【学术前沿】干细胞治疗骨关节炎：个性化医疗的未来

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骨关节炎 (osteoarthritis, OA) 是成年人关节炎中常见的类型，是导致关节疼痛、功能障碍的主要原因，也是导致残疾的第四大原因。OA最常见于膝关节，以进行性软骨退化、软骨下骨增生、骨赘形成、半月板退变、韧带钙化和滑膜增生等为特征(图1)。

图1 骨关节炎的病变特征三维示意图

随着人口老龄化及肥胖人口数目增加、人们体育运动参与度提升，OA将成为全球范围第四大身体运动机能受阻诱因，预计到2032年，45岁以上人群中约30%患有OA。据世界卫生组织预测，我国将成为世界OA患病人数最多国家。骨关节炎严重威胁人类健康和生活，给社会带来了巨大经济负担。

国内的干细胞治疗关节炎在一些临床研究中显示出了一定的临床疗效，目前，一些大型医疗机构和专业医疗团队已经开始开展干细胞治疗关节炎的临床研究和应用。日前，烟台毓璜顶医院关节外科李桂石博士团队通过干细胞疗法三期临床实验为患者寻到了关节软骨再生的良方，为这部分患者重新恢复行走找到了新希望。

这些治疗通常包括从患者自身体内提取干细胞，经过处理后再重新注入到患者的关节部位，以促进关节组织的再生和修复。但也存在一些争议和挑战。一方面，干细胞治疗可以减轻关节炎的症状，促进关节的修复，但其长期疗效和安全性还需要更多的临床数据来证实。另一方面，由于干细胞治疗的技术和规范尚未完全统一，存在一定的风险和不确定性，需要患者在选择治疗时谨慎考虑。

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目前OA的传统方法治疗关节炎主要包括药物治疗、物理治疗和手术治疗。

• 药物治疗：包括非甾体抗炎药（NSAIDs）、糖皮质激素、抗风湿药等，用于减轻疼痛、减轻炎症和改善关节功能。药物治疗可以快速缓解疼痛和炎症，提高患者的生活质量。但药物治疗可能会导致依赖性和副作用，长期使用可能对身体产生不良影响。

• 物理治疗：包括热敷、冷敷、按摩、理疗等，用于缓解疼痛、减轻肌肉紧张和增强关节灵活性。物理治疗可以增强关节灵活性，减轻肌肉紧张，有助于康复。但其需要长期坚持，治疗效果可能需要较长时间才能见到。

• 手术治疗：对于严重的关节炎患者，可能需要进行关节置换手术或关节镜手术来改善关节功能。手术治疗可以彻底解决严重关节炎患者的疼痛和功能障碍问题。手术治疗存在一定的风险，术后康复期较长，且并非所有患者都适合手术治疗。

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干细胞疗法在关节炎的治疗中展现出了多方面的优势，这是由于干细胞具有自我更新能力和分化成各种细胞类型的潜能。以下是干细胞治疗关节炎的几个关键优势：

• 细胞再生能力：干细胞能够分化成软骨细胞，促进受损软骨的修复和再生，进而改善关节的功能。

• 减少炎症：干细胞具有抗炎特性，能够释放抗炎因子以减缓关节炎的炎症反应。

• 潜在替代手术：使用干细胞治疗在某些情况下可以作为传统的关节置换手术的替代方案，尤其对于希望避免手术风险和长期康复过程的患者。

• 改善疼痛和功能：患者在接受干细胞治疗后，往往会报告疼痛减少和关节功能改善的情况。

• 可能降低其他药物使用：通过改善关节功能和减少炎症，患者可能能够减少使用止痛药和其他抗炎药物。

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近期海军军医大学附属上海长海医院长海临床研究室庞丽英团队等在ADVANCED HEALTHCARE MATERIALS杂志上发表了“Treatment with Mesenchymal Stem Cell-Derived Nanovesicle-Containing Gelatin Methacryloyl Hydrogels Alleviates Osteoarthritis by Modulating Chondrogenesis and Macrophage Polarization”的论文（图2）。其研究开发了一种具有增强再生和抗炎能力的高产量外泌体模拟MSC衍生的纳米囊泡（MSC-NVs）的治疗策略。

研究表明，MSC-NV除了诱导M2巨噬细胞极化外，还可增加软骨细胞和人骨髓 MSC 的分化、增殖和迁移。此外，还开发了负载MSC-NVs（GelMA-NVs）的明胶甲基丙烯酰（GelMA）水凝胶，该凝胶能够持续释放MSC-NVs，并具有生物相容性和优异的机械性能。在通过手术破坏内侧半月板（DMM）构建的小鼠骨关节炎模型中，GelMA-NVs有效改善骨关节炎的严重程度，减少分解代谢因子的分泌，并增强基质合成。研究结果表明，GelMA-NVs有望通过调节软骨生成和巨噬细胞极化来治疗骨关节炎（图2）。

图2 间充质干细胞衍生的含纳米囊泡的明胶甲基丙烯酰水凝胶治疗缓解骨关节炎

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