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肯巴·沃克:那个被乔丹选中的男人,干细胞助力他成为一代蜂王

  根据NBA记者Shams Charania2020年12月1日的报道,NBA新赛季即将拉开序幕,各支球队也在积极备战。波士顿凯尔特人队日前更新了球队的伤病情况。据凯尔特人的伤情报告显示,包括肯巴-沃克、朗福德和特里斯坦-汤普森都遭遇了一定的伤病困扰。

  其中沃克接受了左膝干细胞注射,预计他将至少缺席到2021年1月初。

  沃克是球队的明星球员,曾四次入选全明星阵容,并担任2019年世界杯美国队队长,但他长久以来饱受膝伤折磨

  2020年10月初,在咨询了多位医学专家之后,肯巴·沃克接受了左膝干细胞注射。在完成这次治疗之后,沃克需要接受一个为期12周的强化训练,从而为即将到来的新赛季做好准备。

  对于人体来说,膝盖是个十分“微妙”的存在。膝关节结构、功能复杂,多用容易磨损,用得太少又容易“生锈”。

  无论对于运动员,或者是普通人,关节都是最容易在运动中被损伤的组织器官之一。

  据世界卫生组织调查研究显示,目前全世界骨关节病患者已超过4亿。在亚洲地区,每6个人中就有1人在一生的某个阶段患上骨关节炎疾病。

  膝关节炎俨然已是现代人的通病,以膝关节炎为例,青春期软骨厚度为2.5公分,随着年龄增长、使用频繁而逐渐变薄,到55岁时一般只剩下0.5公分,若有外伤或长年负重者,软骨可能更薄,甚至有破裂、骨刺的产生。

  图为接受干细胞治疗后膝关节的恢复情况

  干细胞是一种特殊的细胞,具有增殖和发育成不同类型组织的能力。在胎儿的发育阶段,干细胞是丰富的。然而,在成年期,干细胞仅限于再生一些类型的细胞,如血细胞。软骨组织中通常没有干细胞,因此几乎没有能力愈合或再生新的软骨。

  在骨科手术和关节问题的环境中,干细胞通常是从成人干细胞来源获得的。主要来源是骨髓和脂肪组织。

  这些干细胞有能力发育成软骨细胞,称为软骨细胞。它们还通过刺激身体来减轻炎症、刺激细胞修复和改善血液流动来改善病情。这个过程是由细胞信号和生长因子的分泌引起的,以刺激身体启动愈合过程。

  一旦获得干细胞,就需要将它们输送到软骨损伤区域。一种选择是简单地将干细胞注射到关节中。有很多研究正在调查这一点,许多数据显示症状有所改善。与干细胞的其他作用(上面列出的愈合特性,包括抗炎作用)相比,这种改善在多大程度上是由于新的软骨生长所导致的。

  MSCs治疗膝关节软骨损伤文章荟萃

  膝骨性关节炎的诊断很重要的一项是各种评分:

  VAS主要评价疼痛;

  WOMAC用于评价老年的膝关节炎;

  Lysholm评分膝关节功能的可靠性、有效性、敏感性比较高。

  膝关节炎

  01 自体BMSC治疗膝骨关节炎的初步研究

  (Transplantation, 2013)

  参组人数:N=12人(无对照研究)

  治疗方案:关节腔内注射培养扩增的4*10^7个间充质干细胞BMSCs, 治疗后1年检测结果。

  评价指标: VAS评分 | WOMAC评分 | 勒凯纳指数 | MRI

  研究结果:接受骨髓间充质干细胞治疗的病人,其膝关节功能指标逐渐改善,改善率在1年内接近65%至78%,软骨质量也得到改善,其中11名病人软骨缺损面积明显减少。

  上图为该研究的总结,复杂的我们就不看了,理想的治疗方案是我们基本达不到的治疗,可以看出MSCs治疗方案比传统方案更加接近理想治疗方案。

  02 自体BMSC治疗膝骨关节炎六例

  (Arch Iran Med, 2012)

  参组人数:N=6人(无对照研究)

  治疗方案:关节腔内注射培养扩增的2~2.4*10^7个间充质干细胞BMSCs, 治疗后6个月,1年检测结果。

  评价指标: MRI | VAS评分 | WOMAC评分 | 步行距离

  研究结果:关节内注射骨髓间充质干细胞6个月后,疼痛、功能状态和步行距离均提高。6名治疗组中3名患者在治疗前后的MRI比较可以看出,该治疗对于改善软骨厚度,修复组织延伸超过软骨下骨,以及减少软骨下骨的水肿是非常显著的。

