度。图像分析由3名具有膝关节软骨损伤特征丰富经验的骨科副主任医师进行分析。

五、统计学分析

采用SPSS 20.0软件（IBM公司，美国）进行数据统计分析，符合正态分布的计量资料数据采用均数±标准差（±s）表示。以P＜0.05 认为差异有统计学意义。

结 果

病人手术时间为（33.8±3.2）min，膨胀液平均推注120 mL。病例均获随访，随访时间为（5.4±2.6）个月。治疗后3、6个月，VAS、WOMAC及JKOM评分均较治疗前有所改善（P＜0.05，表1）。与治疗前比较，术后6个月随访MRI检查，软骨损伤信号未见明显缓解（图3）。膝关节肿胀1例和脂肪收集部疼痛4例，经过冰敷、消肿止痛等对症治疗后，3～5 d缓解。病人未发生脂肪栓塞、深静脉血栓形成、感染等并发症。

图3 典型病例，男，33岁，军事训练致膝关节软骨损伤 a：注射SVF前；b：注射后3个月；c：注射后6个月软骨信号未见明显改善

表1 30例病人治疗前后膝关节VAS、WOMAC和JKOM评分比较（±s，分）

表1 30例病人治疗前后膝关节VAS、WOMAC和JKOM评分比较（±s，分）

注：与治疗前比较，*P＜0.05

时间治疗前治疗后3个月治疗后6个月VAS评分4.4±0.6 2.8±0.3*1.9±0.4*WOMAC评分48.7±18.4 42.7±12.1*32.4±14.5*JKOM评分55.2±17.2 44.6±16.2*34.7±15.4*

讨 论

由于膝软骨损伤严重影响人们的生活，其并发症多，且治疗成本高，因此膝软骨损伤的治疗一直是困扰国内外专家的一大难题。到目前为止，还没有治愈膝关节软骨损伤的方法，现有治疗策略主要是为了减轻疼痛和改善关节功能。基于细胞的治疗是一种新的研究方法，有望提高膝软骨损伤的恢复［10］。已有一些关于ADSCs 治疗膝关节软骨损伤的良好临床效果报道［5-6］。ADSCs 和骨髓间充质干细胞具有相似的特性，但分离后需要培养。相比之下，SVF细胞无需培养，可以在相同的程序中制备并重新注射到体内。Nguyen 等［11］验证了SVF 关节腔注射的安全性和有效性。其他研究表明，SVF 在成骨细胞分化和刺激成骨细胞分泌方面，具有比ADSCs更好的骨诱导能力［12］。

SVF 细胞治疗膝软骨损伤是一种快速、有效、安全的方法，可显著提高膝软骨损伤病例的生活质量［13］。其感染的发生率非常低，而且大多很轻微，最常见的是反应性积液。大型队列研究［14］中未发现其与肿瘤或其他并发症（死亡、栓塞等）的发生率有任何关联。在SVF中发现的细胞类型包括前脂肪细胞、成纤维细胞、成体间充质干细胞、单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞，以及与血管生成相关的周细胞［15］。间充质干细胞可以迁移到损伤部位，抑制促炎途径，通过合成释放代谢细胞因子促进组织修复，并直接分化为一系列特异结缔组织细胞［16］。SVF细胞已被广泛应用于临床当中。Hong 等［17］报道SVF 细胞治疗可能比透明质酸治疗更有效，但其样本量较小。Mehranfar 等［18］报道膝关节软骨损伤病例接受自体SVF治疗后疼痛减轻，膝关节活动恢复良好。

在我们的研究中，膝关节内注射SVF 细胞治疗膝软骨损伤的短期临床效果良好，治疗后6 个月WOMAC 和JKOM 评分为（32.4±14.5）分、（34.7±15.4）分，明显优于术前（P＜0.05），与Yokota 等［19］研究中病人SVF 治疗后6 个月WOMAC 和JKOM 评分［（33.8±20.9）分、（36.5±21.9）分］相比略有优势。且在本研究中没有严重的不良事件或并发症发生。但术后6 个月随访MRI 检查中，软骨损伤信号未见明显缓解，这与Fodor 等［20］的研究一致。笔者认为：①软骨损伤修复的生物治疗方法国内外报道较多，其中一些干细胞治疗似乎也取得了一些疗效［21］，但干细胞治疗作为三类技术，在运动医学领域应用于临床尚有很长的路要走，此时，SVF作为相对简单易行的生物治疗方式具有一定优势且疗效可靠，由于取材来自自体脂肪组织，不存在异物反应等风险，注射后疼痛、肿胀风险极低；②本研究中军事训练伤病例经关节镜下证实ICRS2-4 级软骨损伤，但围术期X线或单次MRI检查对于软骨损伤检出阳性率较低，极易漏诊，建议行多次MRI 检查或更小间距的MRI检查，关节镜检查依然是金标准。本研究中全部病例术后6个月于我院复查MRI软骨信号未见明显改善，可能是因为我院复查MRI为1.5 t，切片层面间距为3～4 mm，难以捕捉到1 mm甚至更小层面，从而出现功能评分均优于术前，但影像学评估未见明显变化情况，但全部病例功能评分及临床症状确有明显改善。

本研究存在一些潜在局限性：①本研究中全部病例功能评分得到改善，但实际工作中无法进行二次镜检观察软骨修复情况；②本研究未设对照组，在未来的研究中会增加与脐带干细胞、富血小板血浆等制剂对比；③所纳入病例数量较少，仅有30 例，且随访时间较短，在后续的研究中会进一步扩大样本量，延长随访时间，使本研究更具说服力。

综上所述，自体SVF治疗是一种安全、有效的方法，为减轻膝关节软骨损伤引起的疼痛提供了一种新的潜在治疗方法，有利于促进患肢功能恢复，值得在具备条件的医院推广应用。