导语：运动系统疾病它是一个或多个关节的炎症。它通常突然出现，并以疼痛和僵硬为特征。由于肌肉组织收紧，从而形成防御位置以防止关节活动，因此会加剧僵硬。间充质干细胞在运动医学方面具有潜力，有助于肌肉恢复、半月板撕裂以及肌腱和韧带损伤。

什么是运动系统疾病

运动系统疾病是指影响人体运动系统的各种疾病，这些疾病可以涉及骨骼、肌肉、关节、韧带、肌腱、神经和血管等多个组成部分。运动系统疾病通常表现为疼痛、僵硬、活动受限等症状，并可能伴随其他系统的功能障碍。常见的运动系统疾病有：骨折愈合、肌肉损伤与修复、关节软骨疾病和骨关节炎、半月板损伤等。

运动系统疾病的治疗方式多种多样：涵盖了从物理治疗到药物治疗、康复训练以及干细胞疗法。

其中药物治疗在运动系统疾病中最常见，例如外用NSAIDs广泛用于治疗运动系统损伤引起的轻、中度疼痛。这类药物通过减轻炎症和疼痛来缓解症状，适用于骨科、运动医学和康复医学等领域。

但许多的药物在治疗运动系统疾病会出现很多副作用，长期使用某些药物可能对身体造成永久性损害。例如，长期使用类固醇可能导致心血管疾病、糖尿病、骨质疏松等。

近年来，研究人员发现间充质干细胞在治疗运动系统疾病方面具有显著的优势，包括促进组织修复、免疫调节、抗氧化特性、强大的再生能力以及良好的安全性和临床应用效果，这些特性使间充质干细胞成为了治疗运动系统疾病的有效工具。

本文详细介绍了间充质干细胞在以下运动系统疾病中的作用：骨折愈合、肌肉损伤与修复、关节软骨疾病和骨关节炎、半月板损伤、肌腱和韧带损伤、椎间盘疾病治疗。

运动系统疾病如何治疗？间充质干细胞的治疗案例有哪些？

2024年9月3日，迈阿密大学米勒医学院在国际期刊《Stem Cell Translational Medicine》上发布了一篇《细胞疗法在肌肉骨骼疾病治疗中的应用》的研究结果。

重要性声明：本文回顾了支持间充质干细胞在骨科中使用的临床证据，概述了其在肌肉损伤和修复、肌腱损伤、韧带撕裂以及减轻骨关节炎影响方面的潜力。干细胞的治疗用途有可能彻底改变再生医学。

1、间充质干细胞疗法在骨折愈合中的应用

骨折愈合是一系列复杂事件的结果，通常会导致骨骼完全修复至受伤前的状态。骨折愈合的一个关键特征是通过软骨内骨化和膜内骨化相结合而实现的。

骨折后的这种血管生成过程受到血肿形成和随后一系列细胞间连接以及生长因子、细胞因子和白细胞介素的释放的刺激，这些生长因子、细胞因子和白细胞介素会导致向骨折部位趋化。血管生成对于间充质干细胞从体循环以及先前描述的血管周围骨祖细胞到骨折部位的运输至关重要。

临床研究

然而，在过去 10 年中，至少有 8 项临床试验注册了骨折愈合或使用间充质干细胞治疗不愈合。大多数试验都专注于以骨髓间充质干细胞作为骨折愈合的主要间充质干细胞治疗方法。一项试验将 32 名年龄在 70-85 岁之间的患者随机分配接受髓内钉 + 骨髓间充质干细胞治疗或单独髓内钉治疗。

这些患者将接受 1 年随访，主要评估安全性、CT 和 X 光检查、临床状况和生活质量。由于老年人髋部骨折的发病率和死亡率较高，因此改善这些患者的临床状况和生活质量可能会产生重大的临床影响。

2、间充质干细胞疗法在肌肉损伤与修复中的应用

肌纤维损伤后，受损纤维的细胞核会发生凋亡。这些细胞核无法替换，部分解释了患者在中度或重度骨骼肌损伤后出现的肌肉萎缩和虚弱。这种损伤的内源性修复机制源自骨骼肌干细胞，称为卫星细胞（也称为肌卫星细胞）。

目前，尚无临床试验研究间充质干细胞对肌肉愈合的影响，因为所有试验都集中在肌腱连接处或肌腱单元，而不是肌肉本身的分离。正在进行的研究是，研究间充质干细胞在虚弱患者中的潜在作用，以帮助缓解肌肉减少症、肌肉萎缩症和衰老引起的力量丧失。

该领域的临床试验在 CRATUS 第 1 和第 2 期试验中展示了一些潜力，这些试验探索了使用同种异体骨髓间充质干细胞在轻度虚弱患者中恢复衰老微环境并重现其生物活性的概念。

