王 力,張凈宇,劉建華,趙海勇,溫 芳,游 洋,丁紅梅
膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis, KOA)是一種常見的慢性退行性疾病,隨病程延長,膝關(guān)節(jié)功能會逐漸喪失,最終導(dǎo)致殘疾[1]。既往KOA早期治療以物理及藥物治療為主,旨在延緩病情進(jìn)展、減輕臨床癥狀,晚期則可考慮行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。既往對藥物、物理治療無效,臨床評估病變尚無需行關(guān)節(jié)置換術(shù)者,關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)是其最為有效的治療手段,可清除軟骨碎屑、降解顆粒及各種炎性因子,并可調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)液酸堿度與滲透壓,改善關(guān)節(jié)內(nèi)環(huán)境與軟骨營養(yǎng)供給,延緩病程進(jìn)展[2]。但關(guān)節(jié)軟骨屬透明軟骨,內(nèi)部無神經(jīng)、血管及淋巴管分布,未分化細(xì)胞無法進(jìn)入并修復(fù)損傷部位,且軟骨細(xì)胞包埋于致密的膠原-蛋白多糖基質(zhì)中,限制了細(xì)胞增殖和遷移能力,使得軟骨細(xì)胞基質(zhì)的合成能力受限,無法滿足組織修復(fù)需要。隨細(xì)胞生物理論和對KOA病因病理研究的不斷深入,使得干細(xì)胞技術(shù)治療KOA成為可能。自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(ABMSCs)因具有免疫抑制活性、多向分化潛能及易培養(yǎng)等特點,近年逐漸應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的治療[3]。研究顯示,ABMSCs具有高度自我更新能力和多向分化潛能,體外不同條件誘導(dǎo)下可分化為不同組織,有效修復(fù)受損軟骨組織[4]。但目前關(guān)于ABMSCs移植聯(lián)合關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)治療KOA的報道較少,故而本研究在行關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)基礎(chǔ)上聯(lián)合ABMSCs移植治療KOA,探討其臨床治療效果以及對患者疼痛、膝關(guān)節(jié)功能、炎性因子的影響。
1.1納入與排除標(biāo)準(zhǔn)
1.1.1納入標(biāo)準(zhǔn):①符合KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)[5];②Kellgren-Lawrence(K-L)分級Ⅱ~Ⅲ級;③單側(cè)患?。虎芫哂嘘P(guān)節(jié)鏡清理術(shù)和ABMSCs移植治療適應(yīng)證;⑤無其他系統(tǒng)嚴(yán)重器質(zhì)性病變。
1.1.2排除標(biāo)準(zhǔn):①膝關(guān)節(jié)嚴(yán)重畸形或存在關(guān)節(jié)游離體者;②合并風(fēng)濕及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎者;③合并嚴(yán)重肝腎功能不全、凝血功能異常者;④正接受藥物等其他方法治療者;⑤伴膝關(guān)節(jié)急性創(chuàng)傷或感染、局部皮膚破潰者;⑥有膝關(guān)節(jié)手術(shù)史者;⑦伴精神異常、認(rèn)知障礙者。
1.2對象及方法 選取我院2017年10月—2019年2月收治的110例KOA患者,其中男60例,女50例;年齡45~73(64.8±5.1)歲;病變側(cè)別:左膝37例,右膝73例;病程3個月~3年,平均(1.42±0.65)年;K-L分級:Ⅱ級32例,Ⅲ級78例。所有患者據(jù)治療方法不同分為觀察組57例和對照組53例。兩組一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批通過。
1.3治療方法 兩組均行關(guān)節(jié)鏡清理術(shù),觀察組在此基礎(chǔ)上聯(lián)合ABMSCs移植治療。
1.3.1對照組:對照組予膝關(guān)節(jié)鏡清理術(shù),完善術(shù)前準(zhǔn)備,連續(xù)硬膜外麻醉,麻醉起效后患者取平臥位,常規(guī)消毒鋪巾,自患膝關(guān)節(jié)前內(nèi)、外做一約5 mm切口,后置入關(guān)節(jié)鏡,全面探查患膝關(guān)節(jié),逐一清理關(guān)節(jié)病變組織,視病情情況松解或部分切除髕下肥厚脂肪組織與內(nèi)側(cè)滑膜嵌頓組織,部分切除炎癥較重的增生肥厚滑膜組織,同時處理合并的半月板損傷。術(shù)后用0.9%氯化鈉注射液充分沖洗關(guān)節(jié)腔,逐層縫合切口并無菌敷料包扎。
1.3.2觀察組
