孫 月，沈 陽(yáng)，劉 銘，劉松波，趙 根,3, 劉欣偉

北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 1.醫(yī)學(xué)信息數(shù)據(jù)室；2.骨科 全軍重癥戰(zhàn)創(chuàng)傷救治中心,遼寧 沈陽(yáng) 110016；3.大連醫(yī)科大學(xué)北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地，遼寧 沈陽(yáng) 110016

膝關(guān)節(jié)是人體較大的承重關(guān)節(jié)，大量的膝關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)活動(dòng)會(huì)加大膝關(guān)節(jié)損傷發(fā)生率[1]。膝關(guān)節(jié)軟骨損傷較常見(jiàn)，可單獨(dú)發(fā)生，亦可與半月板、前交叉韌帶損傷同時(shí)發(fā)生。有研究顯示，軟骨損傷直徑<3 mm時(shí)，能自行修復(fù)，否則不能自行修復(fù)成功，需接受治療，如未得到有效治療，極易并發(fā)膝關(guān)節(jié)炎，甚至不同程度的軟骨缺損[2]。軟骨缺損癥狀包括腫痛、甚至活動(dòng)受限，嚴(yán)重患者的日常生活。有研究顯示，全球60歲以上人群中，男性發(fā)生膝關(guān)節(jié)軟骨損傷概率約10%，女性約為18%，約80%患者因關(guān)節(jié)炎而活動(dòng)受限，其中25%可導(dǎo)致殘疾[3]。膝關(guān)節(jié)軟骨損傷后，往往先行3～6個(gè)月的保守治療，如果非手術(shù)治療失敗，手術(shù)治療效果很大程度上取決于軟骨缺損的大小和位置。關(guān)節(jié)鏡下微骨折技術(shù)是一種骨髓刺激技術(shù)，其目的是破壞軟骨下骨，促進(jìn)干細(xì)胞、生長(zhǎng)因子等從骨髓中流出，形成纖維蛋白凝塊，最終重塑成纖維軟骨，以填充缺損，具有創(chuàng)傷輕、技術(shù)要求低、手術(shù)成本低、手術(shù)安全性高、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為治療關(guān)節(jié)軟骨損傷的重要方法[4]。有研究顯示[5]，行膝關(guān)節(jié)微骨折術(shù)后，疼痛緩解率高達(dá)90%，但有研究表明，微骨折可能僅在短期內(nèi)延緩軟骨退變[6]。近年來(lái)，干細(xì)胞研究的進(jìn)展為軟骨缺損的治療提供了新思路,對(duì)于小范圍軟骨缺損是否有更好的治療方法，本研究旨在探討膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞(umbilical cord mesenchymal stem cells，UC-MSCs)治療膝關(guān)節(jié)小范圍軟骨缺損的臨床療效和安全性?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取自2020年8月至2021年1月收治的31例膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者為研究對(duì)象。根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為微骨折術(shù)組(A組，n=10)、UC-MSCs注射組(B組，n=10)和微骨折術(shù)聯(lián)合UC-MSCs注射組(C組，n=11)。A組：男性7例，女性3例；年齡范圍25～36歲，年齡(30.00±3.30)歲；體質(zhì)量指數(shù)(20.26±1.20)kg/m2；左膝5例，右膝5例。B組：男性8例，女性2例；年齡范圍27～36歲，年齡(30.50±3.00)歲；體質(zhì)量指數(shù)(20.03±1.20)kg/m2；左膝3例，右膝7例；C組：男性9例，女性2例；年齡范圍25～37歲，年齡(29.00±3.30)歲 ；體質(zhì)量指數(shù)(20.25±1.20)kg/m2；左膝4例，右膝7例。3組患者在性別、年齡、患側(cè)、體質(zhì)量指數(shù)等一般資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)診斷為膝關(guān)節(jié)軟骨缺損，體格檢查顯示關(guān)節(jié)間隙有不同程度的壓痛；(2)膝關(guān)節(jié)Outerbridge分類[7]Ⅲ級(jí)及以下，且缺損面積≤2 cm2；(3)X線檢查顯示膝外翻角正常，年齡≥18歲；(4)保守治療效果不佳者。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)體質(zhì)量指數(shù)≥24 kg/m2[8]；(2)站立位時(shí)，明顯對(duì)位不良，患肢內(nèi)翻或外翻角度>正常值5°[9]；(3)合并膝關(guān)節(jié)感染、半月板或交叉韌帶損傷、其他系統(tǒng)性疾病導(dǎo)致的軟骨缺損等；(4)未能成功完成術(shù)后隨訪、精神障礙、溝通障礙或認(rèn)知障礙。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審批通過(guò)，所有患者或家屬均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 A組：患者麻醉成功后，取仰臥位，常規(guī)患肢消毒、鋪單，連接器械?；贾P(guān)節(jié)腔內(nèi)注入生理鹽水約60 ml擴(kuò)張關(guān)節(jié)囊，在脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)和外側(cè)約0.5 cm處的髕韌帶左右兩側(cè)作4 mm縱行切口，插入關(guān)節(jié)鏡，常規(guī)探查膝關(guān)節(jié)腔。徹底清除軟骨碎片、顆粒以及關(guān)節(jié)腔中的游離體和增生的滑膜組織，并對(duì)軟骨缺損邊緣進(jìn)行適當(dāng)修飾。軟骨缺損用45°角錐子鉆孔，深度5 mm，孔間距3 mm，孔直徑4 mm。灌注結(jié)束時(shí)，骨髓應(yīng)從鉆孔部位漏出。從關(guān)節(jié)中抽出液體，等待傷口泄漏的骨髓形成血塊。軟骨缺損應(yīng)徹底填充，否則，應(yīng)再次進(jìn)行鉆孔。從關(guān)節(jié)腔排出生理鹽水，不使用關(guān)節(jié)內(nèi)引流管，術(shù)畢。B組患者在接受關(guān)節(jié)鏡探查、清理的1個(gè)月后于第1、4周向膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射UC-MSCs。取仰臥位，消毒，鋪巾，抽取2%利多卡因5 ml，于膝關(guān)節(jié)髕骨外上方及小腿近端作局部浸潤(rùn)麻醉后，于髕骨外上方進(jìn)針穿刺入膝關(guān)節(jié)腔，注入U(xiǎn)C-MSCs 2.5 ml(約2×107個(gè))。無(wú)菌敷料覆蓋加壓包扎，術(shù)畢。第2次同等劑量于接受關(guān)節(jié)鏡探查、清理的1個(gè)月后的第4周復(fù)注1次。C組患者在接受微骨折術(shù)后1個(gè)月后的第1、4周向膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射UC-MSCs，操作同B組。

