脂肪源性基質血管組分在膝關節(jié)軟骨損傷治療中的短期臨床療效

李涵 向杜磊 趙根 金文銘 李寶 劉欣偉 邵兵

膝關節(jié)是軍事訓練中最為常見的損傷部位之 一，可導致半月板損傷、軟骨損傷、骨關節(jié)炎（OA）等，如未得到及時、精準的治療，極易出現關節(jié)疼痛、僵硬、腫脹、活動受限、關節(jié)不穩(wěn)等。其中，OA 是一種常見的退行性疾病，主要影響軟骨。OA病人軟骨逐漸耗損甚至破裂，這使得軟骨之下的骨骼互相摩擦，導致疼痛、腫脹，主要特征為關節(jié)軟骨破壞及骨贅形成［1］。目前OA 是老年人中最常見的活動障礙原因之一［2］。我國60歲以上人群中有癥狀的OA發(fā)生率為19.4%，且女性的發(fā)生率（10.3%）高于男性（5.7%）［3］。生活方式改變、物理治療和慢性藥物是最初的治療選擇，療效僅對輕度軟骨損傷尚可。透明質酸鈉作為臨床注射類藥物，療效尚存爭議［4］。

近年來，脂肪組織來源的間充質干細胞（ADSCs）作為一種新的膝關節(jié)軟骨損傷治療方法引起了人們的關注［5-6］。然而，ADSCs 需要培養(yǎng)，從分離到應用需要幾周的時間，制備過程復雜且成本較高。脂肪來源基質血管組分（SVF）包含ADSCs、巨噬細胞、血細胞、成纖維細胞、內皮細胞和平滑肌細胞等血管形成細胞及其祖細胞［7］，能相對容易地從自體脂肪組織中大量分離出來，且不需要培養(yǎng)或分化［8-9］。基于這一科學背景，北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院于2021年3 月至2021年12月對膝軟骨損傷病例進行注射治療，擬評估其有效性、安全性和可行性。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

納入標準：①年齡在20～59 歲；②術前影像學Kellgren-Lawrence 和Recht 評級Ⅲ級（含）以下或關節(jié)鏡下證實軟骨損傷（如圖1 所示）；③確認無活動性腫瘤、活動性炎癥。

圖1 病人，男，33歲，軍事訓練致膝關節(jié)疼痛 鏡下見股骨髁軟骨損傷

排除標準：①活動性或既往膝關節(jié)感染；②梅毒螺旋體、艾滋病毒、乙肝病毒和丙肝病毒攜帶者。

二、一般資料

選取2021 年3 月至2021 年12 月北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院收治的膝關節(jié)軟骨損傷病例30例，其中男26例，女4例，年齡為（39.0±11.6）歲（22～58歲）。軍事訓練傷致軟骨損傷24 例，退變性軟骨損傷6 例。術前Recht 分級Ⅱ級11 例，Ⅲ級19 例。全部病例均為單側膝關節(jié)注射。該研究方案得到了北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院倫理委員會的批準［Y（2021）027號］，且所有病例在參與前均知情同意。

三、治療方法

全部病例均在全身麻醉下行抽脂術。首先，用5 mL 注射器抽取膨脹液［0.9%氯化鈉溶液500 mL+（5 mL∶0.1 g）利多卡因5支+（10 mL∶0.5 g）碳酸氫鈉半支+（1 mL∶1 mg）腎上腺素半支＋（1 mL∶5 mg）地塞米松1支］，肚臍下緣處選擇區(qū)域進針注射。隨后，醫(yī)生在肚臍下緣切一小口，手持20 mL注射器抽取膨脹液后放射性的均勻推注，共推注6支約120 mL，直至整個手術區(qū)域膨脹達到預期效果。等待5～10 min，待局部皮膚腫脹、發(fā)白，證明麻醉滿意，血管已收縮，開始準備抽脂。最終獲得至少60 mL脂肪組織。提取的脂肪組織經過4～6 個小時制備完成后，獲得溶液（2 mL/支，SVF細胞數≥1.5×107個），當日進行膝關節(jié)注射，并于1周內減少負重活動（如圖2所示）。

圖2 SVF制備過程 a：全身麻醉下腹部吸脂；b：抽脂結束，獲得自體脂肪組織用于制備自體SVF；c：注射器內膨脹液排出后，將脂肪組織倒入無菌容器；d：實驗室SVF制備完成

四、療效評估

分別在SVF注射前及注射后的3、6個月進行臨床和影像學評估。主要結果衡量標準是疼痛視覺模擬量表（visual analogue scale，VAS）評分、西安大略和麥克馬斯特大學骨關節(jié)炎指數（the Western Ontario and McMaster Universities Arthritis Index，WOMAC）及日本膝關節(jié)骨關節(jié)炎功能評估量表（the Japanese knee osteoarthritis measure，JKOM）評分。次要結果衡量標準是MRI 檢查，以及注射后的安全性，記錄所有不良事件和嚴重程度。圖像分析由3名具有膝關節(jié)軟骨損傷特征豐富經驗的骨科副主任醫(yī)師進行分析。

五、統(tǒng)計學分析

采用SPSS 20.0軟件（IBM公司，美國）進行數據統(tǒng)計分析，符合正態(tài)分布的計量資料數據采用均數±標準差（±s）表示。以P＜0.05 認為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

病人手術時間為（33.8±3.2）min，膨脹液平均推注120 mL。病例均獲隨訪，隨訪時間為（5.4±2.6）個月。治療后3、6個月，VAS、WOMAC及JKOM評分均較治療前有所改善（P＜0.05，表1）。與治療前比較，術后6個月隨訪MRI檢查，軟骨損傷信號未見明顯緩解（圖3）。膝關節(jié)腫脹1例和脂肪收集部疼痛4例，經過冰敷、消腫止痛等對癥治療后，3～5 d緩解。病人未發(fā)生脂肪栓塞、深靜脈血栓形成、感染等并發(fā)癥。