1.3.2.1血小板裂解液(PL)制備:關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)前1周抽取自體空腹靜脈血300 ml,1000 r/min離心10 min取上清,-20℃冰箱過夜后再于-80℃冰箱凍存12 h后取出,置于37℃水浴鍋中融化3 min,后以1000 r/min離心4 min所獲上清液即為PL。將獲得的PL中加入氯化鈣2 mg/ml和凝血酶28 U/ml,混勻后37℃培養(yǎng)6 d,1000 r/min離心5 min,獲得的上清液即為激活的PL液,置于-80℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2.2ABMSCs分離培養(yǎng):行關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)的同時,消毒患者髂后上棘,穿刺注射器抽取骨髓血60 ml。采用密度梯度離心法分離骨髓血中ABMSCs,采用貼壁培養(yǎng)法在DMEM培養(yǎng)基中培養(yǎng),2~3 d換培養(yǎng)液1次。培養(yǎng)第8日用0.25%胰蛋白酶消化后行傳代培養(yǎng)、純化,取第2代細(xì)胞分裝于-80℃冰箱冷凍備用。
1.3.2.3ABMSCs移植:觀察組在關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)后1個月行ABMSCs移植,關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)方法同對照組。移植術(shù)前1周于患膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射激活的PL液3 ml,移植術(shù)前3 d取凍存的第2代ABMSCs培養(yǎng),移植當(dāng)日以0.25%胰蛋白酶收集ABMSCs,1000 r/min離心6 min棄上清后取激活的PL液3 ml重懸。患者取仰臥位,常規(guī)膝關(guān)節(jié)腔穿刺抽取關(guān)節(jié)積液,拔下注射器針管,留置針頭接裝有ABMSCs懸液的注射器,緩慢注入患膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)2 ml。注射完畢后無菌紗布按壓針眼3~5 min,俯臥位保持30 min,每5 min屈伸活動膝關(guān)節(jié)8~10次。移植術(shù)后1周再次關(guān)節(jié)腔穿刺注射激活的PL液3 ml。
1.4觀察指標(biāo)
1.4.1療效評定[6]:治療后半年比較兩組療效。臨床控制:關(guān)節(jié)疼痛、腫脹等癥狀消失,關(guān)節(jié)功能基本恢復(fù)正常;顯效:關(guān)節(jié)疼痛、腫脹等癥狀顯著緩解,關(guān)節(jié)功能明顯好轉(zhuǎn);好轉(zhuǎn):關(guān)節(jié)疼痛、腫脹等癥狀有所緩解,關(guān)節(jié)功能有所好轉(zhuǎn);無效:關(guān)節(jié)疼痛、腫脹等癥狀及關(guān)節(jié)功能均無好轉(zhuǎn)或加重??傆行?(臨床控制+顯效+好轉(zhuǎn))例數(shù)/總例數(shù)×100%。
1.4.2疼痛程度:治療前及治療后3、6個月,采用視覺模擬評分法(visual analogue scale, VAS)評價兩組疼痛程度,總分0~10分,得分越高表示疼痛程度越嚴(yán)重[7]。
1.4.3膝關(guān)節(jié)功能:治療前及治療后3、6個月采用Lysholm膝關(guān)節(jié)評分量表(Lysholm knee score scale, LKSS)評價兩組患膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況,總分100分,得分越高表示膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)越好[8]。
1.4.4關(guān)節(jié)液炎性因子:治療前及治療后3、6個月,采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測兩組患膝關(guān)節(jié)液白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平。
1.4.5治療后半年兩組并發(fā)癥
2.1臨床療效比較 觀察組治療總有效率為91.23%高于對照組的71.70%(χ2=7.042,P=0.008)。見表1。
2.2治療前后疼痛VAS評分比較 兩組治療后VAS評分逐漸降低,治療后3、6個月VAS評分均較治療前降低,且觀察組治療后3、6個月VAS評分均低于對照組同時間,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。見表2。
表2 不同方法治療的膝骨關(guān)節(jié)炎兩組治療前后疼痛視覺模擬評分法評分比較分)
2.3治療前后LKSS評分比較 兩組治療后LKSS評分逐漸升高,治療后3、6個月LKSS評分均較治療前升高,且觀察組治療后3、6個月LKSS評分均高于對照組同時間,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。見表3。
表3 不同方法治療的膝骨關(guān)節(jié)炎兩組治療前后Lysholm膝關(guān)節(jié)評分量表評分比較分)
2.4治療前后關(guān)節(jié)液炎性因子比較 兩組治療后IL-1β、TNF-α逐漸降低,治療后3、6個月IL-1β、TNF-α均低于治療前,且觀察組治療后3、6個月IL-1β、TNF-α亦低于對照組同時間,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。見表4。
