文章概述：人體膝關(guān)節的半月板在維持正常功能、為關(guān)節軟骨提供穩定性和營(yíng)養以及吸收沖擊方面起著(zhù)重要作用。一旦受傷，這些重要結構的自然愈合潛力就非常有限。不幸的是，對這些受損的半月板進(jìn)行的傳統關(guān)節鏡下半月板切除術(shù)可能會(huì )使關(guān)節易于早期發(fā)展為骨關(guān)節炎。盡管可用的研究數量非常有限，但間充質(zhì)干細胞(MSCs) 已被研究作為修復人類(lèi)膝半月板撕裂的替代治療方式。

這篇綜述總結了已發(fā)表的MSCs在人類(lèi)患者中的應用結果，表明接受 MSCs（自體脂肪組織來(lái)源的干細胞或培養擴增的骨髓來(lái)源的干細胞）的患者出現癥狀改善，以及磁共振成像半月板修復的證據。

間充質(zhì)干細胞在人類(lèi)半月板修復中的潛在用途：當前見(jiàn)解

介紹

人膝的半月板是一對纖維軟骨結構，其功能是為關(guān)節軟骨提供穩定性和營(yíng)養，并吸收震動(dòng)。通過(guò)全部或部分半月板切除術(shù)去除這些結構會(huì )破壞膝關(guān)節的體內平衡，并使關(guān)節容易發(fā)生骨關(guān)節炎 (OA) 的早期發(fā)展。

人類(lèi)半月板的血管非常有限。半月板的內部三分之一（由于缺乏血管，也稱(chēng)為白色區域）的自然愈合潛力低于中間（紅白色區域，具有中等血管），而中間部分的自然愈合潛力較小比外圍三分之一（由于血管相對豐富而稱(chēng)為紅色區域）。由于缺乏血管，半月板內側三分之一的損傷可能需要部分半月板切除術(shù)，即使部分半月板切除術(shù)可能導致接受治療的膝關(guān)節早期發(fā)展為骨關(guān)節炎。

作為半月板撕裂手術(shù)修復的替代療法，間充質(zhì)干 細胞(MSC) 已被研究。MSC因其多向可塑性而受到特別關(guān)注，具有對纖維軟骨和關(guān)節軟骨的潛在誘導作用。關(guān)于關(guān)節軟骨中間充質(zhì)干細胞的再生潛能，再生醫學(xué)領(lǐng)域已發(fā)表了大量人體研究。其中一些研究表明，半月板纖維軟骨的體積增加導致其再生。

治療半月板損傷的干細胞來(lái)之哪里？

MSC可以從多種組織中分離出來(lái)，包括骨髓、滑膜，和脂肪組織。

骨髓一直是成人MSC最常見(jiàn)的來(lái)源之一。使用骨髓來(lái)源的干 細胞可進(jìn)行大量體外和體內研究。然而，新鮮人骨髓中存在的干細胞數量非常少，因此，使用骨髓需要體外細胞擴增以獲得足夠的數量用于再生目的。骨髓來(lái)源的MSCs用于半月板軟骨再生的另一個(gè)可能缺點(diǎn)是它們可能保留成骨傾向。

脂肪組織是MSC的另一個(gè)來(lái)源。抽脂可以很容易地通過(guò)吸脂術(shù)獲得。這種組織包含的MSCs比相同體積的骨髓要多得多。由于脂肪組織中存在大量此類(lèi)干細胞，細胞擴增即可產(chǎn)生再生效果。脂肪組織來(lái)源的 MSCs已被用于再生OA患者的關(guān)節軟骨。

最后，膝蓋的滑膜是MSCs的潛在來(lái)源。此外，已經(jīng)表明，半月板損傷后滑液中的MSC數量增加。這種自體滑膜間充質(zhì)干細胞被應用于軟骨損傷。目前，只有一項臨床研究是在2015年3月完成的，該研究使用源自人類(lèi)滑膜間充質(zhì)干細胞的無(wú)支架三維組織工程結構修復軟骨缺損；但是，沒(méi)有報告研究結果。這可能被認為是顯而易見(jiàn)的，即這些天然存在的MSC可能在半月板愈合和再生中發(fā)揮重要作用。

