維克森林再生醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家開發(fā)出一種極有前景的可注射細(xì)胞療法,用于治療骨關(guān)節(jié)炎,可以減輕炎癥并促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨再生。
目前,骨關(guān)節(jié)炎已被美國食品(http://www.weberwork.com/sell/l_32/)和藥物管理局列為公共衛(wèi)生危機(jī),全球有超過5.2億人患有疼痛和炎癥等癥狀。關(guān)節(jié)炎通常由關(guān)節(jié)中的機(jī)械(http://www.weberwork.com/sell/l_4/)或創(chuàng)傷壓力引起,導(dǎo)致無法自然修復(fù)的軟骨損傷。
骨關(guān)節(jié)炎是關(guān)節(jié)系統(tǒng)的一種疾病?;な且环N在關(guān)節(jié)內(nèi)表面覆蓋的結(jié)締組織,其功能是保護(hù)關(guān)節(jié),并分泌一種充滿細(xì)胞成分的潤滑液體,以維持健康的環(huán)境和提供無摩擦的運(yùn)動(http://www.weberwork.com/sell/l_35/)。在健康的關(guān)節(jié)中,當(dāng)發(fā)生損傷時,身體會招募一支炎性細(xì)胞軍隊,并將它們發(fā)送到受傷處,以清理受損組織。然而,在患有關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)中,一次創(chuàng)傷性傷害將導(dǎo)致滑膜發(fā)炎和軟骨損傷 。
為了解決這個問題,研究人員從患有關(guān)節(jié)炎患者的關(guān)節(jié)液中分離出細(xì)胞,并研究這些細(xì)胞處在自體體液環(huán)境下的表現(xiàn)。研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)與液體分離時,這些細(xì)胞具有進(jìn)行功能性組織修復(fù)所需的能力。然而,當(dāng)他們將少量液體添加回細(xì)胞培養(yǎng)物時,這些細(xì)胞的能力受到影響,這意味著特定的關(guān)節(jié)炎環(huán)境會阻止其發(fā)揮修復(fù)功能。
關(guān)節(jié)炎患者的關(guān)節(jié)液還損害了祖細(xì)胞分化成軟骨并生成軟骨細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)的能力。ECM對于細(xì)胞生長、分化、遷移和組織結(jié)構(gòu)的維持都起著關(guān)鍵作用。關(guān)節(jié)液的加入使得細(xì)胞形態(tài)更類似于纖維細(xì)胞,ECM的形態(tài)和染色也表現(xiàn)出纖維化。基因表達(dá)分析還證實,關(guān)節(jié)液的添加會導(dǎo)致軟骨轉(zhuǎn)錄因子和潤滑蛋白表達(dá)下降。
將健康關(guān)鍵軟骨細(xì)胞置于關(guān)節(jié)炎患者的關(guān)節(jié)液中培養(yǎng),軟骨組織中的糖胺聚糖 (GAG) 含量減少80倍,表現(xiàn)出纖維化的特點,原本正常的軟骨形成譜系遭到完全的損害,同時表達(dá)去分化的標(biāo)記物。
為了探明關(guān)節(jié)液中具體是哪些成分引起了健康關(guān)鍵軟骨細(xì)胞的去分化和衍生細(xì)胞的功能受損,研究人員進(jìn)行了細(xì)胞因子和蛋白質(zhì)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與健康對照組相比,關(guān)節(jié)炎患者的關(guān)節(jié)液中,促炎細(xì)胞因子、白細(xì)胞介素 17A (IL-17A) 和 IL-6 的表達(dá)顯著更高,促再生和抗炎標(biāo)記物 IL-2 和 IL-4 濃度顯著降低,造成了一種促炎的環(huán)境。
基于這些發(fā)現(xiàn)和對功能性組織修復(fù)的了解,研究人員設(shè)計了一種細(xì)胞療法,通過模仿和促進(jìn)功能性組織再生過程中的關(guān)鍵事件,可以克服炎性環(huán)境并促進(jìn)軟骨再生。具體做法是在含有軟骨細(xì)胞裂解物和促炎細(xì)胞抑制劑的活化培養(yǎng)基中,對來自軟骨組織的單核細(xì)胞進(jìn)行活化,使之成為抗炎軟骨激活T細(xì)胞。隨后這些T細(xì)胞與脂肪來源的間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng),誘導(dǎo)后者啟動軟骨生成。
這種細(xì)胞療法的組合可以同時治療關(guān)節(jié)炎中涉及的幾個方面:滑膜炎癥、軟骨退化、軟骨下骨硬化和疼痛感覺神經(jīng)的內(nèi)部連接。
該療法已在臨床前模型中進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)其具有扭轉(zhuǎn)滑膜軟骨損傷和減少炎癥的能力。為了評估臨床療效,對9名經(jīng)確認(rèn)患有關(guān)節(jié)炎的患者進(jìn)行了同情用藥(compassionate use)的研究,每個患者接受了一到兩次注射。通過對治療前后的疼痛評分、生活能力評分、MRI掃描以及活檢結(jié)果來對療效進(jìn)行評估。
結(jié)果顯示,治療后,患者生活質(zhì)量得到提高,具備了參與娛樂活動的能力,疼痛也減輕了。此外,MRI研究證實了軟骨再生。未來,還需要進(jìn)行額外的臨床研究,以評估在更大的患者人群中療效的結(jié)果,以及評估在特定亞組的患者中可能存在的療效差異。