引用本文： 王亞莉, 金文孝, 劉海燕, 崔玉華, 毛慶聰, 費忠英, 項春生. 關節腔注射人臍帶MSCs治療退行性膝骨關節炎的療效觀察. 中國修復重建外科雜志, 2016, 30(12): 1472-1477. doi: 10.7507/1002-1892.20160305 復制
退行性骨關節炎是一種以關節軟骨退變、破壞、骨質增生以及滑膜炎性改變為主要特征的慢性關節病，主要臨床表現為關節疼痛、晨僵、骨擦音和功能障礙，嚴重者需要關節置換。流行病學調查顯示，全球骨關節炎總患病率為15%；國內報道65歲以上人群中骨關節炎發病率為60%~90%，隨年齡增長，發病率呈遞增趨勢[1]。退行性骨關節炎治療主要包括藥物與非藥物治療，藥物治療以非甾體類鎮痛抗炎藥以及關節腔內注射激素、軟骨保護劑為主，非藥物治療包括針灸理療等。這些治療方法效果有限，而且不能阻止關節局部病變的進展，最終發展至關節功能完全喪失時需要行人工關節置換[2]。MSCs具有抗炎作用和組織修復能力，臨床已將其用于治療強直性關節炎、類風濕性關節炎等自身免疫性關節炎，并獲得較好療效[3-5]。但目前關節局部注射MSCs治療退行性膝骨關節炎的報道較少。2015年1月-2016年1月，我們采用關節局部注射人臍帶MSCs方法治療18例中重度退行性膝骨關節炎患者。現總結患者臨床資料，并與局部注射玻璃酸鈉治療的患者進行比較，分析MSCs治療的可行性及療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：①根據2010年美國風濕協會制定的退行性膝骨關節炎診斷標準[6]，確診為退行性骨關節炎，臨床分期達進展期；②膝關節疼痛明顯，伴靜息痛，嚴重影響關節功能；③影像學檢查提示關節軟骨磨損、變薄，關節間隙變窄；④經正規藥物及非藥物治療，效果不佳；⑤骨關節炎癥狀反復出現達2年以上；⑥無心、肝、腎等臟器功能不全；⑦無嚴重消化道疾病。排除標準：①風濕性及類風濕性關節炎、關節結核、腫瘤、痛風性關節炎；②妊娠期及哺乳期女性患者。
2015年1月-2016年1月，共36例患者符合選擇標準納入研究。18例患者自愿接受人臍帶MSCs移植治療（細胞治療組），18例采用玻璃酸鈉注射治療（對照組）。本研究通過武警浙江省總隊嘉興醫院倫理委員會及科學委員會批準，患者均知情同意。
1.2 一般資料
細胞治療組：男10例，女8例；年齡45~63歲，平均54.28歲。體質量指數（28.31±2.48）kg/m2。左膝6例，右膝12例。病程2~8年，平均5.05年。對照組：男11例，女7例；年齡42~69歲，平均52.37歲。體質量指數（27.19±3.78）kg/m2。左膝8例，右膝10例。病程2~7年，平均4.59年。
兩組患者性別、年齡、體質量指數、側別、病程以及治療前膝關節Lysholm評分、美國西部Ontario與McMaster大學骨關節炎指數評分（WOMAC）以及SF-36量表評分（表 1~3）比較，差異均無統計學意義（P > 0.05），具有可比性。
表1
治療前后兩組患者膝關節Lysholm評分比較（n=18，x±s）
Table1.
Comparison of Lysholm scores between 2 groups before and after treatment (n=18, x±s)
表2
治療前后兩組患者膝關節WOMAC評分比較（n=18，x±s）
Table2.
Comparison of WOMAC scores between 2 groups before and after treatment (n=18, x±s)
表3
治療前后兩組患者膝關節SF-36量表評分比較（n=18，x±s）
Table3.
