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注射间充质干细胞治疗膝骨关节炎:11项研究证实可长期缓解疼痛且安全性良好

注射间充质干细胞治疗膝骨关节炎是一种新兴的治疗方法,目前已有较多临床研究证实其安全性和有效性。

近期,美国梅奥诊所骨科手术部、运动医学部在知名期刊杂志《Regenerative Medicine》上发表了一篇有关“同种异体间充质基质细胞注射治疗膝骨关节炎:临床结果回顾”的研究综述[1]。

注射间充质干细胞治疗膝骨关节炎:11项研究证实可长期缓解疼痛且安全性良好

该综述通过系统分析11项临床研究指出,间充质基质细胞注射能显著改善膝骨关节炎(OA)患者的疼痛与功能,且长期安全性表现良好,为OA治疗提供了新的骨生物学方向。

一、治疗背景:未满足的临床需求与细胞疗法的兴起

骨关节炎(OA)是一种患病率不断上升的致残性关节疾病,其病理特征包括关节积液以及关节软骨、软骨下骨的退变,常导致患者慢性疼痛、功能障碍与生活质量下降。当前,膝骨关节炎的治疗缺乏能够逆转疾病进程的方法,尤其对于年轻、轻中度或不愿接受关节置换的患者,存在巨大的治疗空白。

间充质干细胞治疗膝骨关节炎

为寻求缓解,患者常使用各类镇痛药和非甾体抗炎药。而随着再生医学的发展,间充质基质细胞疗法逐渐成为焦点。该疗法虽常被通俗地称为“干细胞”疗法,但科学上更准确的术语是“间充质基质细胞”。初期的自体MSC疗法需从患者自身采集并扩增细胞,过程成本高昂、耗时且疗效不稳定。

相比之下,异体间充质干细胞疗法采用现成的细胞系,具备成本更低、无需个体化采集、剂量控制更精准等优势,尽管该疗法在美国尚未获得FDA批准,但已有众多临床试验对其展开评估。

鉴于上述背景,本综述旨在系统评估当前关于异体间充质干细胞治疗骨关节炎的文献,重点关注其缓解疼痛、改善功能的患者报告结局、安全性(不良事件)以及影像学表现。其最终目的是帮助临床医生全面了解该疗法的风险与获益,并为未来更深入的循证研究奠定基础。

二、研究概述:11项试验揭示注射间充质干细胞治疗膝骨关节炎的潜力

为系统评估异体MSC疗法的有效性与安全性,该综述采用系统性文献回顾方法,从Ovid MEDLINE和Embase数据库中筛选出11项符合标准的研究(表1)。

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表1:研究特征

研究特征如下:

  • 研究类型多样:涵盖I期、I/II期、II期及随机临床试验。
  • 样本量较小:各研究纳入3至60名参与者。
  • 细胞来源:最常见为脂肪来源(AD-MSCs,6项),其次为骨髓来源(BM-MSCs,3项)与胎盘来源(PL-MSCs,2项)。
  • 剂量差异大:各研究细胞注射剂量存在显著差异。
  • 设置对照:11项研究中有7项设有对照组,对照物包括生理盐水、透明质酸等。
  • 患者群体:多数研究针对中度OA患者(KL分级II-III级)。

三、核心发现:症状持续改善,安全性可控

1. 患者报告结局(PROs)显著改善

患者报告结果 (PRO) 和研究随访时间表报告于补充表1中。尽管各研究在评估指标、细胞来源和随访时间(24周至24个月)上存在异质性,但所有研究均一致报告,从基线到随访结束,患者的PROs获得显著改善。最显著的观察结果是持续且持久的疼痛减轻,同时关节功能与生活质量也明显提升。

在设有对照组的研究中,MSC治疗组通常显示出相对于对照组的显著优势。这表明,异体MSC治疗可在中长期(6至24个月)内持续改善患者的主观症状。

以下是基于研究中使用的同种异体细胞来源治疗骨关节炎的总结。

2. 不同来源间充质细胞治疗骨关节炎的疗效分析

脂肪来源的MSCs治疗骨关节炎:基于现有临床研究,脂肪来源的间充质基质细胞(AD-MSCs)在治疗膝骨关节炎方面展现出积极且具有前景的临床进展,主要体现在其明确的症状改善作用和不断深入的剂量效应探索上。

在有效性方面,多项研究证实,单次关节内注射同种异体AD-MSCs能够在长达一年的随访期内,为患者带来持续且显著的症状缓解和功能提升。具体表现为视觉模拟评分(VAS)、WOMAC骨关节炎指数、膝关节损伤和骨关节炎结局评分(KOOS)以及生活质量量表(SF-36/SF-12)等多种患者报告结局(PROs)的全面改善。