表4 不同方法治療的膝骨關(guān)節(jié)炎兩組治療前后關(guān)節(jié)液炎性因子比較
2.5并發(fā)癥發(fā)生情況 治療后半年,兩組均未出現(xiàn)關(guān)節(jié)紅腫、發(fā)熱等局部感染和其他不適。
KOA的發(fā)生與衰老、炎癥、超負(fù)荷運動、骨質(zhì)增生、遺傳、肥胖、環(huán)境等多種因素有關(guān),在上述因素影響下可致膝關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生慢性、無菌性、進(jìn)行性改變,關(guān)節(jié)活動受到明顯限制,從而嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[9]。目前尚無有效藥物能阻止KOA病情進(jìn)展,隨病程進(jìn)展,最終需行人工關(guān)節(jié)置換術(shù),然而該術(shù)存在血栓、感染等風(fēng)險且費用昂貴,極大增加了患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)目前主要用于藥物治療無效且又不具有關(guān)節(jié)置換適應(yīng)證的KOA患者,可調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)液酸堿度與滲透壓,改善關(guān)節(jié)內(nèi)環(huán)境與軟骨營養(yǎng)供給情況,延緩病程進(jìn)展[10]。但關(guān)節(jié)軟骨屬透明軟骨,內(nèi)部無神經(jīng)、血管及淋巴管分布,未分化細(xì)胞無法進(jìn)入并修復(fù)損傷部位,且軟骨細(xì)胞包埋于致密的膠原-蛋白多糖基質(zhì)中,限制了細(xì)胞的增殖和遷移能力,使得軟骨細(xì)胞基質(zhì)的合成能力受限,無法滿足組織修復(fù)的需要。隨著細(xì)胞生物理論和對KOA病因病理研究的不斷深入,使得干細(xì)胞技術(shù)治療KOA成為可能。
間充質(zhì)干細(xì)胞廣泛分布于骨髓及脂肪組織中,具有向成骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、成脂肪細(xì)胞分化的潛能,且易于獲取[11]。梁建基等[12]對骨性關(guān)節(jié)炎患者采用關(guān)節(jié)腔注射ABMSCs治療,顯著改善了關(guān)節(jié)疼痛及僵硬癥狀,有效促進(jìn)了病變關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。動物實驗也顯示ABMSCs可抑制骨關(guān)節(jié)炎模型動物的炎性反應(yīng),降低軟骨基質(zhì)降解速度,促進(jìn)新生軟骨生成與基質(zhì)分泌,減輕滑膜增生,抑制骨贅形成[13]。
研究表明,胰島素樣生長因子-1、白細(xì)胞介素-1等多種細(xì)胞因子參與了軟骨細(xì)胞的分裂、生長、成熟與老化過程,KOA的發(fā)生即是因上述細(xì)胞因子平衡被打破,使其朝軟骨分解的方向進(jìn)行所致[14]。我們在ABMSCs移植術(shù)前及術(shù)后注射PL液,可糾正關(guān)節(jié)軟骨合成與分解失衡,PL液中含有血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子,可促進(jìn)局部血管形成,改善局部血液供應(yīng),促進(jìn)ABMSCs向軟骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化。本研究結(jié)果顯示:觀察組治療總有效率為91.23%高于對照組的71.70%;兩組治療后VAS評分逐漸降低,治療后3、6個月VAS評分均較治療前降低,且觀察組治療后3、6個月VAS評分均低于對照組同時間;兩組治療后LKSS評分逐漸升高,治療后3、6個月LKSS評分均較治療前升高,且觀察組治療后3、6個月LKSS評分均高于對照組同時間。研究顯示,退行性骨關(guān)節(jié)環(huán)境為酸性及低氧環(huán)境,其中含有大量的炎癥介質(zhì),可引起軟骨破壞,抑制軟骨再生,影響ABMSCs的增殖和分化[15]。在KOA發(fā)病與發(fā)展過程中,IL-1β、TNF-α通過介導(dǎo)多種炎性反應(yīng)參與機體免疫調(diào)節(jié),誘發(fā)軟骨細(xì)胞凋亡與細(xì)胞外基質(zhì)降解,在關(guān)節(jié)軟骨破壞初始階段起很大作用[16]。本研究發(fā)現(xiàn),兩組治療后IL-1β、TNF-α逐漸降低,治療后3、6個月時IL-1β、TNF-α均顯著低于治療前,其中觀察組各項炎癥介質(zhì)水平與對照組同時點相比均有明顯降低。
綜上,ABMSCs移植聯(lián)合關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)治療KOA效果顯著,可顯著緩解患者疼痛,促進(jìn)患膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù),有效抑制患膝關(guān)節(jié)液炎癥介質(zhì)釋放,且安全性良好。