Comparison of SF-36 scale scores between 2 groups before and after treatment (n=18, x±s)
1.3 人臍帶MSCs的制備
1.3.1 細胞分離培養
人臍帶由武警浙江省總隊嘉興醫院婦產科收治的足月剖宮產健康產婦自愿捐贈，采用直接貼壁培養法分離培養人臍帶MSCs。無菌條件下，將臍帶剪成約1 cm長，抽去動、靜脈（動脈2條、靜脈1條）；于玻璃瓶中剪碎，直接分裝在60 mm培養皿中，添加2 mL培養基，混勻；置37℃、5%CO2及飽和濕度孵箱內培養，過夜后添加1 mL培養基，48 h半量換液，3~4 d后全量換液，之后每3~4天換液，15~20 d后去除組織塊，待原代細胞覆蓋培養皿達60%~80%后，按照1:2比例傳代。傳代后細胞增長速度明顯增快，一般3~5 d傳代1次。
1.3.2 細胞鑒定及檢測
取第3代細胞擴增培養達1×108個，PBS沖洗2次，滴加0.05%Ttypsin-EDTA消化，加培養基終止消化，制成濃度為（1~3）× 106個/mL的細胞懸液。流式細胞儀檢測顯示CD34陰性、CD109陰性，CD29及CD44陽性率均 > 95%，提示為MSCs。移植前取細胞培養上清液行EB病毒、巨細胞病毒、HIV病毒、乙肝病毒、支原體、細菌、真菌培養，均呈陰性。
1.3.3 細胞懸液制備
取檢測合格的細胞，滴加0.05% Ttypsin-EDTA消化，加培養基終止消化；收集細胞置于15 mL離心管中，以離心半徑13.5 cm，1 200 r/min離心5 min；PBS重懸細胞后再次離心；反復重懸離心3次，盡可能清洗培養基；最后用復方氯化鈉注射液2.5 mL重懸細胞，制備含（2~3）× 107個細胞的懸液，備用。
1.4 治療方法
細胞治療組：取人臍帶MSCs細胞懸液2.5~3.0 mL，含細胞（2~3）×107個。患者取仰臥位，雙下肢伸直，患側關節常規消毒，于髕骨外上緣與股外側肌交界處，按壓股外側肌下凹陷處，選擇5 mL注射器7~9號注射針頭以45°角度刺入0.5~1.0 cm，有落空感后抽出2~3 mL關節液，保留針頭，拔出針筒，連接裝有細胞懸液的注射器，將細胞注入關節腔。注射完畢后用消毒紗布覆蓋穿刺部位，并膠布固定。患者仰臥30 min，每5分鐘屈、伸膝關節2次。每月注射1次，2次為1個療程。
對照組：膝關節注射玻璃酸鈉注射液，注射方法與細胞治療組一致，每周注射1次，每次25 mg，5次為1個療程。
1.5 統計學方法
采用Excel進行統計分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；組內各時間點間比較采用重復測量方差分析，兩兩比較采用配對t檢驗；計數資料采用χ2檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
兩組患者均完成1個療程治療。細胞治療組患者注射過程中無不良反應，注射后2~3 h 16例（88.89%）出現注射部位疼痛、12例（66.67%）出現輕度腫脹，疼痛一般持續3~12 h，24 h后完全消失，局部腫脹于1~3 d消退，患者一般可忍受；但其中2例（11.11%）注射后12 h疼痛腫脹不能忍受，經抽出關節腔積液約30 mL后癥狀緩解。對照組注射后30 min內4例（22.22%）出現注射部位疼痛、2例（11.11%）輕度腫脹，24 h后癥狀自行消退；無關節腔積液發生。兩組疼痛、腫脹發生率比較，差異有統計學意義（χ2=16.200，P=0.000；χ2=11.688，P=0.000）；積液發生率比較差異無統計學意義（χ2=2.118，P=0.146）。
兩組患者均獲隨訪6個月。細胞治療組患者治療后1~6個月Lysholm評分以及2~6個月WOMAC評分、SF-36量表評分均優于治療前，比較差異有統計學意義（P < 0.05）；隨訪期間患者無膝關節疼痛復發。對照組治療后1、2個月Lysholm評分、WOMAC評分及SF-36量表評分均優于治療前，但之后均呈逐漸恢復至治療前水平趨勢；其中，Ly sho lm評分及SF-36量表評分治療前后比較差異均無統計學意義（P > 0.05）；WOMAC評分治療后1、2、3個月與治療前比較差異有統計學意義（P < 0.05），治療后6個月與治療前比較差異無統計學意義（P > 0.05）；治療后3個月11例（61.11%）患者再次出現膝關節疼痛癥狀。治療后1、2個月兩組患者膝關節功能Lysholm評分、WOMAC評分及SF-36量表評分比較，差異無統計學意義（P > 0.05）；但治療后3、6個月細胞治療組上述評分均明顯優于對照組，比較差異有統計學意義（P < 0.05）。見表 1~3。
治療后6個月MRI復查示，細胞治療組患者原股骨軟骨剝脫處有一定程度修復（圖 1），而對照組患者與治療前相比未見明顯變化（圖 2）。
圖1
細胞治療組患者，女，63歲，右膝退行性骨關節炎MRI ?治療前?治療后6個月??圖 2?對照組患者，男，43歲，左膝退行性骨關節炎MRI ?治療前?治療后6個月
Figure1.
