章愛(ài)梅,章愛(ài)華,劉峰之,孫福廷,張培良.濰坊市坊子區(qū)人民醫(yī)院,山東濰坊 6000;.淄博市第八人民醫(yī)院,山東淄博 55000;.濰坊市人民醫(yī)院,山東濰坊 6000
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間充質(zhì)干細(xì)胞在骨折病人創(chuàng)傷修復(fù)中的應(yīng)用研究
章愛(ài)梅1,章愛(ài)華2,劉峰之1,孫福廷3,張培良3
1.濰坊市坊子區(qū)人民醫(yī)院,山東濰坊261000;2.淄博市第八人民醫(yī)院,山東淄博255000;3.濰坊市人民醫(yī)院,山東濰坊261000
[摘要]目的探討臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞輸注治療骨折并大面積軟組織挫裂傷的療效。方法對(duì)隨機(jī)選取的該院臨床骨外科30例骨折大面積軟組織損傷術(shù)后患者,其中20例采用臍帶來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞靜脈輸注2個(gè)療程。另一組10例按術(shù)后普通治療。結(jié)果兩個(gè)療程后,患者愈合指標(biāo)明顯改善。結(jié)論間充質(zhì)干細(xì)胞輸注治療骨折大面積軟組織損傷術(shù)后患者是安全的,這種新型療法可能是治療骨折大面積軟組織損傷術(shù)后患者的一個(gè)合適選擇。
[關(guān)鍵詞]骨折;損傷;臍帶
目前對(duì)人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)上清液中傷口愈合檢測(cè)研究的報(bào)道較少。有研究發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞,體內(nèi)微環(huán)境作用于間充質(zhì)干細(xì)胞,而引起了干細(xì)胞的主動(dòng)遷移,遷移至受損部位進(jìn)行修復(fù),間充質(zhì)干細(xì)胞的這種行為我們稱(chēng)之為“歸巢”效果。該研究嘗試在外傷骨折并大面積軟組織挫裂傷患者,靜脈輸注臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞,因?yàn)殚g充質(zhì)干細(xì)胞有很強(qiáng)的趨向炎癥和損傷部位的作用,有效的加快損傷和骨折愈合,縮短病程,為病人帶來(lái)益處。
1.1一般資料
濰坊市人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科2014年6月—2015年6月車(chē)禍外傷骨折并大面積軟組織損傷病例30例。年齡20~62歲,中位年齡35歲。入組所有病例均無(wú)身體其他重要臟器的器質(zhì)性病變及損傷。經(jīng)醫(yī)院倫理學(xué)委員會(huì)同意,與病人溝通同意后,隨機(jī)找20例愿意做此項(xiàng)治療者為觀察組,另外10例為對(duì)照組。兩組均在同時(shí)術(shù)前術(shù)后做傷情評(píng)估及X光CT檢查對(duì)照。
1.2治療方法
制備Uc-MSC:把人的臍帶剪成小塊,然后以將其粘貼與壁上,需要72 h進(jìn)行培養(yǎng),將為消化的組織塊消除,然后用胰蛋白酶消化原代臍帶例的間充質(zhì)干細(xì)胞,而后用10%的體積分?jǐn)?shù)胎牛血清終止消化L-DMEM的培養(yǎng),不斷的吹打,然后移至離心管之中,置于離心10 min后將清液去除,再將培養(yǎng)基繼續(xù)加入然后再次吹打,吹打完畢后放入培養(yǎng)箱中,培養(yǎng)箱需要保持37℃的常溫,以及5%的二氧化碳,待第三代、第四代消化完畢,離心后Uc-MSC細(xì)胞與生理鹽水調(diào)合,調(diào)到濃度為2×109L,最后放入4℃的環(huán)境下保存以待備用。
1.3統(tǒng)計(jì)方法
采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件及Excel2007軟件完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,進(jìn)行t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料進(jìn)行Χ2檢驗(yàn)。
觀察組在手術(shù)后和對(duì)照組一樣接受抗感染、補(bǔ)充鈣劑、康復(fù)治療后另外行間充質(zhì)干細(xì)胞靜脈輸注2個(gè)療程。2次/周,劑量為(1.0~1.6)×106cells/kg,2周為1個(gè)療程,共靜脈輸注2個(gè)療程,見(jiàn)表1。
表1 骨折愈合組織修復(fù)功能重建住院時(shí)間比較
中胚層是人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(umbilical cord mesenchymal stem cells,UC-MSCs)的主要來(lái)源,它是從出生后廢棄的胚外組織中分離獲得,具有比一般的成體干細(xì)胞更強(qiáng)的多能分化能力,而且可以跨胚層進(jìn)行分化,不斷的誘導(dǎo)和分化出多種細(xì)胞,既包括有骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞,也包括軟骨細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞。這表明臍帶來(lái)源的干細(xì)胞具有多向分化潛能,具有作為細(xì)胞替代治療的種子細(xì)胞可能。人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞具有來(lái)源廣泛,采集容易,無(wú)異體排斥等優(yōu)點(diǎn),并且具有自我更新和多向分化潛能,成為細(xì)胞治療和組織工程新的種子細(xì)胞.臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞代表著多種胚胎干細(xì)胞的分子特征,它具有著較大的分化潛力、較強(qiáng)的增殖能力、低免疫原性等特點(diǎn)。臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞取材方便、不受道德倫理限制等特征受到臨床關(guān)注[1]。人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞是培養(yǎng)傷口愈合而產(chǎn)生的介素和因子,分別為:白細(xì)胞介素1,白細(xì)胞介素8,轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子1,單核細(xì)胞趨化蛋白1,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子,GM-CSF和TIMP-1的分泌水平高表達(dá)[2-6]。其中白細(xì)胞介素6,白細(xì)胞介素8,單核細(xì)胞趨化蛋白1和組織基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑1,其中單核細(xì)胞趨化蛋白1和組織基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑1的表達(dá)量最高。人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)上清液中含有大量傷口愈合相關(guān)因子經(jīng)過(guò)了Uc-MSC的鑒定表明:CD14、CD34、CD73、CD44、CD90、CD45、CD105、HLA -DR等都是適用流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行表面標(biāo)記的分析,通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)CD44、CD73、CD90和CD105 4個(gè)的檢測(cè)呈陽(yáng)性,陽(yáng)性率>95%[2]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,Uc-MSC的治療既有效的降低了CIA大鼠血清白細(xì)胞介素1、白細(xì)胞介素18以及白細(xì)胞介素6,VCAM-1水平較模型組和腫瘤壞死因子α也得到了有效的控制,通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解到間充質(zhì)干細(xì)胞的趨化效果可以直接的到達(dá)了炎癥部位,通過(guò)調(diào)控T細(xì)胞和B細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)炎癥因子的抑制[7]。有研究表明,間充質(zhì)干細(xì)胞的主要來(lái)源臍帶,不僅僅是骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的理想替代物,而且它的潛在應(yīng)用能力十分巨大[8]。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,可以發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞本身對(duì)炎癥和損傷部位有很強(qiáng)的趨向作用[5]。有研究發(fā)現(xiàn)體內(nèi)微環(huán)境作用于間充質(zhì)干細(xì)胞,而引起了間充質(zhì)干細(xì)胞的主動(dòng)遷移,遷移至受損部位進(jìn)行修復(fù),間充質(zhì)干細(xì)胞的這種行為我們稱(chēng)之為“歸巢”效果。在體外的免疫調(diào)節(jié)研究中,發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞的介導(dǎo)使得多種細(xì)胞自己完成了多個(gè)環(huán)節(jié)的機(jī)體調(diào)節(jié),表達(dá)了調(diào)節(jié)T細(xì)胞、B細(xì)胞、DC細(xì)胞、以及NK細(xì)胞因子。
類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎產(chǎn)生的病因主要就于B細(xì)胞、細(xì)胞因子、細(xì)胞凋亡、蛋白酶等多種因素由于受到了T細(xì)胞介導(dǎo)的影響,導(dǎo)致了免疫性疾病,所以關(guān)于干預(yù)RA炎癥病理,需要間充質(zhì)干細(xì)胞的治療干預(yù),治療有很大的可行性[10]。該文就臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)特性、誘導(dǎo)分化潛能、免疫原性重點(diǎn)討論其最新的臨床應(yīng)用。新分離方法及其作為骨組織工程(tissue engineering bone,TEB)種子細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)。流式細(xì)胞儀檢測(cè)4代細(xì)胞的表面分子,并進(jìn)行成骨、成軟骨、成脂誘導(dǎo)以鑒定其多向分化潛能。將獲取的四代臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞,應(yīng)用到骨折病人促使損傷組織向成骨、脂肪、軟骨分化。此類(lèi)外傷骨折并大面積軟組織挫裂傷病人,損傷部位組織碾軋嚴(yán)重,血運(yùn)差,感染重,骨髓干細(xì)胞相對(duì)不足,需要增加,靜脈輸注臍帶產(chǎn)生的間充質(zhì)干細(xì)胞,炎癥和損傷部位有效的趨化了,這是由于間充質(zhì)干細(xì)胞本身具有的屬性,它加快損傷和骨折愈合,縮短病程,為病人和醫(yī)院帶來(lái)益處。
[參考文獻(xiàn)]
[1]Hunsberger JG.Accelerating stem cell trials for Alzheimer's disease[J].Lancet Neurol,2015(15):1474-4422.
