鄭穎瑤

骨關節(jié)炎是一個常見病，世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，50歲以上的人中，骨關節(jié)炎的發(fā)病率為50%，55歲以上的人群中，發(fā)病率為80%。隨著人口老齡化，骨關節(jié)炎的患者越來越多。又由于現(xiàn)在工作方式的改變，許多年輕人也患上了骨關節(jié)炎，患病人群的年齡已經有所提前。

關節(jié)：有活動就有破壞

人體的每一個關節(jié)至少有兩個相對應的關節(jié)面，每個關節(jié)面上都覆蓋著一層光滑且富有彈性、耐磨的關節(jié)軟骨，對關節(jié)起到支持和保護的作用，這樣才能使人們輕松自如地活動。

人體活動關節(jié)中的軟骨多屬于透明軟骨，如大家所熟悉的膝關節(jié)、髖關節(jié)等;微動關節(jié)中的軟骨多為纖維軟骨，如椎間盤。由于關節(jié)要承受一生中運動所致的周而復始的磨損，所以關節(jié)軟骨很容易隨著年齡的增長而發(fā)生退變，軟骨老化發(fā)展到一定程度，最終會導致骨關節(jié)炎的發(fā)生。此時關節(jié)軟骨便失去了原有的光澤，變黃、變粗糙，失去彈性，發(fā)生軟化，甚至出現(xiàn)裂隙、脫落，關節(jié)邊緣骨質增生，關節(jié)疼痛、腫脹、活動受限等癥狀便隨之而來。在臨床上，骨性關節(jié)炎患者都是有了癥狀或者發(fā)現(xiàn)異常體征才會就診。

骨關節(jié)炎可以出現(xiàn)在身體的不同部位，包括手、膝、髖、脊柱和足部等。其中，膝部骨關節(jié)炎最常見，早期患者行走時可感覺到疼痛，晚期特別是夜間休息時亦可感覺疼痛。

骨關節(jié)炎雖然不是疑難重癥，卻嚴重影響人的日常生活，如果能治愈該病，對人類真是福音。

軟骨修復，愈挫愈勇

骨關節(jié)炎的問題主要在軟骨，各種原因導致的骨關節(jié)炎最后都集中表現(xiàn)為軟骨變薄、破碎、脫落等現(xiàn)象。通俗來講，治好軟骨，就能治好骨關節(jié)炎。

嘗試一：微骨折法

不足之處：“新軟骨”是個假李逵

微骨折手術是一種應用關節(jié)鏡的微創(chuàng)手術。醫(yī)生首先清除關節(jié)中已經鈣化的軟骨，然后在軟骨有缺損的位置，軟骨下方的骨頭上鉆出小孔，令一部分骨髓和血液從孔中滲出，形成血液凝塊。這種血液凝塊中含有干細胞，可以從中分化形成類軟骨的細胞。人體自身會將這種人為制造的微型骨折當作機體損傷來應對，為患者提供新的替代性軟骨。

但是，這種方法形成的并非真正的關節(jié)軟骨，而是一種類似關節(jié)軟骨的性能較差的纖維組織，且術后恢復期相當長，可能需要半年到一年的時間。

嘗試二：馬賽克成形術

不足之處：移植原料捉襟見肘

自體骨軟骨移植術又叫馬賽克成形術。顧名思義，該技術就是如鑲嵌馬賽克一樣將不同直徑的正常骨軟骨復合體置于軟骨缺損區(qū)。

一般選擇膝關節(jié)非負重區(qū)域的正常軟骨及其下方骨質作為供體，取直徑5毫米～12毫米、長10毫米～20毫米的柱狀骨軟骨復合體，清理受損的軟骨面及其下方骨質，將供體置于缺損區(qū)。由于供區(qū)有限，所以采用該方法能修復的軟骨缺損面積比較有限。

該技術于1993年用于治療膝關節(jié)軟骨損傷，取得良好效果。膝關節(jié)軟骨損傷是膝關節(jié)骨關節(jié)炎的常見病因。其缺點是操作繁瑣，對人體創(chuàng)傷也較大。