MRI of a 63-year-old female patient with degenerative osteoarthritis of the right knee in the cell treatment group ?Before treatment ?At 6 months after treatment ??Fig. 2 MRI of a 43-year-old male patient with degenerative osteoarthritis of the left knee in the control group ?Before treatment ?At 6 months after treatment
3 討論
隨著年齡的增加軟骨細胞自身功能也會退化，關節軟骨退化是退行性骨關節炎發病的重要原因，臨床治療重點為保護和修復關節軟骨。BMSCs為多能干細胞，在體外、體內均具有向軟骨細胞和骨細胞分化的能力，同時也具有MSCs的免疫調節和抗炎能力，是目前組織工程軟骨研究最主要的種子細胞[7-10]。但我們前期采用自體BMSCs治療腦癱患者時發現，患者年齡越大，細胞生長速度越慢，細胞活性越低[11-12]。而退行性骨關節炎患者多為中老年人，患者骨髓中BMSCs含量較少，分離培養擴增難度更大，同時細胞活性降低，存在傳代緩慢和容易衰老的特性。臍帶MSCs組織修復和免疫調節抗炎能力與BMSCs相似，同時免疫原性低，同種異體注射無排斥反應，而且來源充足，容易獲得，易于培養擴增、活性好，是目前臨床細胞治療最常用的種子細胞[13]。故本研究均選擇人臍帶MSCs進行局部注射治療。
目前，關節腔局部注射人臍帶MSCs治療退行性膝骨關節炎尚處于臨床研究階段，所以我們選擇膝關節靜息痛明顯、膝關節MRI檢查顯示有明顯病變、嚴重影響生活質量，且經多種正規方法治療效果均欠佳的中重度骨關節炎患者。本研究中細胞治療組注射過程順利，患者無任何不適，大部分患者在治療后2 h開始出現關節疼痛，部分出現注射部位周圍腫脹。疼痛癥狀會持續3~12 h，但一般不超過24 h，局部腫脹一般在1~3 d完全消退。患者治療前的膝關節疼痛癥狀多在細胞注射后1~2周明顯改善，治療后1個月上下樓梯時膝關節疼痛消失，6個月隨訪期間疼痛無復發。為了改善患者細胞關節腔注射后的疼痛和腫脹等不良反應，我們對后續收治的2例患者在膝關節穿刺成功后先關節腔注射2 mg地塞米松，再注射細胞懸液，患者治療后未出現關節腫脹和疼痛不良反應，但具體作用機制尚不清楚。有關注射后患者早期疼痛和腫脹發生原因以及具體解決方法，仍需要進一步擴大樣本量研究明確。
本研究結果提示，與局部注射玻璃酸鈉治療相比，人臍帶MSCs注射治療可明顯改善退行性膝骨關節炎患者關節疼痛和功能障礙，MRI檢查亦提示患者關節軟骨得到一定程度修復。但細胞治療機制是MSCs直接分化為軟骨細胞參與關節軟骨修復，還是其進入關節腔后產生的細胞因子調節了關節腔內微環境，減少了炎性因子，同時促進了關節軟骨的再生，目前尚未明確。結合本研究采用人臍帶MSCs獲得較好療效，以及前期采用自體BMSCs和人臍帶MSCs移植治療腦癱患者獲得相近療效分析，我們認為作用機制應該是后者，提示MSCs修復作用主要是細胞因子，并非MSCs轉化為相應的功能細胞[11-12]。近年研究表明[14]TNF-α是一種多功能炎性細胞因子，可促使白細胞聚集在關節腔引起關節軟骨的破壞，還可刺激滑膜細胞的前列腺素E2產生，增加骨和軟骨的破壞程度。IL-6是單核吞噬細胞等產生的一種具有多種生物學活性的細胞因子，可以激活B細胞和T細胞。其通過自分泌形式作用于軟骨細胞，影響軟骨細胞的正常增殖；還可增加滑膜組織的炎性細胞，促進淋巴細胞分泌免疫球蛋白，加重滑膜與關節的炎癥程度，導致軟骨基質缺失，加重關節軟骨損傷。IL-10可預防和限制過度特異性和非特異性免疫反應，從而阻止免疫損傷，誘導免疫耐受，是重要的抗炎分子，在一些關節疾病中能起到保護軟骨的作用[15]。