膝骨關節炎是一(yī)種以關節軟骨變性、破壞及骨質增生(shēng)爲特征的慢(màn)性關節病，最常見于年齡超過50歲的病人，30歲以上人群發病率爲6％，60歲以上人群發病率爲10％一(yī)20％，臨床主要表現爲膝關節疼痛、腫脹和活動受限等症狀。

膝蓋爲何如此脆弱？

膝關節表面有一(yī)層軟骨，它能讓膝關節更順暢地運動，對骨質是一(yī)層保護。年齡增長、肥胖、運動勞損、創傷等，都可以導緻軟骨磨損。骨關節炎的産生(shēng)就是因爲軟骨随着年齡增長、使用頻(pín)繁，軟骨逐漸變薄甚至破裂缺損，導緻逐漸脫落，而産生(shēng)的關節對于磨損的自然反應。

軟管磨損後，關節表面凹凸不平、摩擦增加，這會進一(yī)步加重關節損傷，引起骨關節炎、膝蓋疼痛。軟骨的完全磨損，是永久性的損傷，沒有了軟骨的保護，走路就是骨頭磨骨頭，疼痛程度可以想象。

另外(wài)，肥胖是膝骨關節炎發生(shēng)發展中(zhōng)重要的危險因素，每當體(tǐ)重增加5%，膝關節承受的力量就會增加35%。

膝骨關節炎的主要症狀有膝部腫脹酸痛、上下(xià)樓梯疼痛、坐立行走時膝關節酸痛、膝關節彈響、有積液等症狀。膝關節僵硬、發冷也是膝關節炎的症狀之一(yī)。嚴重者會活動受限，如不及時治療，則會引起關節畸形，殘疾。

針對膝骨關節炎，常規藥物(wù)治療隻能暫緩疼痛，還會有一(yī)定的副作用；嚴重時的手術治療創傷面積大(dà)，複發可能性大(dà)，這些都不能達到治本的療效。

随着再生(shēng)醫學技術的發展，幹細胞憑借其多向分(fēn)化、免疫調節、抗炎等特性在膝骨關節炎治療中(zhōng)占據重要地位。

間充質幹細胞治療膝骨關節炎的流程

間充質幹細胞具有增殖、自我(wǒ)更新和分(fēn)化爲多系細胞的能力。MSCs的特征之一(yī)是粘附在組織培養塑料上并在以低密度接種時産生(shēng)菌落。MSCs從單個病竈或顯微鏡下(xià)的集落生(shēng)長，這些由祖細胞産生(shēng)的集落被稱爲集落形成單位成纖維細胞。已在體(tǐ)外(wài)和體(tǐ)内報道了MSCs進行軟骨形成、成骨和脂肪形成分(fēn)化的能力。

▲間充質幹細胞治療膝骨關節炎的流程圖

首先，選擇合适的MSCs來源，然後将 MSCs 從其他細胞中(zhōng)分(fēn)離(lí)出來，并對其進行身份驗證。注入MSCs或通過離(lí)心或其他方法分(fēn)離(lí)MSCs衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)，認證後注入外(wài)泌體(tǐ)。

間充質幹細胞的治療對KOA軟骨再生(shēng)的作用

對軟骨細胞的影響：增加軟骨形成、改善增殖、減少細胞凋亡和維持軟骨細胞的自噬是間充質幹細胞治療KOA的主要功能。

對細胞外(wài)基質（ECM）的影響：調節ECM合成和分(fēn)解代謝的平衡對于治療退行性疾病（如KOA）至關重要。基質金屬蛋白(bái)酶 (MMP) 是指降解ECM的鋅依賴性ECM重塑内肽酶家族。

對炎性細胞因子的影響：炎症反應在KOA的發病機制中(zhōng)起重要作用。控制該疾病的最重要的組似乎是促炎細胞因子和抗炎細胞因子，它們具有拮抗作用。

對免疫力的影響：巨噬細胞可以通過各種分(fēn)泌的介質在 KOA 發病過程中(zhōng)調節炎症中(zhōng)發揮關鍵作用。這些細胞可以極化爲促炎和抗炎 (M2) 表型。

對線粒體(tǐ)功能的影響：衰老和暴露于壓力将決定骨關節炎中(zhōng)的軟骨細胞表型，以及與年齡相關的線粒體(tǐ)功能障礙和相關的氧化應激可能會導緻軟骨細胞衰老。發現線粒體(tǐ)從 BM-MSCs 轉移到骨關節炎軟骨細胞。

