軟骨再生，真能治好骨關(guān)節(jié)炎?

鄭穎瑤

骨關(guān)節(jié)炎是一個(gè)常見(jiàn)病，世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，50歲以上的人中，骨關(guān)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(guān)節(jié)炎的患者越來(lái)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(guān)節(jié)炎，患病人群的年齡已經(jīng)有所提前。

關(guān)節(jié)：有活動(dòng)就有破壞

人體的每一個(gè)關(guān)節(jié)至少有兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)面，每個(gè)關(guān)節(jié)面上都覆蓋著一層光滑且富有彈性、耐磨的關(guān)節(jié)軟骨，對(duì)關(guān)節(jié)起到支持和保護(hù)的作用，這樣才能使人們輕松自如地活動(dòng)。

人體活動(dòng)關(guān)節(jié)中的軟骨多屬于透明軟骨，如大家所熟悉的膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等;微動(dòng)關(guān)節(jié)中的軟骨多為纖維軟骨，如椎間盤(pán)。由于關(guān)節(jié)要承受一生中運(yùn)動(dòng)所致的周而復(fù)始的磨損，所以關(guān)節(jié)軟骨很容易隨著年齡的增長(zhǎng)而發(fā)生退變，軟骨老化發(fā)展到一定程度，最終會(huì)導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。此時(shí)關(guān)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(guān)節(jié)邊緣骨質(zhì)增生，關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、活動(dòng)受限等癥狀便隨之而來(lái)。在臨床上，骨性關(guān)節(jié)炎患者都是有了癥狀或者發(fā)現(xiàn)異常體征才會(huì)就診。

骨關(guān)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(guān)節(jié)炎最常見(jiàn)，早期患者行走時(shí)可感覺(jué)到疼痛，晚期特別是夜間休息時(shí)亦可感覺(jué)疼痛。

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

軟骨修復(fù)，愈挫愈勇

骨關(guān)節(jié)炎的問(wèn)題主要在軟骨，各種原因?qū)е碌墓顷P(guān)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(lái)講，治好軟骨，就能治好骨關(guān)節(jié)炎。

嘗試一：微骨折法

不足之處：“新軟骨”是個(gè)假李逵

微骨折手術(shù)是一種應(yīng)用關(guān)節(jié)鏡的微創(chuàng)手術(shù)。醫(yī)生首先清除關(guān)節(jié)中已經(jīng)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(xì)胞，可以從中分化形成類軟骨的細(xì)胞。人體自身會(huì)將這種人為制造的微型骨折當(dāng)作機(jī)體損傷來(lái)應(yīng)對(duì)，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(guān)節(jié)軟骨，而是一種類似關(guān)節(jié)軟骨的性能較差的纖維組織，且術(shù)后恢復(fù)期相當(dāng)長(zhǎng)，可能需要半年到一年的時(shí)間。

嘗試二：馬賽克成形術(shù)

不足之處：移植原料捉襟見(jiàn)肘

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

一般選擇膝關(guān)節(jié)非負(fù)重區(qū)域的正常軟骨及其下方骨質(zhì)作為供體，取直徑5毫米～12毫米、長(zhǎng)10毫米～20毫米的柱狀骨軟骨復(fù)合體，清理受損的軟骨面及其下方骨質(zhì)，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(fù)的軟骨缺損面積比較有限。

該技術(shù)于1993年用于治療膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，取得良好效果。膝關(guān)節(jié)軟骨損傷是膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的常見(jiàn)病因。其缺點(diǎn)是操作繁瑣，對(duì)人體創(chuàng)傷也較大。

嘗試三：自體軟骨細(xì)胞移植

不足之處：二次手術(shù)很繁瑣

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

該方法需要經(jīng)過(guò)兩次手術(shù)來(lái)完成：第一次手術(shù)評(píng)估軟骨缺損，并取軟骨細(xì)胞組織;經(jīng)過(guò)大約兩周的培養(yǎng)后，在第二次手術(shù)時(shí)再植入缺損區(qū)域。

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

軟骨再生有希望

近30年，世界各國(guó)在軟骨再生領(lǐng)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(yīng)用的寥寥無(wú)幾，足見(jiàn)軟骨再生領(lǐng)域之艱難。正如北京大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系教授、博士生導(dǎo)師葛子鋼所言：“這些研究漫長(zhǎng)而繁瑣”。

葛子鋼團(tuán)隊(duì)對(duì)于軟骨再生的研究主要聚焦在膝關(guān)節(jié)軟骨的研究。原因就是：中國(guó)人膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率真的很高。

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

當(dāng)然，他們并不孤單，國(guó)際上做同類研究探索的團(tuán)隊(duì)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(chǎng)調(diào)控成體干細(xì)胞的干性和分化潛能”是葛子鋼實(shí)驗(yàn)室近10年來(lái)研究的重點(diǎn)方向，也是它讓這個(gè)團(tuán)隊(duì)在同行中顯得有些突出。

電作為一種生物物理信號(hào)，可以認(rèn)為是為細(xì)胞“按摩理療”。當(dāng)電場(chǎng)存在時(shí)間足夠短的時(shí)候，比如微秒電場(chǎng)，就可以在那一瞬間擊穿細(xì)胞膜，幫助細(xì)胞外的藥物進(jìn)入細(xì)胞。目前這種方法在癌癥治療中嘗試較多。

如果說(shuō)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(chǎng)可以在很短的時(shí)間內(nèi)聚焦高功率的電脈沖產(chǎn)生很強(qiáng)的電效應(yīng)，因此，在各個(gè)領(lǐng)域作為刺激物質(zhì)的一種方法，越來(lái)越引起人們的注意，特別是在生命科學(xué)領(lǐng)域，常用于刺激各種細(xì)胞來(lái)引起不同的反應(yīng)。

葛子鋼教授解釋說(shuō)，借助納秒脈沖電場(chǎng)，不僅可以直擊目標(biāo)細(xì)胞，更可以“瞄準(zhǔn)”目標(biāo)細(xì)胞里的細(xì)胞器——細(xì)胞核，影響細(xì)胞核的功能。

這個(gè)“大殺器”對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)似乎沒(méi)啥用，但對(duì)葛子鋼他們不一樣。因?yàn)樗麄冊(cè)?jīng)找出了問(wèn)充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化的多個(gè)信號(hào)通路，只是它們被保護(hù)在細(xì)胞里，看得見(jiàn)摸不著?，F(xiàn)在，總算可以試著“干預(yù)”一下了。

“干預(yù)”的結(jié)果是，納秒電脈沖特異性激活了Wnt/β-Catenin、JNK/CREB-STAT3等信號(hào)通路，促進(jìn)了間充質(zhì)干細(xì)胞成軟骨分化，顯著促進(jìn)軟骨損傷實(shí)驗(yàn)大鼠的軟骨修復(fù)和再生。

而且，調(diào)整納秒脈沖電場(chǎng)的多種參數(shù)，如脈寬、場(chǎng)強(qiáng)、頻率、刺激次數(shù)以及刺激時(shí)間等，還能產(chǎn)生不同的效果，專業(yè)的話是“帶來(lái)不同的生物學(xué)效應(yīng)以及細(xì)胞的特異性反應(yīng)”。

暢想一下，等這個(gè)技術(shù)真正轉(zhuǎn)化到臨床的那一天，我們有可能通過(guò)一個(gè)通電的納秒脈沖小機(jī)器，調(diào)節(jié)眾多參數(shù)，就可以指揮骨關(guān)節(jié)內(nèi)的間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨分化，幫我們治療關(guān)節(jié)炎。