臍帶MSCs可以直接抑制Th1細胞分泌IFN-γ、IL-2、IL-6等促炎因子，同時促進Th2細胞分泌IL-4、IL-10等抑炎因子以抑制炎性反應，分泌的IL-10又可以抑制IL-1和TNF-α的表達，協同減輕骨關節炎患者關節滑膜及軟骨的免疫損傷，所以在骨關節炎軟骨細胞保護和修復中具有重要作用。臍帶MSCs除能抑制T細胞增殖和炎性因子分泌外，還能直接促進軟骨和骨細胞進行組織修復[3]，可顯著降低膝骨關節炎患者病變局部炎性因子VEGF、TNF-α等表達水平，進而降低血管通透性，減少炎性物質的滲出，減輕炎性反應，促進病變關節恢復[16-18]。后續臨床研究中我們將檢測患者治療前后關節液內TNF-α、IL-2、IL-6、IL-4、IL-10等相關因子水平變化，進一步明確作用機制。
綜上述，膝關節腔局部注射人臍帶MSCs治療退行性膝骨關節炎可行，治療后療效持續時間明顯優于局部注射玻璃酸鈉。但細胞治療廣泛用于臨床尚有許多問題，例如患者注射次數、間隔時間、注射細胞量的選擇，以及不同代次細胞治療效果有無差異等，均需要研究解決。
退行性骨關節炎是一種以關節軟骨退變、破壞、骨質增生以及滑膜炎性改變為主要特征的慢性關節病，主要臨床表現為關節疼痛、晨僵、骨擦音和功能障礙，嚴重者需要關節置換。流行病學調查顯示，全球骨關節炎總患病率為15%；國內報道65歲以上人群中骨關節炎發病率為60%~90%，隨年齡增長，發病率呈遞增趨勢[1]。退行性骨關節炎治療主要包括藥物與非藥物治療，藥物治療以非甾體類鎮痛抗炎藥以及關節腔內注射激素、軟骨保護劑為主，非藥物治療包括針灸理療等。這些治療方法效果有限，而且不能阻止關節局部病變的進展，最終發展至關節功能完全喪失時需要行人工關節置換[2]。MSCs具有抗炎作用和組織修復能力，臨床已將其用于治療強直性關節炎、類風濕性關節炎等自身免疫性關節炎，并獲得較好療效[3-5]。但目前關節局部注射MSCs治療退行性膝骨關節炎的報道較少。2015年1月-2016年1月，我們采用關節局部注射人臍帶MSCs方法治療18例中重度退行性膝骨關節炎患者。現總結患者臨床資料，并與局部注射玻璃酸鈉治療的患者進行比較，分析MSCs治療的可行性及療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：①根據2010年美國風濕協會制定的退行性膝骨關節炎診斷標準[6]，確診為退行性骨關節炎，臨床分期達進展期；②膝關節疼痛明顯，伴靜息痛，嚴重影響關節功能；③影像學檢查提示關節軟骨磨損、變薄，關節間隙變窄；④經正規藥物及非藥物治療，效果不佳；⑤骨關節炎癥狀反復出現達2年以上；⑥無心、肝、腎等臟器功能不全；⑦無嚴重消化道疾病。排除標準：①風濕性及類風濕性關節炎、關節結核、腫瘤、痛風性關節炎；②妊娠期及哺乳期女性患者。
2015年1月-2016年1月，共36例患者符合選擇標準納入研究。18例患者自愿接受人臍帶MSCs移植治療（細胞治療組），18例采用玻璃酸鈉注射治療（對照組）。本研究通過武警浙江省總隊嘉興醫院倫理委員會及科學委員會批準，患者均知情同意。
1.2 一般資料
細胞治療組：男10例，女8例；年齡45~63歲，平均54.28歲。體質量指數（28.31±2.48）kg/m2。左膝6例，右膝12例。病程2~8年，平均5.05年。對照組：男11例，女7例；年齡42~69歲，平均52.37歲。體質量指數（27.19±3.78）kg/m2。左膝8例，右膝10例。病程2~7年，平均4.59年。
兩組患者性別、年齡、體質量指數、側別、病程以及治療前膝關節Lysholm評分、美國西部Ontario與McMaster大學骨關節炎指數評分（WOMAC）以及SF-36量表評分（表 1~3）比較，差異均無統計學意義（P > 0.05），具有可比性。
表1
治療前后兩組患者膝關節Lysholm評分比較（n=18，x±s）
Table1.