  上图a示意治疗前软骨,b为治疗后6个月软骨,箭头所示为软骨修复位置。

  03 关节内注射两种不同剂量的自体BMSC与透明质酸治疗膝骨关节炎:多中心随机对照临床试验(Ⅰ/Ⅱ期)

  (J Transl Med, 2016)

  参组人数:N=30人(随机对照实验)

  治疗方案:关节腔内注射培养扩增的1*10^7(低剂量组)、1*10^8(高剂量组)个间充质干细胞BMSCs, 治疗后3个月、6个月、12个月检测结果。

  评价指标: 主诉 | VAS评分 | WOMAC评分 | 关节运动角度范围 | MRI

  研究结果:治疗后VAS评分得到改善,WOMAC评分在6个月之后才得到改善。治疗后12个月后软骨的体积和质量都得到提高,并且高剂量组具有更好的改善效果。

  上图中可以看出不论是低剂量组或者是高剂量组,VAS评分(疼痛指标)都是下降的。

  04 异体BMSC治疗膝骨关节炎随机对照试验

  ( Arch Iran Med, 2012)

  参组人数:N=30人(随机对照实验)

  治疗方案:关节腔内注射培养扩增的4*10^7个间充质干细胞BMSCs, 治疗后8天,3个月,6个月,12个月检测结果。

  评价指标: MRI | VAS评分 | WOMAC评分 | 主诉

  研究结果:与对照组相比,BMSCs治疗后疼痛显著降低,膝关节功能指数显著改善,而软骨损伤显著减少。

  上图所示,颜色越红代表软骨质量越差。可以看出治疗前(左边)的软骨大部分是黄色,治疗后蓝色明显偏多,表示治疗后软骨质量增加。

  05 关节内注射自体BMSC对膝骨关节炎患者疼痛及膝关节功能的影响

  (Int J Rheum Dis, 2017)

  参组人数:N=61人

  治疗方案:关节腔内注射10ml的非体外扩增间充质干细胞BMSCs, 治疗后1周,1个月,6个月检测结果。

  评价指标: VAS评分 | WOMAC评分 | X射线检查

  研究结果:6个月后,治疗组的膝关节疼痛显著改善,生活质量显著提高。

  06 骨髓吸取浓缩物治疗膝骨关节炎的随机单盲实验

  (Am J Sports Med, 2017)

  参组人数:N=25人

  治疗方案:关节腔内注射5ml的骨髓抽取浓缩物以及10ml的PRP, 治疗后1周,1个月,6个月检测结果。

  评价指标: VAS评分 | ICOAP评分 | 主诉

  研究结果:注射骨髓提取浓缩物之后,膝关节疼痛明显改善,但是与盐水对照组比较无明显差异。

  07 关节内注射ADSC治疗膝关节炎的临床试验

  (Stem Cells. 2014)

  参组人数:N=18人

  治疗方案:关节腔内注射体外扩增1*10^7(低剂量组),5*10^7(中剂量组),1*10^8(高剂量组), 治疗后1个月,6个月检测结果。

  评价指标: VAS评分 | WOMAC评分 | MRI

  研究结果:注射脂肪来源的间充质干细胞ADSCs后,膝关节疼痛明显改善,软骨的体积与质量明显增加。

  上图可以看出从左往右随着治疗的变化软骨逐渐得到修复

  08 ADSC注射改善膝骨关节炎症状

  (Arthroscopy, 2013)

  参组人数:N=18人

  治疗方案:关节腔内注射1.18*10^6个脂肪间充质干细胞,连同PRP以及关节镜清扫术, 治疗后1个月,6个月检测结果。

  评价指标: VAS评分 | WOMAC评分 | Lysholm评分 | MRI

  研究结果:WOMAC、Lysholm和VAS评分在治疗后改善。随后的分析显示,临床和放射学检查的改善与注射的脂肪干细胞数量有关。

  09 ADSC治疗膝骨关节炎的临床疗效及二期关节镜检查

  (Arthrosc, 2015)

  参组人数:N=30人

  治疗方案:关节腔内注射4.04*10^6个脂肪间充质干细胞,连同PRP以及关节镜清扫术, 治疗后3个月,12个月,以及两年检测结果。

  评价指标:VAS评分 | Lysholm评分 | 关节镜检查

  研究结果:大多数患者在最终随访中的所有结果测量均有显著改善。在第二次关节镜检查中,14个(总共16个)的关节软骨没有退化,只有5例患者的Kellgren-Lawrence评分恶化。