嘗試三：自體軟骨細胞移植

不足之處：二次手術很繁瑣

自體軟骨細胞移植（ACI）是最近才開始嘗試的新方法。它是通過取患者自身的關節(jié)軟骨細胞在體外進行培養(yǎng)和增殖，然后再植入軟骨缺損區(qū)。

該方法需要經過兩次手術來完成：第一次手術評估軟骨缺損，并取軟骨細胞組織;經過大約兩周的培養(yǎng)后，在第二次手術時再植入缺損區(qū)域。

不僅如此，上述方法還有個共同的缺陷，就是修復的組織以纖維軟骨為主，缺少正常透明軟骨的多層結構、力學性能等。所以說，人們還要探索更好的軟骨修復方法，比如軟骨再生。

軟骨再生有希望

近30年，世界各國在軟骨再生領域投入了大量人力物力，取得很多階段性成果，但最后能臨床應用的寥寥無幾，足見軟骨再生領域之艱難。正如北京大學生物醫(yī)學工程系教授、博士生導師葛子鋼所言：“這些研究漫長而繁瑣”。

葛子鋼團隊對于軟骨再生的研究主要聚焦在膝關節(jié)軟骨的研究。原因就是：中國人膝關節(jié)骨關節(jié)炎的發(fā)病率真的很高。

圍繞軟骨再生這個主題，他們用了10多年，兜兜轉轉，先后嘗試了生物材料修復軟骨的組織工程研究、電刺激干細胞成軟骨分化促進軟骨再生、巨噬細胞與軟骨再生研究。這一系列研究給我們的整體感覺是，要想刺激軟骨再生真的很難，有太多看得見和仍然未知的“坎”需要一步一步地去邁。

當然，他們并不孤單，國際上做同類研究探索的團隊還有很多，要不怎么那么多人引用他們的文章呢？

“納秒脈沖電場調控成體干細胞的干性和分化潛能”是葛子鋼實驗室近10年來研究的重點方向，也是它讓這個團隊在同行中顯得有些突出。

電作為一種生物物理信號，可以認為是為細胞“按摩理療”。當電場存在時間足夠短的時候，比如微秒電場，就可以在那一瞬間擊穿細胞膜，幫助細胞外的藥物進入細胞。目前這種方法在癌癥治療中嘗試較多。

如果說微秒是一瞬間，那么納秒就是一瞬間的一瞬間。由于納秒脈沖電場可以在很短的時間內聚焦高功率的電脈沖產生很強的電效應，因此，在各個領域作為刺激物質的一種方法，越來越引起人們的注意，特別是在生命科學領域，常用于刺激各種細胞來引起不同的反應。

葛子鋼教授解釋說，借助納秒脈沖電場，不僅可以直擊目標細胞，更可以“瞄準”目標細胞里的細胞器——細胞核，影響細胞核的功能。

這個“大殺器”對大多數人來說似乎沒啥用，但對葛子鋼他們不一樣。因為他們曾經找出了問充質干細胞向軟骨細胞分化的多個信號通路，只是它們被保護在細胞里，看得見摸不著?，F(xiàn)在，總算可以試著“干預”一下了。

“干預”的結果是，納秒電脈沖特異性激活了Wnt/β-Catenin、JNK/CREB-STAT3等信號通路，促進了間充質干細胞成軟骨分化，顯著促進軟骨損傷實驗大鼠的軟骨修復和再生。

而且，調整納秒脈沖電場的多種參數，如脈寬、場強、頻率、刺激次數以及刺激時間等，還能產生不同的效果，專業(yè)的話是“帶來不同的生物學效應以及細胞的特異性反應”。

暢想一下，等這個技術真正轉化到臨床的那一天，我們有可能通過一個通電的納秒脈沖小機器，調節(jié)眾多參數，就可以指揮骨關節(jié)內的間充質干細胞向軟骨分化，幫我們治療關節(jié)炎。