Comparison of Lysholm scores between 2 groups before and after treatment (n=18, x±s)
表2
治療前后兩組患者膝關節WOMAC評分比較（n=18，x±s）
Table2.
Comparison of WOMAC scores between 2 groups before and after treatment (n=18, x±s)
表3
治療前后兩組患者膝關節SF-36量表評分比較（n=18，x±s）
Table3.
Comparison of SF-36 scale scores between 2 groups before and after treatment (n=18, x±s)
1.3 人臍帶MSCs的制備
1.3.1 細胞分離培養
人臍帶由武警浙江省總隊嘉興醫院婦產科收治的足月剖宮產健康產婦自愿捐贈，采用直接貼壁培養法分離培養人臍帶MSCs。無菌條件下，將臍帶剪成約1 cm長，抽去動、靜脈（動脈2條、靜脈1條）；于玻璃瓶中剪碎，直接分裝在60 mm培養皿中，添加2 mL培養基，混勻；置37℃、5%CO2及飽和濕度孵箱內培養，過夜后添加1 mL培養基，48 h半量換液，3~4 d后全量換液，之后每3~4天換液，15~20 d后去除組織塊，待原代細胞覆蓋培養皿達60%~80%后，按照1:2比例傳代。傳代后細胞增長速度明顯增快，一般3~5 d傳代1次。
1.3.2 細胞鑒定及檢測
取第3代細胞擴增培養達1×108個，PBS沖洗2次，滴加0.05%Ttypsin-EDTA消化，加培養基終止消化，制成濃度為（1~3）× 106個/mL的細胞懸液。流式細胞儀檢測顯示CD34陰性、CD109陰性，CD29及CD44陽性率均 > 95%，提示為MSCs。移植前取細胞培養上清液行EB病毒、巨細胞病毒、HIV病毒、乙肝病毒、支原體、細菌、真菌培養，均呈陰性。
1.3.3 細胞懸液制備
取檢測合格的細胞，滴加0.05% Ttypsin-EDTA消化，加培養基終止消化；收集細胞置于15 mL離心管中，以離心半徑13.5 cm，1 200 r/min離心5 min；PBS重懸細胞后再次離心；反復重懸離心3次，盡可能清洗培養基；最后用復方氯化鈉注射液2.5 mL重懸細胞，制備含（2~3）× 107個細胞的懸液，備用。
1.4 治療方法
細胞治療組：取人臍帶MSCs細胞懸液2.5~3.0 mL，含細胞（2~3）×107個。患者取仰臥位，雙下肢伸直，患側關節常規消毒，于髕骨外上緣與股外側肌交界處，按壓股外側肌下凹陷處，選擇5 mL注射器7~9號注射針頭以45°角度刺入0.5~1.0 cm，有落空感后抽出2~3 mL關節液，保留針頭，拔出針筒，連接裝有細胞懸液的注射器，將細胞注入關節腔。注射完畢后用消毒紗布覆蓋穿刺部位，并膠布固定。患者仰臥30 min，每5分鐘屈、伸膝關節2次。每月注射1次，2次為1個療程。
對照組：膝關節注射玻璃酸鈉注射液，注射方法與細胞治療組一致，每周注射1次，每次25 mg，5次為1個療程。
1.5 統計學方法
采用Excel進行統計分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；組內各時間點間比較采用重復測量方差分析，兩兩比較采用配對t檢驗；計數資料采用χ2檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