對旁分(fēn)泌效應的影響：一(yī)些研究人員(yuán)認爲MSCs的旁分(fēn)泌作用是由MSC衍生(shēng)的細胞外(wài)囊泡介導或執行的，而另一(yī)些研究人員(yuán)則支持旁分(fēn)泌作用的誘導與細胞外(wài)囊泡無關。

▲注射間充質幹細胞或間充質幹細胞衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)的功能

間充質幹細胞可以通過分(fēn)化爲軟骨細胞譜系、影響軟骨細胞、介導線粒體(tǐ)功能、調節細胞因子、平衡細胞外(wài)基質 (ECM) 的合成和分(fēn)解代謝、改變免疫反應和可能與分(fēn)泌的外(wài)泌體(tǐ)相關的旁分(fēn)泌活動來保護軟骨。外(wài)泌體(tǐ)是小(xiǎo)的細胞外(wài)囊泡，包括脂質、核酸和蛋白(bái)質。（MSCs：間充質基質細胞，ECM：細胞外(wài)基質）

間充質幹細胞治療膝骨關節炎的安全性

諸多臨床試驗表明間充質幹細胞的治療是安全的，研究人員(yuán)評價了間充質幹細胞在膝骨關節炎治療中(zhōng)的安全性，結果表明，間充質幹細胞治療膝骨關節炎治療安全性良好，爲此種新治療手段的臨床推廣提供了安全性保障。

從相關研究中(zhōng)表明，單次高劑量間充質幹細胞關節内注射在5年内顯著延緩了骨關節炎患者的疾病進展，同時改善了患者的症狀及功能，顯著改善了關節結構損傷。

近幾年，國内外(wài)多項臨床試驗數據證明，使用幹細胞治療KOA是一(yī)種具有較好療效且安全可靠的治療方式。

研究案例1：

2021年2月，《BMJ Case Reports》（世界上最大(dà)的病例報告庫）發布一(yī)份自體(tǐ)脂肪間充質幹細胞聯合關節鏡下(xià)磨損性關節置換術治療的臨床案例，患者43歲患有KOA 10年，長期疼痛。在手術後第3天進行MSC幹預治療，6個月後再進行一(yī)次注射，在24個月的随訪期間，觀察到膝骨關節的疼痛、功能和結構明顯得到改善。患者由于年齡或者其他因素不适合全膝關節置換術的情況下(xià)，聯合間充質幹細胞治療是非常合适的方式。

研究案例2：

2021年3月，《幹細胞轉化醫學》一(yī)項臨床數據顯示，智利研究團隊使用雙劑量臍帶間充質幹細胞治療膝關節炎的效果要明顯優于單劑量組（細胞量：2X10^7），而無論單劑量還是雙劑量治療，間充質幹細胞組的治療效果都優于透明質酸對照組，隻有接受間充質幹細胞治療的患者在疼痛和膝關節功能上有明顯改善（WOMAC-A 評分(fēn)），并且在12個月的随訪期間，未發生(shēng)嚴重不良事件。

研究案例3：

2021年4月，《幹細胞轉化醫學》期刊報道，12名45-65歲的中(zhōng)/重度KOA患者接受了不同劑量的間充質幹細胞治療，3組注射劑量分(fēn)别爲1 X10^6、1X10^7、5X10^7，12個月後，所有患者的疼痛程度和生(shēng)活質量都有了顯著改善，并且在所有的測試劑量下(xià)，MSC注射都是安全的，同時試驗結果顯示間充質幹細胞的劑量越高，療效越好。

接受治療的病人中(zhōng)，一(yī)位有近10年骨關節炎病史的70歲老人在使用間充質幹細胞治療後，其關節疼痛感明顯消失，腿部活動功能明顯好轉，且睡眠質量及精神狀态均有顯著改善。

間充質幹細胞在退行性膝關節骨關節炎治療中(zhōng)已經展現出更快速、更顯著、更持久地減輕關節疼痛，改善關節功能的特點，不僅如此，對于由自身免疫系統紊亂造成的類風濕性關節炎，間充質幹細胞所具備的免疫調節以及組織修複能力，可以抑制患者免疫系統的過度活化，減輕炎症反應，從而緩解和減輕類風濕性關節炎的臨床症狀。

現在，随着再生(shēng)醫學的發展，幹細胞療法已經不僅局限于關節炎疾病，更在疑難性、難治性疾病方面有很好的治療前景，随着幹細胞技術的發展，幹細胞治療骨關節炎越來越被認爲是一(yī)種極具前景的治療方式。相信不久的将來，全球更多的骨關節炎患者将能夠受益于幹細胞技術。