間充質(zhì)干細胞的關(guān)節內遞送

有多種將干 細胞注入人體膝關(guān)節的方式。其中，最具吸引力的策略可能是經(jīng)皮關(guān)節內注射 MSC。這些注射的一些優(yōu)點(diǎn)是：1) 能夠在門(mén)診環(huán)境中進(jìn)行手術(shù)，2) 手術(shù)后停機時(shí)間最短，以及3) 易于重復。

半月板病變

半月板損傷以不同的模式和形狀發(fā)生。半月板撕裂模式可分為縱向垂直撕裂、水平撕裂、放射狀撕裂、垂直撕裂、水平撕裂和復雜撕裂。直到人們普遍認識到接受治療的早期發(fā)展為OA的副作用，所有這些類(lèi)型的半月板撕裂通常都通過(guò)全半月板切除術(shù)進(jìn)行常規切除。然而，即使進(jìn)行部分半月板切除術(shù)（僅在需要改善受傷膝關(guān)節的癥狀時(shí)才進(jìn)行），OA的早期發(fā)展仍然是一個(gè)主要的副作用。

關(guān)于用MSCs替代修復半月板撕裂，尚不清楚這些不同類(lèi)別的半月板撕裂是否會(huì )有不同的反應。很可能不同類(lèi)型的半月板撕裂可能需要不同的策略，例如不同劑量的干細胞、干細胞注射后不同的固定時(shí)間或可能伴隨的關(guān)節鏡下撕裂切除術(shù)。

間充質(zhì)干細胞在修復人體半月板撕裂中的應用

目前，只有少數研究可用于評估MSCs在修復人類(lèi)患者半月板撕裂中的作用。這些研究的主要特點(diǎn)總結在表格1。

表1：間充質(zhì)干細胞治療半月板撕裂的現狀和臨床應用

2013年，Pak等人報告了一項涉及91名患有各種關(guān)節疾病的患者的安全性隊列研究。這些患有退行性和非退行性半月板撕裂的32 名患者的一個(gè)子集接受了SVF、PRP、透明質(zhì)酸和CaCl2治療。含有SVF的ASCs是通過(guò)用膠原酶處理自體脂肪抽吸物獲得的。

然后，通過(guò)經(jīng)皮關(guān)節內注射將混合物給予半月板撕裂患者?；颊呓邮茴~外劑量的含CaCl2。該研究得出結論，根據視覺(jué)模擬量表 (VAS) 和功能評分指數測量的癥狀有所改善，同時(shí)還有半月板軟骨再生的MRI證據。

2014年，進(jìn)行了一項隨機、雙盲、安慰劑對照研究，涉及55名接受部分半月板切除術(shù)的患者?；颊弑浑S機分配接受同種異體、培養擴增、骨髓來(lái)源的干 細胞。16名患者被隨機分配到三個(gè)治療組之一：

A組，患者接受關(guān)節內注射50×106個(gè)同種異體MSC；

B組，接受150×106個(gè)同種異體MSC；和對照組，他們接受透明質(zhì)酸鈉作為安慰劑。接受MSCs治療的患者顯示出臨床改善，通過(guò)VAS和自體Lysholm膝關(guān)節量表進(jìn)行評估，并且還顯示出顯著(zhù)的半月板體積再生，這在植入后1年的MRI上可見(jiàn)。

2014年，Pak等人報告了一項案例研究，其中經(jīng)皮關(guān)節內注射自體ASC（以SVF的形式）以及PRP、透明質(zhì)酸和CaCl2修復了一名 32歲患者的半月板撕裂女性通過(guò)再生半月板軟骨。同樣，含SVF 的ASCs是通過(guò)用膠原酶處理自體脂肪抽吸物獲得的。

然后在獲得SVF的同一天將混合物（含有ASCs的SVF與PRP、透明質(zhì)酸和CaCl2患者在第3天、第7天、第14天和第28天接受了四次額外劑量的含CaCl2在植入后3個(gè)月進(jìn)行的重復MRI中觀(guān)察到半月板幾乎完全修復。