兩組患者均完成1個療程治療。細胞治療組患者注射過程中無不良反應，注射后2~3 h 16例（88.89%）出現注射部位疼痛、12例（66.67%）出現輕度腫脹，疼痛一般持續3~12 h，24 h后完全消失，局部腫脹于1~3 d消退，患者一般可忍受；但其中2例（11.11%）注射后12 h疼痛腫脹不能忍受，經抽出關節腔積液約30 mL后癥狀緩解。對照組注射后30 min內4例（22.22%）出現注射部位疼痛、2例（11.11%）輕度腫脹，24 h后癥狀自行消退；無關節腔積液發生。兩組疼痛、腫脹發生率比較，差異有統計學意義（χ2=16.200，P=0.000；χ2=11.688，P=0.000）；積液發生率比較差異無統計學意義（χ2=2.118，P=0.146）。
兩組患者均獲隨訪6個月。細胞治療組患者治療后1~6個月Lysholm評分以及2~6個月WOMAC評分、SF-36量表評分均優于治療前，比較差異有統計學意義（P < 0.05）；隨訪期間患者無膝關節疼痛復發。對照組治療后1、2個月Lysholm評分、WOMAC評分及SF-36量表評分均優于治療前，但之后均呈逐漸恢復至治療前水平趨勢；其中，Ly sho lm評分及SF-36量表評分治療前后比較差異均無統計學意義（P > 0.05）；WOMAC評分治療后1、2、3個月與治療前比較差異有統計學意義（P < 0.05），治療后6個月與治療前比較差異無統計學意義（P > 0.05）；治療后3個月11例（61.11%）患者再次出現膝關節疼痛癥狀。治療后1、2個月兩組患者膝關節功能Lysholm評分、WOMAC評分及SF-36量表評分比較，差異無統計學意義（P > 0.05）；但治療后3、6個月細胞治療組上述評分均明顯優于對照組，比較差異有統計學意義（P < 0.05）。見表 1~3。
治療后6個月MRI復查示，細胞治療組患者原股骨軟骨剝脫處有一定程度修復（圖 1），而對照組患者與治療前相比未見明顯變化（圖 2）。
圖1
細胞治療組患者，女，63歲，右膝退行性骨關節炎MRI ?治療前?治療后6個月??圖 2?對照組患者，男，43歲，左膝退行性骨關節炎MRI ?治療前?治療后6個月
Figure1.
MRI of a 63-year-old female patient with degenerative osteoarthritis of the right knee in the cell treatment group ?Before treatment ?At 6 months after treatment ??Fig. 2 MRI of a 43-year-old male patient with degenerative osteoarthritis of the left knee in the control group ?Before treatment ?At 6 months after treatment
3 討論
隨著年齡的增加軟骨細胞自身功能也會退化，關節軟骨退化是退行性骨關節炎發病的重要原因，臨床治療重點為保護和修復關節軟骨。BMSCs為多能干細胞，在體外、體內均具有向軟骨細胞和骨細胞分化的能力，同時也具有MSCs的免疫調節和抗炎能力，是目前組織工程軟骨研究最主要的種子細胞[7-10]。但我們前期采用自體BMSCs治療腦癱患者時發現，患者年齡越大，細胞生長速度越慢，細胞活性越低[11-12]。而退行性骨關節炎患者多為中老年人，患者骨髓中BMSCs含量較少，分離培養擴增難度更大，同時細胞活性降低，存在傳代緩慢和容易衰老的特性。臍帶MSCs組織修復和免疫調節抗炎能力與BMSCs相似，同時免疫原性低，同種異體注射無排斥反應，而且來源充足，容易獲得，易于培養擴增、活性好，是目前臨床細胞治療最常用的種子細胞[13]。故本研究均選擇人臍帶MSCs進行局部注射治療。