[2]Watanabe Y.Stem cell therapy:is there a future for reconstruction of large bone defects[J].Injury,2016,47 Suppl 1:S47-51.
[3]Tan X.Mesenchymal stem cell -derived microparticles:a promising therapeutic strategy[J].Int J Mol Sci,2014,15(8):14348-14363.
[4]Wang H.HGF Gene Modification in Mesenchymal Stem Cells Reduces Radiation-Induced Intestinal Injury by Modulating Immunity[J].PLoS One,2015,10(5):e0124420.
[5]張美榮,孫亞如,王麗,等.間充質(zhì)干細(xì)胞HIV治療結(jié)果觀察[J].傳染病信息,2014(1):25-28.
[6]洪敬欣,張茜真,韓俊領(lǐng),等.間充質(zhì)干細(xì)胞輸注治療潰瘍性結(jié)腸炎[J].組織工程與重建外科雜志,2012,7(5):258-260.
[7]臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在組織損傷中的細(xì)胞分化.中華損傷與修復(fù)雜志:電子版.,2014(2):73-75.
[8]鄭麗坤,張磊,盧士紅,等.人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞.對(duì)調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志,2014(5):577-581.
[9]劉素蕊,李俊峽,楊曉亞,等.臍帶間質(zhì)干細(xì)胞對(duì)白細(xì)胞介素的增值作用[J].實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志,2010(4):555-557.
[10]李田,李小毛,張琪,等.臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)炎性因子Cdc42的遷移影響國(guó)家自然科學(xué)基金[J].中國(guó)組織工程研究,2014(23):3616-3621.
[11]范繼桃,孫杰.臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療輸卵管炎[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)科學(xué)版,2014,1(1):25-31.
Application Research on Mesenchymal Stem Cells in Wound Repair of Patients with Fractures
ZHANG Ai-mei1,ZHANG Ai-hua2,LIU Feng-zhi1,SUN Fu-ting3,ZHANG Pei-liang3
1.The People's Hospital of Fangzi District,Weifang City,Weifang,Shandong Province,261000 China;2.The Eighth People's Hospital of Zibo City,Zibo,Shandong Province,255000 China;3.The People's Hospital of Weifang City,Weifang,Shandong Province,261000 China
[Abstract]Objective To discuss the curative effect of umbilical cord mesenchymal stem cell infusion in treatment of fracture combined with extensive soft tissue laceration. Methods Of the 30 cases of patients after fracture combined with extensive soft tissue laceration operation in the department of clinical bone surgery,20 cases received umbilical cord mesenchymal stem cell infusion for two courses of treatment,and the other 10 cases received postoperative common treatment. Results After two courses of treatment,the healing indexes of patients were obviously improved. Conclusion Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell Infusion in treatment of Fracture combined with extensive soft tissue laceration is safe,and the new-style therapy may be a suitable choice of treatment of patients after fracture combined with extensive soft tissue laceration operation.
[Key words]Fracture;laceration;Umbilical Cord
[中圖分類(lèi)號(hào)]R318
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]1674-0742(2016)05(a)-0063-02
DOI:10.16662/j.cnki.1674-0742.2016.13.063
[作者簡(jiǎn)介]章愛(ài)梅(1965.11-),女,山東臨朐人,病理學(xué)碩士,副主任病理醫(yī)師,研究方向:婦產(chǎn)科病理學(xué)。
收稿日期:(2015-12-27)