值得注意的是,有研究通过随机对照试验进一步证明,AD-MSCs治疗组在改善程度上优于透明质酸对照组,并且能更早地起效,显示出其在缓解疼痛和改善功能上的潜在优势。

在剂量探索方面,现有研究揭示了AD-MSCs具有剂量依赖的治疗趋势,但最佳有效剂量尚未形成统一结论。多项研究观察到,在一定范围内,更高的细胞剂量(例如4×10^7或1×10^8)往往与更显著的临床改善相关。

骨髓间充质干细胞治疗骨关节炎:多项随机对照临床试验表明,单次关节内注射同种异体BM-MSCs能够在中长期随访(最长2年)中显著改善患者的疼痛和功能状况。这些改善在KOOS评分、SF-36生活质量量表等多种患者报告结局(PROs)上得到一致体现。值得注意的是,与临床常用的透明质酸治疗相比,BM-MSCs在多项头对头比较中展现出显著优势,不仅改善幅度更大,而且疗效维持时间更长,显示出其作为骨关节炎治疗新选择的巨大潜力。

在最佳治疗剂量的探索上,BM-MSCs的研究呈现出与AD-MSCs不同的特点。现有数据并未明确支持简单的剂量-效应正相关关系。例如,有研究发现较低剂量组(25×10^6细胞)反而表现出最持续的疼痛缓解效果,这提示BM-MSCs可能通过复杂的旁分泌机制发挥作用,而非单纯的细胞数量累积效应。这种独特的剂量反应特征为后续研究提供了重要方向,同时也表明确定BM-MSCs的最佳治疗方案仍需更大规模的临床试验来验证。

胎盘间充质干细胞治疗骨关节炎:现有两项研究结果表明,PL-MSCs注射能在短期内(3至8周)显著改善患者的疼痛和功能,其效果优于对照组。然而,这种优势的持续性存在疑问。

Khalifeh Soltani等人发现,单剂量PL-MSC (0.5–0.6×108) 注射组在 8周时与对照组相比,疗效显著改善。PRO在最终随访中仍然有所改善,但与对照组相比并无显著差异。

Kuah等人报告称,低剂量组(3.9×106个细胞)和高剂量组(6.7× 106个细胞)的VAS和WOMAC评分均显著改善,最高剂量组在3个月时疼痛减轻最明显,最低剂量组在12个月时疼痛减轻最明显。对照组仅显示出轻微改善,两组之间的AQoL-4D评分无显著差异。

3. 安全性良好,严重不良事件罕见

治疗相关不良事件发生率为5%至86%(表2),最常见的是注射部位的轻度疼痛和肿胀,且较高剂量组发生率更高。尽管有9%-27%的患者报告了严重不良事件,但其中仅一例(术后滑膜积液)被评估为与治疗相关,且经住院观察后恢复。未报告与治疗相关的临床实验室指标异常或心电图异常。这表明异体MSC注射总体安全性可控,风险较低。

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表2:异基因干细胞注射后个体中观察到的治疗相关不良事件、严重不良事件和临床相关实验室异常。

4. 影像学结果:软骨改善迹象初现

九项研究评估了基线和同种异体MSC注射后的MRI结果。随访影像学检查时间为6个月至1年不等(表3)。大多数研究评估了软骨体积和/或厚度的变化,报告软骨下骨和其他软组织变化的研究较少。

大多数研究都观察到AD-MSCs对软骨的积极作用,但必须谨慎解读,因为结果各不相同,并且取决于剂量以及评估的软骨具体区域。

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表3:基线和同种异体MSC膝关节注射治疗后的MRI结果

两项研究评估了基线和注射AD-MSCs后的放射学变化。Wang等人发现,注射后12、18和24个月,胫股关节间隙总体增加,且增幅大于对照组。Gupta等人发现放射学检查结果没有变化。

四、结论与展望:前景广阔,仍需深入研究

本综述表明,异体MSC注射是缓解膝骨关节炎症状的一种潜力疗法。其在12个月及以上随访期内能持续改善疼痛、功能和生活质量,且安全性良好。

然而,现有研究存在规模小、方案异质性大(如剂量、细胞来源、随访时间)等局限。目前最佳证据表明,异体MSC注射能有效改善症状,但尚不能证明其能逆转疾病结构进展。

未来,研究应致力于通过更大规模、设计严谨的临床试验,明确理想的细胞来源、最佳剂量和治疗方案。同时,推动细胞表征与注射流程的标准化,将是确保该疗法可重复性与成功应用于临床的关键。

主要参考资料:

[1]: Johnson, S., Boettcher, BJ, Korpershoek, JV, Hevesi, M., Saris, DBF, & Nagelli, CV (2025). 同种异体间充质基质细胞注射治疗膝骨关节炎:临床疗效回顾。  《再生医学》20 (10), 501–507. https://doi.org/10.1080/17460751.2025.2572202

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