“半月板”沖上熱搜！用干細胞來修復(fù)損傷或是未來趨勢

春暖花開，又到了一年最適合運動的時節(jié)。最近，一條年輕人已經(jīng)成為半月板損傷主要人群的新聞沖上熱搜，半月板損傷不再是老年人的專屬，過度運動和不良的運動方式使得二三十歲的年輕人成為了主要人群。損傷的半月板除了保守治療，有沒有更好的治療方式呢？

2019年1月9日，世界首例人胚胎干細胞分化功能細胞治療半月板損傷在華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬同濟醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科順利完成。這一則消息讓人們對干細胞修復(fù)半月板損傷有了更大的期待。

半月板損傷

半月板是一對半月狀纖維軟骨結(jié)構(gòu)，被公認有助于維持膝關(guān)節(jié)正常功能，促進關(guān)節(jié)穩(wěn)定、負荷分配和關(guān)節(jié)潤滑。半月板損傷可破壞關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，當(dāng)半月板損傷嚴重時，切除受損半月板是不可避免的，但是，部分或全半月板切除術(shù)可使關(guān)節(jié)易患骨關(guān)節(jié)炎。在不同的患者群體中，半月板經(jīng)常容易受到損傷，因此，半月板修復(fù)對骨科臨床醫(yī)生和研究人員特別有意義[1]。

如何修復(fù)半月板？

半月板自然愈合能力有限，因此，臨床上嘗試用功能性替代品替換受損組織，以恢復(fù)正常半月板的功能。使用同種異體移植物進行半月板移植雖然取得了令人鼓舞的臨床結(jié)果，但仍存在許多因素的擔(dān)憂，如組織可用性、移植物與宿主的大小和形狀不匹配、免疫原性、疾病傳播以及植入后同種異體移植物的力學(xué)性能惡化等[2]。

半月板修復(fù)的另一種方法，特別是對于較輕的損傷，側(cè)重于促進半月板的自然愈合，而不是替換受損的組織。這些技術(shù)包括導(dǎo)管治療、擦傷治療和富血小板血漿(PRP)治療[3]。盡管這些技術(shù)可能帶來好處，但治療方法也存在一定的局限性。

近年來，組織工程結(jié)合了生命科學(xué)和工程學(xué)的原理，以恢復(fù)原生半月板的獨特結(jié)構(gòu)的方式，開創(chuàng)了一種全新的治療方式。

組織工程有效修復(fù)半月板損傷

組織工程旨在通過重建半月板來恢復(fù)半月板的結(jié)構(gòu)和功能特征，其中的主干在于細胞。在半月板修復(fù)領(lǐng)域，半月板纖維軟骨細胞(MFCs)、關(guān)節(jié)軟骨細胞和間充質(zhì)干細胞都已成功被證實具有再生潛能。

間充質(zhì)干細胞是一種有用的半月板細胞來源。從不同解剖位置和動物模型分離出的間充質(zhì)干細胞的作用和有效性已經(jīng)通過廣泛的培養(yǎng)/傳遞技術(shù)進行了研究[5]。

由于間充質(zhì)干細胞對多種間充質(zhì)組織具有多系可塑性，具有潛在的免疫調(diào)節(jié)和抗炎特性，并具有廣泛的增殖能力，受到特別關(guān)注。此外，間充質(zhì)干細胞可以遷移到損傷部位，不僅通過替代過期或損傷的組織，還可以通過營養(yǎng)因子發(fā)揮其修復(fù)作用[4]。

圖片來自文獻[6]

半月板的修復(fù)最常用骨髓間充質(zhì)干細胞，其次是滑膜間充質(zhì)干細胞(SMSCs)。間充質(zhì)干細胞的其他來源包括脂肪來源的間充質(zhì)干細胞(ASCs)，半月板來源的間充質(zhì)干細胞(MeMSCs)，以及來自其他關(guān)節(jié)內(nèi)外組織的間充質(zhì)干細胞，如肌肉、韌帶、骨膜和真皮。

許多體外和體內(nèi)研究都證實了骨髓間充質(zhì)干細胞可以促進半月板損傷的宏觀和微觀愈合。其他來源的間充質(zhì)干細胞也已成功地用于促進半月板的體內(nèi)再生。

此前，刊登在干細胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)（Stem Cells Translational Medicine）期刊上的初期臨床試驗結(jié)果顯示[6]，使用病人自己的間充質(zhì)干細胞能夠幫助修復(fù)受損的半月板組織，不用手術(shù)切除受傷部位也能讓膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)正常。

為何如何發(fā)展？

半月板損傷十分常見，并可能導(dǎo)致退行性關(guān)節(jié)改變。間充質(zhì)干細胞具有內(nèi)在的治療潛力，可以直接或間接促進半月板愈合。盡管間充質(zhì)干細胞在半月板修復(fù)中有積極的結(jié)果，但仍需更為廣泛的臨床研究，以及進行大量的工作來確定最佳的間充質(zhì)干細胞來源，并優(yōu)化這些細胞的應(yīng)用。未來發(fā)展方向在于如何最大限度地利用間充質(zhì)干細胞的愈合能力，幫助修復(fù)半月板缺損，防止或減緩骨關(guān)節(jié)炎的進展[7]。

參考文獻

1. Scotti C, Hirschmann MT, Antinolfi P, Martin I, Peretti GM. Meniscus repair and regeneration: review on current methods and research potential. Eur Cell Mater. 2013;26:150–70. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24057873/

2. Longo UG, Campi S, Romeo G, Spiezia F, Maffulli N, Denaro V. Biological strategies to enhance healing of the avascular area of the meniscus. Stem Cells Int. 2012;2012:528359. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22220179/

3. Marsano A, Millward-Sadler SJ, Salter DM, Adesida A, Hardingham T, Tognana E, et al. Differential cartilaginous tissue formation by human synovial membrane, fat pad, meniscus cells and articular chondrocytes. Osteoarthritis Cartilage. 2007;15:48–58. doi: 10.1016/j.joca.2006.06.009. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16891129/

4. Caplan AI, Dennis JE. Mesenchymal stem cells as trophic mediators. J Cell Biochem. 2006;98:1076–84. doi: 10.1002/jcb.20886. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16619257/

5. Matsukura Y, Muneta T, Tsuji K, Koga H, Sekiya I. Mesenchymal stem cells in synovial fluid increase after meniscus injury. Clin Orthop. 2014;472:1357–64. doi: 10.1007/s11999-013-3418-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24338094/

6. Repair of Torn Avascular Meniscal Cartilage Using Undifferentiated Autologous Mesenchymal Stem Cell: From In Vitro Optimization to First-in-Human Study

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28186682/

7. Scotti C, Hirschmann MT, Antinolfi P, Martin I, Peretti GM. Meniscus repair and regeneration: review on current methods and research potential. Eur Cell Mater. 2013;26:150–70. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24057873/