臨床研究的系統(tǒng)回顧：關(guān)于干細胞治療椎間盤源性疼痛的安全性和有效性的研究進展

1.介紹

幾乎三分之一的美國人遭受過長達3個月以上的腰部疼痛，在發(fā)達國家和地區(qū)，這是導(dǎo)致功能障礙的主要原因，且對醫(yī)療造成巨大負擔(dān)。僅在美國，腰痛會帶來額外5億美元的支出。腰椎間盤退行性變普遍存在于90%的50歲以上人群，是引起腰痛一個主要原因。

椎間盤能增加脊柱的靈活性和運動性。它由中央的凝膠狀髓核、薄膠原質(zhì)纖維構(gòu)成的環(huán)形纖維環(huán)和終板構(gòu)成。椎間盤退變的形成與多種因素有關(guān)，包括基因、物理、營養(yǎng)因子、導(dǎo)致退變的細胞外基質(zhì)和細胞死亡。椎間盤退變的病人表現(xiàn)為髓核脫水、突出、環(huán)狀纖維破裂、導(dǎo)致機械疼痛的炎癥反應(yīng)。

椎間盤退變傳統(tǒng)治療通常有鎮(zhèn)痛、物理治療、疼痛的介入管理、腰椎融合、椎間盤置換的手術(shù)介入治療可能對該疾病有所幫助。雖然這些治療短時間內(nèi)可以緩解疼痛，但他們不能解決根本的病原學(xué)因素，即不可逆轉(zhuǎn)的椎間盤細胞和細胞外基質(zhì)的減少。由于髓核內(nèi)細胞具有軟骨細胞形態(tài)，因此利用間充質(zhì)干細胞(MSCs)進行IVD再生的研究引起了人們的極大興趣。

干細胞研究主要還在臨床前階段，幾例干細胞治療存在嚴重不良后果的病例報道引起了關(guān)注，但目前尚無明確證據(jù)顯示這些嚴重的不良后果是由干細胞治療直接引起的。細胞滲漏導(dǎo)致骨贅形成和使用低免疫原性的MSC的數(shù)量的安全性引起了持續(xù)關(guān)注，雖然對更嚴謹?shù)陌踩栽u估的呼聲很高，但干細胞治療椎間盤退行性疾病的臨床試驗卻更穩(wěn)固地推進著。因為相對充足、獲取方便、低免疫原性的特點，來源于脂肪組織的細胞引起了科研人員的興趣同時被廣泛地用于研究。

早前，一個資深的學(xué)者通過開展系統(tǒng)回顧和Meta分析，評估了在動物實驗中干細胞治療后椎間盤的再生情況，得出了移植干細胞能延緩和阻止椎間盤退變的進程的結(jié)論。最近其他的臨床試驗研究結(jié)果不斷發(fā)表，當(dāng)然還有更多的隨機試驗正在進行中。然而，這些研究由于樣本量小、實驗設(shè)計不同、結(jié)果相互矛盾等原因存在局限性，這個系統(tǒng)回顧的實施旨在更好地綜合目前的臨床證據(jù)，為以后開展干細胞移植治療椎間盤退行性疾病引起的椎間盤源性疼痛病人的隨機對照試驗提供研究基礎(chǔ)。

2.方法

本研究的實驗設(shè)計是在資料收集前，由兩位實施者商討所得，包括合理的搜索詞、納入及排除的標(biāo)準(zhǔn)、研究的結(jié)果。按照系統(tǒng)評價和Meta分析(PRISMA)聲明的首選報告項目所述的指南進行了審查。

（1）搜索策略：在Ovid Epub Ahead of Print,In-Process ＆ Other Non-Indexed Citations，1946 至今的Ovid MEDLINE(R) Daily and Ovid MEDLINE(R)，Ovid CENTRAL（1991至 今 的Cochrane Central注冊的臨床試驗）上進行搜索，和1988至今的Ovid EMBASE。每個數(shù)據(jù)庫搜索的結(jié)果都下載到EndNote X7中（一個文獻圖表數(shù)據(jù)庫管理器），并刪除了重復(fù)項。