目前，關節腔局部注射人臍帶MSCs治療退行性膝骨關節炎尚處于臨床研究階段，所以我們選擇膝關節靜息痛明顯、膝關節MRI檢查顯示有明顯病變、嚴重影響生活質量，且經多種正規方法治療效果均欠佳的中重度骨關節炎患者。本研究中細胞治療組注射過程順利，患者無任何不適，大部分患者在治療后2 h開始出現關節疼痛，部分出現注射部位周圍腫脹。疼痛癥狀會持續3~12 h，但一般不超過24 h，局部腫脹一般在1~3 d完全消退。患者治療前的膝關節疼痛癥狀多在細胞注射后1~2周明顯改善，治療后1個月上下樓梯時膝關節疼痛消失，6個月隨訪期間疼痛無復發。為了改善患者細胞關節腔注射后的疼痛和腫脹等不良反應，我們對后續收治的2例患者在膝關節穿刺成功后先關節腔注射2 mg地塞米松，再注射細胞懸液，患者治療后未出現關節腫脹和疼痛不良反應，但具體作用機制尚不清楚。有關注射后患者早期疼痛和腫脹發生原因以及具體解決方法，仍需要進一步擴大樣本量研究明確。
本研究結果提示，與局部注射玻璃酸鈉治療相比，人臍帶MSCs注射治療可明顯改善退行性膝骨關節炎患者關節疼痛和功能障礙，MRI檢查亦提示患者關節軟骨得到一定程度修復。但細胞治療機制是MSCs直接分化為軟骨細胞參與關節軟骨修復，還是其進入關節腔后產生的細胞因子調節了關節腔內微環境，減少了炎性因子，同時促進了關節軟骨的再生，目前尚未明確。結合本研究采用人臍帶MSCs獲得較好療效，以及前期采用自體BMSCs和人臍帶MSCs移植治療腦癱患者獲得相近療效分析，我們認為作用機制應該是后者，提示MSCs修復作用主要是細胞因子，并非MSCs轉化為相應的功能細胞[11-12]。近年研究表明[14]TNF-α是一種多功能炎性細胞因子，可促使白細胞聚集在關節腔引起關節軟骨的破壞，還可刺激滑膜細胞的前列腺素E2產生，增加骨和軟骨的破壞程度。IL-6是單核吞噬細胞等產生的一種具有多種生物學活性的細胞因子，可以激活B細胞和T細胞。其通過自分泌形式作用于軟骨細胞，影響軟骨細胞的正常增殖；還可增加滑膜組織的炎性細胞，促進淋巴細胞分泌免疫球蛋白，加重滑膜與關節的炎癥程度，導致軟骨基質缺失，加重關節軟骨損傷。IL-10可預防和限制過度特異性和非特異性免疫反應，從而阻止免疫損傷，誘導免疫耐受，是重要的抗炎分子，在一些關節疾病中能起到保護軟骨的作用[15]。臍帶MSCs可以直接抑制Th1細胞分泌IFN-γ、IL-2、IL-6等促炎因子，同時促進Th2細胞分泌IL-4、IL-10等抑炎因子以抑制炎性反應，分泌的IL-10又可以抑制IL-1和TNF-α的表達，協同減輕骨關節炎患者關節滑膜及軟骨的免疫損傷，所以在骨關節炎軟骨細胞保護和修復中具有重要作用。臍帶MSCs除能抑制T細胞增殖和炎性因子分泌外，還能直接促進軟骨和骨細胞進行組織修復[3]，可顯著降低膝骨關節炎患者病變局部炎性因子VEGF、TNF-α等表達水平，進而降低血管通透性，減少炎性物質的滲出，減輕炎性反應，促進病變關節恢復[16-18]。后續臨床研究中我們將檢測患者治療前后關節液內TNF-α、IL-2、IL-6、IL-4、IL-10等相關因子水平變化，進一步明確作用機制。
綜上述，膝關節腔局部注射人臍帶MSCs治療退行性膝骨關節炎可行，治療后療效持續時間明顯優于局部注射玻璃酸鈉。但細胞治療廣泛用于臨床尚有許多問題，例如患者注射次數、間隔時間、注射細胞量的選擇，以及不同代次細胞治療效果有無差異等，均需要研究解決。