圖3 典型病例，男，33歲，軍事訓練致膝關節(jié)軟骨損傷 a：注射SVF前；b：注射后3個月；c：注射后6個月軟骨信號未見明顯改善

表1 30例病人治療前后膝關節(jié)VAS、WOMAC和JKOM評分比較（±s，分）

表1 30例病人治療前后膝關節(jié)VAS、WOMAC和JKOM評分比較（±s，分）

注：與治療前比較，*P＜0.05

時間治療前治療后3個月治療后6個月VAS評分4.4±0.6 2.8±0.3*1.9±0.4*WOMAC評分48.7±18.4 42.7±12.1*32.4±14.5*JKOM評分55.2±17.2 44.6±16.2*34.7±15.4*

討 論

由于膝軟骨損傷嚴重影響人們的生活，其并發(fā)癥多，且治療成本高，因此膝軟骨損傷的治療一直是困擾國內外專家的一大難題。到目前為止，還沒有治愈膝關節(jié)軟骨損傷的方法，現有治療策略主要是為了減輕疼痛和改善關節(jié)功能。基于細胞的治療是一種新的研究方法，有望提高膝軟骨損傷的恢復［10］。已有一些關于ADSCs 治療膝關節(jié)軟骨損傷的良好臨床效果報道［5-6］。ADSCs 和骨髓間充質干細胞具有相似的特性，但分離后需要培養(yǎng)。相比之下，SVF細胞無需培養(yǎng)，可以在相同的程序中制備并重新注射到體內。Nguyen 等［11］驗證了SVF 關節(jié)腔注射的安全性和有效性。其他研究表明，SVF 在成骨細胞分化和刺激成骨細胞分泌方面，具有比ADSCs更好的骨誘導能力［12］。

SVF 細胞治療膝軟骨損傷是一種快速、有效、安全的方法，可顯著提高膝軟骨損傷病例的生活質量［13］。其感染的發(fā)生率非常低，而且大多很輕微，最常見的是反應性積液。大型隊列研究［14］中未發(fā)現其與腫瘤或其他并發(fā)癥（死亡、栓塞等）的發(fā)生率有任何關聯。在SVF中發(fā)現的細胞類型包括前脂肪細胞、成纖維細胞、成體間充質干細胞、單核細胞、巨噬細胞、淋巴細胞，以及與血管生成相關的周細胞［15］。間充質干細胞可以遷移到損傷部位，抑制促炎途徑，通過合成釋放代謝細胞因子促進組織修復，并直接分化為一系列特異結締組織細胞［16］。SVF細胞已被廣泛應用于臨床當中。Hong 等［17］報道SVF 細胞治療可能比透明質酸治療更有效，但其樣本量較小。Mehranfar 等［18］報道膝關節(jié)軟骨損傷病例接受自體SVF治療后疼痛減輕，膝關節(jié)活動恢復良好。

在我們的研究中，膝關節(jié)內注射SVF 細胞治療膝軟骨損傷的短期臨床效果良好，治療后6 個月WOMAC 和JKOM 評分為（32.4±14.5）分、（34.7±15.4）分，明顯優(yōu)于術前（P＜0.05），與Yokota 等［19］研究中病人SVF 治療后6 個月WOMAC 和JKOM 評分［（33.8±20.9）分、（36.5±21.9）分］相比略有優(yōu)勢。且在本研究中沒有嚴重的不良事件或并發(fā)癥發(fā)生。但術后6 個月隨訪MRI 檢查中，軟骨損傷信號未見明顯緩解，這與Fodor 等［20］的研究一致。筆者認為：①軟骨損傷修復的生物治療方法國內外報道較多，其中一些干細胞治療似乎也取得了一些療效［21］，但干細胞治療作為三類技術，在運動醫(yī)學領域應用于臨床尚有很長的路要走，此時，SVF作為相對簡單易行的生物治療方式具有一定優(yōu)勢且療效可靠，由于取材來自自體脂肪組織，不存在異物反應等風險，注射后疼痛、腫脹風險極低；②本研究中軍事訓練傷病例經關節(jié)鏡下證實ICRS2-4 級軟骨損傷，但圍術期X線或單次MRI檢查對于軟骨損傷檢出陽性率較低，極易漏診，建議行多次MRI 檢查或更小間距的MRI檢查，關節(jié)鏡檢查依然是金標準。本研究中全部病例術后6個月于我院復查MRI軟骨信號未見明顯改善，可能是因為我院復查MRI為1.5 t，切片層面間距為3～4 mm，難以捕捉到1 mm甚至更小層面，從而出現功能評分均優(yōu)于術前，但影像學評估未見明顯變化情況，但全部病例功能評分及臨床癥狀確有明顯改善。

本研究存在一些潛在局限性：①本研究中全部病例功能評分得到改善，但實際工作中無法進行二次鏡檢觀察軟骨修復情況；②本研究未設對照組，在未來的研究中會增加與臍帶干細胞、富血小板血漿等制劑對比；③所納入病例數量較少，僅有30 例，且隨訪時間較短，在后續(xù)的研究中會進一步擴大樣本量，延長隨訪時間，使本研究更具說服力。

綜上所述，自體SVF治療是一種安全、有效的方法，為減輕膝關節(jié)軟骨損傷引起的疼痛提供了一種新的潛在治療方法，有利于促進患肢功能恢復，值得在具備條件的醫(yī)院推廣應用。