通過使用特定詞匯和文中詞匯的進行組合，從而檢索獲得所有相關(guān)文章。最初的搜索是在MEDLINE中使用主題詞“干細胞移植”（擴展到包括特定的干細胞移植，例如間充質(zhì)干細胞），通過文中詞包括骨髓、前體、軟骨細胞、同種異體以及首字母縮略詞如MSC、BMCS來擴充，首字母縮略詞含有transplant*（包括其他結(jié)尾詞的截詞），implant* or inject*，“IVD疾病”用相同的過程進行描述。主題詞包括背痛、椎間盤退化和移位，同時用文中詞如椎間盤源性疼痛加以擴充，然后將搜索詞轉(zhuǎn)換為在EMBASE使用的術(shù)語。

目前臨床試驗的文獻搜索的另一個來源是通過Clinicaltrials.gov的NIH數(shù)據(jù)庫。使用的搜索詞包括干細胞、間充質(zhì)干細胞、DDD和IVD，以及僅包括治療性研究的搜索。通過此搜索確定了共16個研究結(jié)果，并將其包括在圖中所示的策略中。

（2）適用標(biāo)準(zhǔn)：凡涉及椎間盤內(nèi)干細胞注射治療的臨床試驗和病例報告被納入本評價。鑒于涉及人類受試者的研究數(shù)量很少，故本研究的納入標(biāo)準(zhǔn)很廣泛，包括對照研究和單臂研究、以摘要和壁報形式發(fā)表的研究，但涉及手術(shù)治療的實驗設(shè)計的研究被排除在外。對語言或出版日期沒有限制，審查包括了從2008～2016的研究。

（3）數(shù)據(jù)收集：兩位獨立評審員（C.H.和W.Q.）審查了可能相關(guān)的研究的摘要和全文，并考慮了將其納入研究是否恰當(dāng)。通過兩位作者之間的討論和共識解決了差異矛盾。這2位作者從全文文章中提取數(shù)據(jù)，提取的數(shù)據(jù)包括作者、年份、研究、設(shè)計、樣本大小、細胞類型、注射細胞計數(shù)和結(jié)果

（4）評估偏倚：MSC治療的臨床試驗仍在穩(wěn)健增多。在審查的6項已完成的研究中，4項是開放性研究，第5項是兩個病例的案例報告，1項是RCT。在5項正在進行的試驗中，有3項是隨機對照試驗。開放研究的非隨機研究比盲法RCT具有更高程度的偏倚，但可以提供有關(guān)干預(yù)措施的安全性和耐受性的信息，為將來更進一步的研究設(shè)計提供前期的數(shù)據(jù)支持。在本綜述中MSC注射治療DDD疼痛的現(xiàn)狀的完整性和相關(guān)性分析是合理的。

3.結(jié)果

（1）研究選擇和特點：從上述數(shù)據(jù)庫搜索，407個結(jié)果經(jīng)查重后篩除，基于上述的納入和排除標(biāo)準(zhǔn)來篩除記錄，包括審查完整的摘要，初篩后又有 393個結(jié)果被排除。因研究設(shè)計部分包括侵入性手術(shù)，3個全文記錄的臨床試驗被排除，最終納入記錄包括6項已完成的試驗和5項正在進行的試驗。從這些納入的研究中提取的數(shù)據(jù)，包括作者、出版年份、研究參與者和研究組的數(shù)量、研究設(shè)計、細胞類型、細胞劑量和結(jié)果測量，結(jié)果測量包括安全性和耐受性的測量，通過視覺模擬量表或數(shù)字評定量表、ODI指數(shù)、簡明MCGILL疼痛問卷評估疼痛，通過磁共振成像(MRI)測椎間盤液體含量。當(dāng)在連續(xù)時間點測量結(jié)果時，僅最后這種測量方式得出的結(jié)果便于比較，在表1和2中顯示的是研究的引用文獻（表略）。

