干细胞在椎间盘退变中的应用
时间：2024-03-25
基于MSCs 治疗IDD 得到了广泛的研究，MSCs 可以补充椎间盘细胞、调节免疫反应、释放生长因子，进而修复椎间盘缓解患者症状，试验表明MSCs 效果好且安全性高。据统计，全球约有30%的人口受到骨骼肌肉系统疾病的困扰，而腰痛是近30年来成人致残的首要病因。椎间盘退变（IDD）是多数脊柱退变性疾病的共同病理基础，也是导致下腰痛的最主要原因之一。椎间盘退变（IDD）是由于多因素相互作用导致椎间盘结构恶化，软骨终板内的微孔钙化，使气体和营养物交换遭受损害，导致腰椎间盘膨出、腰椎管狭窄等问题，从而压迫神经根或脊髓，引起疼痛和其他症状。1、衰老是 IDD 的重要因素之一。在椎间盘的生长发育阶段，髓核主要由控水能力很强的脊索细胞构成。但随着衰老的发生，髓核内脊索细胞含量及水合程度逐步下降，进而逐渐发展为 IDD。2、适当的机械刺激对于营养物质的扩散是有益的，但长时间的劳损及非生理性负荷也会引起椎间盘内细胞活性降低、炎症因子释放和 ECM加速降解，最终也会导致或加速 IDD 的发生。间充质干细胞（MSCs）是一种多能干细胞，具有自我增殖和多向分化潜能，通过分泌多种细胞因子，修复体内受损组织细胞，适用于多系统疾病的治疗。据发表于《中国矫形外科杂志》上的一篇文章显示：MSCs 增殖分化的健康细胞能够重新填充受损椎间盘，在恢复正常的组织平衡的同时能够抑制椎间盘的退化级联。Risbud等率先证实了骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）， 在低氧和转化生长因子TGF-β1 作用下可向类髓核细胞分化，之后研究发现，椎间盘中低氧、高渗和机械负荷的特殊环境有助于MSCs 获得椎间盘细胞样表型，并能促进合成细胞外基质（extracellular matrix, ECM）的结构成分合成。目前基于 MSCs 修复IDD 研究的机制主要表现在两个方面：MSCs 能直接向髓核细胞分化来补充椎间盘内的细胞，包括通过各种细胞因子或者培养方式诱导内源性或者外源性 MSCs 向髓核细胞分化。MSCs 在受到周围微环境的作用时，可以分泌广泛的细胞活性因子、外泌体及各种细胞外囊泡等来调节周围的内环境，进一步刺激内源性细胞的增殖，抑制细胞外基质降解和剩余细胞凋亡，调节椎间盘内环境并再生椎间盘组织中的蛋白聚糖和胶原蛋白来解决 IDD发生的原因。Noriega 等对24 例慢性腰痛患者进行的一项随机对照试验中显示，接受间充质干细胞治疗的患者功能指标显著改善，在MSCs移植后3个月时，腰痛和残疾均显著减少，并在6个月和12个月时保持改善。
且与安慰剂组相比，在接受MSCs 治疗数月之后仍可观察到治疗组在椎间盘含水量、Pfirrmann 评分等方面得到进一步改善。Elabd 等对 5 例患者使用了缺氧预处理的 MSCs 治疗，并进行了 4 ～ 6 年的随访，结果发现接受 MSCs 治疗可减轻椎间盘突出，改善患者的活动能力，且 BMSCs 注射量与改善程度具有一定的相关性。Centeno 对 33 例慢性腰痛患者使用了自体 BMSCs 治疗，在长达 6 年的随访期中，17 例患者核磁共振成像(MRI) 检查显示椎盘膨出体积明显减少; 对于椎间盘膨出体积变化较大的患者，疼痛程度也获得了明显减轻，且无任何不良事件发生。干细胞生物学修复是 IDD 临床治疗的新希望。目前，多项临床试验表明了 MSCs 治疗 IDD 的可行性，具有十分广阔的发展和应用前景，值得我们不懈探索。
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