2016年，開(kāi)展了一項涉及5名無(wú)血管半月板撕裂患者的單中心、前瞻性、開(kāi)放標簽研究。34個(gè)自體MSCs從髂嵴骨髓活檢中分離出來(lái)，擴增并接種到膠原支架中。將由此產(chǎn)生的人類(lèi)MSC/膠原支架植入物植入五名患者的半月板撕裂處。對患者進(jìn)行了24個(gè)月的隨訪(fǎng)。所有五名接受治療的患者在重復測量分析（Tegner-Lysholm 評分、運動(dòng)范圍和國際膝關(guān)節文獻委員會(huì ) [IKDC] 評分）中均顯示出顯著(zhù)的臨床改善。

5名患者中的3名在24個(gè)月時(shí)無(wú)癥狀，膝關(guān)節功能評分有臨床改善，并且在MRI研究中沒(méi)有任何復發(fā)性半月板撕裂的證據。由于植入后約15個(gè)月的半月板撕裂再撕裂或未愈合，兩名患者需要隨后進(jìn)行半月板切除術(shù)。沒(méi)有發(fā)生其他不良事件。

討論

目前，只有少數 MSCs 在修復人類(lèi)半月板撕裂方面的成功應用被記錄在案。因此，在普遍應用這種具有潛在前景的微創(chuàng )非手術(shù)替代方案之前，需要解決許多問(wèn)題（挑戰和局限性）。首先，需要更多的人體研究，使用各種不同來(lái)源的間充質(zhì)干細胞并將它們應用于不同類(lèi)別的半月板撕裂。

其次，MSCs如何修復半月板撕裂的機制尚不清楚。一些可能的機制是：

1)注射的干細胞的分泌和營(yíng)養作用；

2)干細胞導入關(guān)節；或 

3) 機制 (1) 和 (2) 的組合。MSC分泌多種細胞因子、趨化因子、生長(cháng)因子和外泌體。這些因素對周?chē)婕毎纳L(cháng)有積極影響。此外，一些證據表明，注射的干細胞實(shí)際上可能會(huì )移植到組織中并分化成組織特異性細胞。

第三，需要進(jìn)一步闡明注入關(guān)節的MSCs的命運。

根據一項臨床前研究，42個(gè)膝關(guān)節注射的MSCs在注射后僅留在膝關(guān)節中。然而，注射到關(guān)節中的MSCs的最終命運在臨床研究中尚不清楚。MSCs可能留在關(guān)節中，附著(zhù)在病變處，并可能整合到目標組織中，從而延長(cháng)其自身的存活時(shí)間。然而，一些未整合到組織中的MSCs可能會(huì )在分泌各種營(yíng)養因子的同時(shí)被緩慢去除。

最后，可能需要使用有效的對照治療（例如，生理鹽水）進(jìn)行適當設計的臨床研究，以便就MSCs在半月板軟骨再生中的作用做出準確的結論。目前，有研究將PRP與MSCs進(jìn)行比較，以證實(shí)MSCs的再生作用。

結論

對文獻的全面回顧表明，間充質(zhì)干細胞具有治療半月板損傷的潛力，可以直接或間接地促進(jìn)軟骨再生，從而有可能治愈半月板撕裂，并提供作為替代治療方式的巨大潛力。半月板組織是一個(gè)重要的結構，其功能是為關(guān)節軟骨提供膝關(guān)節穩定性、減震和營(yíng)養。

然而，一旦膝關(guān)節受傷，目前半月板切除術(shù)的治療方式可能會(huì )導致接受治療的膝關(guān)節早期發(fā)生骨關(guān)節炎。

因此，新的治療在不引起這種有害副作用的情況下，需要一些策略來(lái)再生受損組織。使用間充質(zhì)干細胞的再生醫學(xué)可能提供一種替代策略，不會(huì )導致接受治療的膝關(guān)節過(guò)早發(fā)展為骨關(guān)節炎。

參考資料：Jaewoo Pak, Jung Hun Lee, Kwang Seung Park, Jeong Ho Jeon & Sang Hee Lee (2023) Potential use of mesenchymal stem cells in human meniscal repair: current insights, Open Access Journal of Sports Medicine, 8:, 33-38, DOI: 10.2147/OAJSM.S113018

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