  上图a为治疗前关节镜检查结果,可以看出软骨存在缺损。图b为脂肪间充质干细胞联合PRP治疗,图c为治疗后结果,软骨得到了修复。

  10 关节镜下评价ADSC移植治疗膝骨关节炎软骨损伤

  (Am J Sports Med, 2014)

  参组人数:N=35人

  治疗方案:关节腔内注射3.8*10^6个脂肪间充质干细胞,治疗后约24-36个月检测结果。

  评价指标:IKDC评分 | 关节镜检查 | 主诉

  研究结果:ADSCs治疗后能够显著改善膝关节骨性关节炎,BMI越高效果越差。

  上图中A-C为51岁男性膝关节镜,D-F为54岁女性膝关节镜。A/D为治疗前,白色示意软骨,浅黄色示意裸露的骨。B/E为间充质干细胞注射。C/F为治疗后的关节镜检查。

  11 髌下ADSC治疗膝骨关节炎

  (Knee, 2012)

  参组人数:N=25人

  治疗方案:关节腔内注射1.89*10^6个脂肪间充质干细胞、PRP以及联合关节镜清扫,治疗后约3个月,16个月检测结果。

  评价指标:VAS评分 | Lysholm评分 | X射线

  研究结果:在ADSCs治疗后,疼痛显著减轻,膝关节功能改善。

  12 膝关节内注射ADSC(SVF)和PRP治疗骨性关节炎

  (J Transl Med, 2017)

  参组人数:N=10人

  治疗方案:关节腔内注射脂肪来源基质成分ADSVF和PRP,治疗后1周,1月,6月,1年,1.5年,2年检测结果。

  评价指标:WOMAC评分 | MRI

  研究结果:治疗后,2年后WOMAC评分也得到改善。6分钟内步行距离也显著增加。60%的病人的软骨体积增加。

  如上图所示,左图为治疗前,右图为治疗后,白色“+”处示意软骨增厚。

  13 ADSC治疗严重膝骨关节炎Ⅰ期剂量递增试验

  (Stem Cells Transl Med, 2017)

  参组人数:N=18人

  治疗方案:关节腔内注射2*10^6(低剂量)、10*10^6(中剂量)、50*10^6(高剂量)个脂肪间质基质细胞SVF,治疗后约6个月检测结果。

  评价指标:VAS评分 | WOMAC评分 | Lysholm评分 | MRI

  研究结果:在ADSVF治疗后,疼痛显著减轻,没有发现不良反应。

  上图是治疗前后的核磁对比,如之前的一样,颜色越蓝,代表软骨质量越好。可以看出治疗后软骨质量明显提高。

  14 关节镜下注射SVF注射治疗骨关节炎微骨折的临床观察

  (Stem Cells Transl Med, 2016)

  参组人数:N=30人

  治疗方案:关节腔内注射1*10^6个ADSCs混合SVF以及PRP,治疗后约6个月,12个月,18个月检测结果。

  评价指标:VAS评分 | WOMAC评分 | Lysholm评分

  研究结果:治疗组与对照组比较,WOMAC评分降低,VAS和Lysholm评分更高,表示膝关节疼痛和功能均得到改善。

  15 ADSC与BMSC在体外骨关节炎模型中软骨生成能力的增强

  (J Cell Physiol, 2016)

  参组人数:N=6人

  实验方案:2.5*10^5个ADSCs与BMSCs在1ml培养基中培养,1月之后观察。

  评价指标:软骨特异性基因 | 炎症因子表达

  研究结果:脂肪来源的间充质干细胞ADSCs比骨髓来源的间充质干细胞BMSCs更具有软骨分化的能力。

  小结与展望

  国内,用于治疗膝骨关节炎的细胞产品“CBM-ALAM.1异体人源脂肪间充质祖细胞注射液”已经获得IND批件,直接从Ⅱ期临床试验开始。

  国际上,获批用于治疗膝骨关节损伤的治疗相关的细胞产品,包括:

  比利时TiGenix公司开发的产品ChondroCelect(自体软骨),用于膝盖软骨修复。韩国Medi-post 公司开发的产品Cartistem(脐带血间充质干细胞),用于治疗退行性关节炎和受损的膝盖软骨。

  国内外大量临床前研究和临床研究已经证实,脂肪、脐带、脐带血和骨髓等组织来源的间充质干细胞(MSCs)在膝关节炎治疗中是安全和有效的。膝关节炎也因此成了干细胞走向临床应用的重要突破口之一。

  作为干细胞应用的理想种子细胞,间充质干细胞来源非常广泛。因其安全性及有效性也已有广泛的临床研究支持,其新药研发临床试验和临床研究也一直备受瞩目。

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