（2）研究結(jié)果：表1中沒有一項研究報告與MSC治療相關(guān)的嚴重不良事件。Bae等人確實報告了治療后研究隊列中10%出現(xiàn)背痛，這在組間沒有統(tǒng)計學(xué)意義，因此不能明確歸因于治療因素，并且在患有椎間盤源性疼痛病史的病人中出現(xiàn)背痛并不出人意料。通過視覺模擬量表或數(shù)字評定量表測量方式，所有已完成的研究均報告治療組的疼痛和功能在統(tǒng)計學(xué)上的有顯著改善。比較治療前后MRI的研究報告，許多病人椎間盤水含量有了改善，其中包括Coric等人在研究中6個月時的13名病人中的10名，在Pettin等人的研究中20位病人中的8名，在Petin和Coric的研究中10位病人中的6名。Orozco等人研究發(fā)現(xiàn)，MSC移植12個月后受影響的椎間盤節(jié)段與健康節(jié)段的液體比例從基線的0.62±0.03增加到0.72±0.03。通過SF-MPQ問卷調(diào)查評估生活整體質(zhì)量的對結(jié)果的影響，評價中4類情感類描述詞（疲勞、不適感、恐懼感、折磨感）有了改善。所有已完成的研究的隨訪時間為12～24個月不等。

表2中進行中的兩項臨床試驗是隨機對照試驗。通過MSC治療椎間盤源性疼痛后，大多數(shù)測量結(jié)果包括椎間盤含水量變化、疼痛、肢體功能障礙和總體生活質(zhì)量均發(fā)生改變。所有病人均患有腰痛和DDD病史且保守治療3～6個月無效。共有3項試驗使用脂肪源性干細胞作為MSC治療。所有試驗均被確認為有效，但除外Biostar贊助的試驗，該試驗最后于2014年3月進行了驗證。

4.討論

（1）證據(jù)總結(jié)：MSC移植理論上通過分化成NP細胞樣表型或通過IVD中內(nèi)源性NP細胞的刺激來促進IVD的再生。liu等人最近證實了移植的MSCs和退化的NP細胞之間存在生物物理相互作用，其引起蛋白多糖、II型膠原的表達改善以及退化的NP細胞的增殖。Wang等人先前總結(jié)了MSC移植后再生的再生機制，包括增強IVD細胞表型誘導(dǎo)、II型膠原表達增加、IVD水合功能恢復(fù)，椎間盤退變過程和椎間盤高度的改善。通過分化為NP樣細胞類型，干細胞被認為能增加椎間盤基質(zhì)的生成，釋放營養(yǎng)因子刺激椎間盤祖細胞，并釋放減少炎癥反應(yīng)的細胞因子。在動物模型上的對照試驗，他們的Meta分析結(jié)果支持干細胞可能阻止退變并促進IVD內(nèi)再生的這一理論。針對MSC移植后背痛和功能的改善，目前的文獻旨在將這一現(xiàn)象和上述提出的機制聯(lián)系起來。但缺乏足夠的高質(zhì)量研究來證明椎間盤再生確實是由MSC植入引發(fā)的。該系統(tǒng)評價的結(jié)果表明，人類臨床試驗可以證實MSC移植后IVD再生的現(xiàn)象和上述提到機制的聯(lián)系，特別是椎間盤再生的程度可以被測量的情況下。

完成的研究涉及167名人類受試者，檢查經(jīng)MSC治療椎間盤源性疼痛的安全性和有效性，未發(fā)現(xiàn)與MSC相關(guān)的不良事件，報道了疼痛、功能和NP中水含量的改善。該評價表明椎間盤內(nèi)MSC注射有望改善疼痛和功能。這應(yīng)該鼓勵繼續(xù)開展更高質(zhì)量的研究，包括臨床隨機對照試驗，測量包含IVD再生情況、疼痛和功能指標(biāo)。這些需要主觀和客觀結(jié)果的測量和更嚴謹?shù)貙ρ芯糠椒?、細胞類型、劑量、對不良反?yīng)進行記錄。

（2）局限：正如所討論的那樣，該領(lǐng)域當(dāng)前的一個顯著局限性是缺乏隨機對照試驗。開放性研究中存在相當(dāng)大的偏倚，但作為隨機對照試驗的前期形式，在更高質(zhì)量的研究設(shè)計之前，它可用于檢查干預(yù)措施的安全性和耐受性。在這篇綜述中，試圖通過納入未發(fā)表的臨床試驗來減少發(fā)表偏倚，但總是有不完整的檢索和研究的風(fēng)險，在未發(fā)表的研究中尤為突出。

（3）結(jié)論：椎間盤內(nèi)MSC移植提供了一種新方法來解決傳統(tǒng)的保守、介入和外科治療無法解決的，從病理學(xué)的根本原因上治療DDD，下一步的研究應(yīng)側(cè)重于細胞工程、支架開發(fā)、以及設(shè)計高質(zhì)量RCT。