近日,深圳市茵冠生物科技有限公司与中山大学附属第八医院正式签署《申报深圳市骨科疾病临床医学研究中心项目网络成员单位合作协议书》,茵冠生物将凭借丰厚的干细胞技术底蕴,协助医院建立深圳市骨科疾病临床医学研究中心,共同开展骨科疾病临床研究工作。
近些年来,干细胞研究的深入为许多过去束手无策的骨科疾病带来了新的思路。
例如,全世界约有2.5亿患者受到骨关节炎(osteoarthritis,OA)的影响,不幸的是目前临床上常用的治疗技术无法再生关节软骨。而干细胞再生医学,被认为是最有希望再生关节软骨的方法之一。王亚莉等对18例中重度退行性膝关节OA的患者进行关节内注射人脐带间充质干细胞治疗,1个月后始见疗效,可显著改善关节功能、疼痛和生活质量,治疗效果可持续6个月以上。
肩袖和前交叉韧带损伤也是目前骨科中非常常见且严重的疾病。手术重建是治疗这类损伤的关键方法,但在愈合过程中往往是以疤痕愈合为主,使其传递负荷及减少应力集中的能力大大减弱,术后容易出现再撕裂。而干细胞具有促进肌腱愈合的作用,早在十多年前,就有学者发现在肩袖损伤修复手术后,内源性骨髓间充质干细胞可以自主钻出肱骨的修复孔道,帮助术后肩袖修复。
此外,股骨头坏死也是一种常见的难治性骨科疾病,且发病率有趋于年轻化的趋势。股骨头坏死的预防和保头治疗一直是临床骨科医生面临的巨大挑战。一项纳入了14项研究,涉及540例股骨头坏死患者的荟萃分析显示,髓芯减压联合自体骨髓间充质干细胞具有更好的镇痛作用和临床疗效,并可更有效地延缓股骨头塌陷。
当前,干细胞治疗骨科疾病的研究,已从基础实验慢慢向临床研究过渡。那干细胞究竟是通过哪些治疗策略对付骨科疾病的呢?
干细胞治疗骨科疾病的四大策略干细胞治疗骨科疾病的策略主要有:促进干细胞在损伤部位的归巢聚集、预处理干细胞提高其疗效、提取干细胞衍生物进行损伤修复治疗以及与各种组织生物工程支架联合应用等1干细胞归巢干细胞“归巢”是指干细胞离开原有的微环境进入外周血循环,并迁出外周血管至组织损伤处的过程。事实上,包括骨、肌腱在内的大多数组织,在受到损伤或发生严重时都会一定程度上启动募集干细胞,进而促进干细胞归巢到受损区域发挥各自修复作用。骨修复失败一直是困扰骨科医生的重大难题,寻找提高骨修复效率的办法尤为重要。而干细胞归巢是骨形成的前提条件,干细胞归巢到至损伤处后才能分化为新的成骨细胞参与骨组织的修复。因此,增加干细胞的数量,增强干细胞的归巢能力,对骨科疾病治疗起到重要的作用。2干细胞预处理干细胞再生修复组织是一个异常复杂的过程。受伤区域的微环境变化如氧化应激、酸中毒、缺氧、炎症以及缺乏营养等,会阻止干细胞有效地参与再生过程。为了克服这些缺点,研究人员采用缺氧、化学制剂或药物、细胞因子、基因编辑等预处理方案,对干细胞进行预处理以改善干细胞的血管生成诱导、增殖、存活、免疫调节以及向损伤区域迁移的能力,提高其疗效。3干细胞外泌体越来越多的研究发现,基于干细胞的治疗效果主要归因于其旁分泌。干细胞通过旁分泌向体内传递一系列信号物质,包括生长因子、细胞因子和胞外囊泡。干细胞外泌体(MSC-EVs)是干细胞在组织修复过程中分泌的主要成分,在肌腱损伤、软骨退变、椎间盘退变、骨折和骨质疏松等骨科相关性疾病中被大量研究。在改善和预防骨质疏松方面,MSC-EVs可以通过MAPK信号通路促进成骨细胞系的存活、增殖和分化;在软骨损伤修复方面,MSC-EVs可以刺激细胞增殖,增加细胞外基质合成,减少促炎细胞、调节免疫微环境,为软骨组织修复再生创造条件;在肌腱损伤修复方面,MSC-EVs可以抑制肌腱干细胞的凋亡,刺激其增殖、迁移和成腱分化。4干细胞与生物工程支架结合干细胞与新型支架材料结合为巨大骨缺损修复提供了有希望的治疗选择。一个潜在的解决方案是:将干细胞种植到生物相容的支架上,组织工程支架可以充当细胞外基质,支持干细胞增殖、粘附、分化、扩散和交流,让干细胞顺利生长,最终实现组织的完美修复并避免细胞扩增及其相关并发症。Kaigler团队对局部颅面骨缺损进行干细胞修复临床研究,通过对比“-磷酸三钙支架+自体干细胞组”和“单纯接受“-磷酸三钙支架组”,发现与非干细胞治疗患者相比,接受干细胞治疗的患者骨的密度更高,产生了更好的骨质量。
值得一提的是,以上各种策略方案之间并不是独立存在的,各种策略方案之间的相互联合,理论上可以更加有效地发挥干细胞的修复功能。
总体而言,干细胞治疗在骨科疾病领域中是一种很有前景的治疗方法,各种策略仍然具有很大的潜力待研究开发。在此,祝愿深圳市茵冠生物科技有限公司与中山大学附属第八医院合作进行的骨科疾病临床研究工作顺利开展,相信未来干细胞的应用将会大大提高骨科相关疾病的临床治疗效果,更好地造福有需要的患者。