1.3 觀察指標(biāo) 3組患者均在接受治療后的3、6、12個(gè)月進(jìn)行門診隨訪。記錄各病例術(shù)后Tegner評(píng)分和Lysholm評(píng)分變化，觀察切口愈合情況，有無(wú)出現(xiàn)術(shù)后感染等并發(fā)癥。

1.4 療效判定標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)膝關(guān)節(jié)軟骨損傷采用膝關(guān)節(jié)Outerbridge分類[7]，因此本研究納入的患者均需接受關(guān)節(jié)鏡檢查。Tegner功能評(píng)分[10]用于評(píng)估患者膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能，總共分為10個(gè)等級(jí)，滿分10分，評(píng)分越高，功能恢復(fù)越好。Lysholm評(píng)分[11]主要通過(guò)疼痛程度，是否有跛行、腫脹、交鎖等指標(biāo)評(píng)價(jià)患者的膝關(guān)節(jié)恢復(fù)情況，評(píng)分越高，膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)越好。

2 結(jié)果

2.1 3組患者的Lysholm評(píng)分比較 治療后，3組患者的Lysholm評(píng)分均有所提高，各隨訪節(jié)點(diǎn)Lysholm評(píng)分較前一次隨訪均有提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。治療前及接受治療后3個(gè)月，3組患者的Lysholm評(píng)分組間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療后6、12個(gè)月，B、C組患者的Lysholm評(píng)分均高于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；B、C兩組各隨訪時(shí)間點(diǎn)Lysholm評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 3組患者治療后Lysholm評(píng)分比較評(píng)分/分)

2.2 3組患者的Tegner評(píng)分比較 治療后，3組患者的Tegner評(píng)分均有所提高，各隨訪節(jié)點(diǎn)Tegner評(píng)分較前一次隨訪均有提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。治療前及接受治療后3個(gè)月，3組患者的Tegner評(píng)分比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療后6、12個(gè)月，B、C組患者的Tegner評(píng)分高于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；B、C兩組各隨訪時(shí)間點(diǎn)Tegner評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 3組患者治療前后膝Tegner評(píng)分比較分析評(píng)分/分)

2.3 傷口愈合及并發(fā)癥發(fā)生情況 B、C組各有2例患者在接受UC-MSCs注射治療后，膝關(guān)節(jié)出現(xiàn)局部發(fā)熱、腫脹，予以外敷冰袋對(duì)癥處理，1周后癥狀均消失，其余患者均未見(jiàn)明顯異常，切口愈合良好，無(wú)感染及靜脈血栓等并發(fā)癥發(fā)生。

3 討論

膝關(guān)節(jié)軟骨損傷極易繼發(fā)膝關(guān)節(jié)炎，導(dǎo)致關(guān)節(jié)腫痛、活動(dòng)受限甚至出現(xiàn)關(guān)節(jié)畸形等。關(guān)節(jié)軟骨損傷的治療是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，軟骨細(xì)胞沒(méi)有血液、淋巴管和神經(jīng)的直接供應(yīng)，其營(yíng)養(yǎng)依賴于周圍組織的擴(kuò)散[12]。有研究發(fā)現(xiàn)，軟骨組織可大致分成三種類型：關(guān)節(jié)軟骨(又稱透明軟骨，覆蓋在關(guān)節(jié)表面)，纖維軟骨(如半月板，椎間盤)及彈性軟骨(如外耳廓)。其中，透明軟骨由于血供營(yíng)養(yǎng)極差且受自身細(xì)胞特性等影響，其本身幾乎不可再生，導(dǎo)致其創(chuàng)傷后不可逆改變，而纖維軟骨則是當(dāng)前修復(fù)過(guò)程中的主要組織來(lái)源，微骨折術(shù)則正是通過(guò)在缺損處形成纖維軟骨來(lái)實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。

目前普遍認(rèn)為，非手術(shù)治療失敗的有癥狀小病灶(損傷面積≤2 cm2)患者可接受微骨折術(shù)、軟骨成形術(shù)或自體軟骨移植治療。有研究顯示，微骨折術(shù)治療軟骨缺損方面是有效的，軟骨下行微骨折術(shù)后，松質(zhì)骨的間充質(zhì)干細(xì)胞受到刺激而增殖，并隨著血液沿著孔隙流動(dòng)，軟骨溢出物變成纖維凝塊，而分化的間充質(zhì)干細(xì)胞繼續(xù)增殖并分化成具有軟骨細(xì)胞形態(tài)特征細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)軟骨缺損的修復(fù)[13-14]。但有研究顯示，微骨折術(shù)后約2年，膝關(guān)節(jié)功能開始惡化，有超過(guò)60%患者出現(xiàn)骨過(guò)度生長(zhǎng)，動(dòng)物研究顯示微骨折后軟骨下骨密度降低[15]。自體骨軟骨移植移植物本身提供了一個(gè)透明的軟骨表面，利用患者的天然軟骨可以提高愈合潛力,局限性是很難將供者軟骨與病變的輪廓相匹配[16]。

近年來(lái)，干細(xì)胞用于軟骨修復(fù)成為研究熱點(diǎn)，干細(xì)胞家族一個(gè)重要成員-間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cell,MSC)起源于中胚層，其不僅具有多向分化潛能，還能支持造血和促進(jìn)造血干細(xì)胞植入，并參與免疫調(diào)節(jié)，越來(lái)越受到廣泛關(guān)注[17-18]。目前，干細(xì)胞注射在臨床上主要用于對(duì)面積>2 cm2軟骨缺損的研究，對(duì)于≤2 cm2軟骨缺損更多采用微骨折術(shù)，雖然在既往的研究中，微骨折術(shù)表現(xiàn)出較好的療效，但對(duì)于小范圍軟骨缺損是否有更好的治療方法，目前研究甚少。本研究發(fā)現(xiàn)臍帶血干細(xì)胞注射治療膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，經(jīng)過(guò)近12個(gè)月的隨訪，獲得了較佳療效。在選取的3組患者中，各組患者膝關(guān)節(jié)Lysholm和Tegner評(píng)分在接受治療前無(wú)明顯差異，在接受治療后的隨訪中，Lysholm評(píng)分和Tegner評(píng)分均顯示，B、C兩組在隨訪的6、12個(gè)月評(píng)分高于A組，顯示出更佳療效。但B、C兩組在各個(gè)時(shí)間段的隨訪中，Lysholm評(píng)分和Tegner評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，療效相似。在兩種膝關(guān)節(jié)評(píng)分中，前3個(gè)月組間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能原因是UC-MSCs分化、成熟和微骨折術(shù)缺損池內(nèi)纖維軟骨爬行需要一定時(shí)間，導(dǎo)致病例在接受治療后的一段時(shí)間內(nèi)，膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但本研究亦存在一定的局限性：(1)本研究納入的樣本數(shù)較少，只有31例，若在以后研究中擴(kuò)大樣本數(shù)，延長(zhǎng)隨訪時(shí)間，將使本研究結(jié)論具有更高可信度；(2)未設(shè)置空白對(duì)照組，忽略了自然病程對(duì)研究的干擾；(3)干細(xì)胞治療價(jià)格昂貴，作為異體移植物，其免疫排斥等不良反應(yīng)尚不完全清楚。

綜上所述，小范圍軟骨缺損行微骨折術(shù)可獲得一定療效，與治療費(fèi)用高昂的干細(xì)胞注射相比較，微骨折術(shù)仍有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，單純UC-MSCs注射或微骨折術(shù)聯(lián)合UC-MSCs注射在膝關(guān)節(jié)小范圍軟骨缺損的短期隨訪中，相較于單純微骨折術(shù)可獲得更滿意療效。從單純膝功能評(píng)分角度來(lái)看，對(duì)于小范圍軟骨缺損，單純UC-MSCs注射即可獲得與微骨折術(shù)聯(lián)合UC-MSCs注射相同療效，因此在膝關(guān)節(jié)腔注射臍帶血干細(xì)胞前提下，可不必行微骨折術(shù)。