这些试验的结果表明，骨髓间充质干细胞具有生物活性和有效性，可以对抗肌肉减少症和与年龄相关的肌肉萎缩，提高手握力，增加 6 分钟步行距离，减少循环 TNF-α。

3、间充质干细胞在关节软骨疾病和骨关节炎中的应用

据估计，美国有 3080 万成年人患有骨关节炎 (OA)，全球有超过 3 亿成年人患有骨关节炎 (OA)。关节软骨是长骨末端的透明软骨，由一层薄薄的软骨组成，与椎间盘附近的穿孔皮质骨结合在一起，为关节间的活动和重量传递提供低摩擦表面。

鉴于受影响的组织众多且涉及不同的炎症途径，间充质干细胞的多功能性已成为治疗骨关节炎的潜在治疗选择。多项临床研究已检验了间充质干细胞对骨关节炎的潜在益处。

一项随机 2B 期安慰剂对照临床试验测试了关节内注射自体脂肪间充质干细胞治疗骨关节炎的有效性、安全性和结果评分。

12 名患者接受了脂肪间充质干细胞治疗，并与 12 个注射生理盐水的膝关节作为对照，并进行了 6 个月的随访。WOMAC 评分是主要结果，次要结果包括放射学检查和 MRI 结果。

研究得出结论，与对照组相比，单次注射脂肪间充质干细胞可在 6 个月时显著改善WOMAC 评分。未观察到严重不良事件。MRI 评估显示间充质干细胞组 6 个月时软骨缺损无显著变化，而对照组软骨缺损增加。

4、间充质干细胞疗法在半月板损伤中的应用

膝关节半月板的功能是传递关节反作用力、润滑、为软骨提供营养，并充当减震器。半月板是一种复杂的组织，由细胞、专门的细胞外基质分子以及区域特异性的神经支配和血管化组成。

Sekiya 等人进行的两项研究。第一项研究结合了手术修复和间充质干细胞治疗半月板损伤。该系列研究了 5 名患有复杂退行性内侧半月板撕裂的患者。

他们通过标准手术程序接受全内和由内向外修复的手术修复，并在手术 2 周后使用 18 号针头将体外培养的自体间充质干细胞悬液移植到修复部位。

 4 名皮瓣撕裂患者在 52 周时发现 2 名患者的撕裂区完全稳定且光滑，2 名患者的撕裂区部分修复。据报道，放射状撕裂患者在最后一次随访中也已完全愈合。

所有患者 1 年时的关节镜检查和 Lysholm 评分均高于术前水平。

修复和移植滑膜间充质干细胞之前和之后的半月板撕裂。

修复前后和移植滑膜 MSCs 期间的关节镜图像以及用缝合线（蓝线表示）的撕裂和修复图形如图所示。

5、间充质干细胞疗法在肌腱和韧带损伤中的应用

韧带和肌腱损伤是常见的骨科问题，每年影响美国约1700万患者。这些损伤通常会导致愈合缓慢，需要长时间的康复，并形成疤痕组织，需要多年的重塑才能获得功能性组织。

因此，人们正在探索替代方法，例如使用 间充质干细胞或间充质干细胞样细胞的细胞疗法作为手术方法的辅助手段。

Wang 等人进行的一项研究提供了有希望的证据，用于评估间充质干细胞增强韧带重建的疗效。

一项双盲 RCT 审查了 17 名患者，他们接受了 HA 培养基中 75 × 10 ⁶个同种异体未成熟间充质前体细胞 (MPC) 的单次关节内注射，并进行了 ACL 重建。患有半月板损伤而需要三分之一切除或重建且会改变通常的 ACL 康复的患者被排除在外。

在 24 个月的随访中，接受间充质干细胞注射的患者的 KOOS 和疼痛评分改善显著更高。此外，还发现这些患者在 24 个月时外侧胫股关节间隙变窄减少。

前交叉韧带重建后，胫股关节间隙宽度在 24 个月内（​​内侧关节间隙宽度）相对于基线的变化。

（A）胫股关节间隙宽度在 24 个月内（​​内侧关节间隙宽度）相对于基线的变化。

（B）显示平均值和 95% 可信区间。

缩写：HA，透明质酸；MPC，间充质前体细胞。

6、间充质干细胞疗法在椎间盘疾病治疗中的应用

退行性椎间盘疾病 (DDD) 是椎间盘疾病的总称，一般指因腰椎间盘突出或其他椎间盘源性腰痛引起的腰椎病理。这类常见疾病随着年龄的增长而增加，患病率也不断上升，也已成为间充质干细胞治疗的目标。

2021 年的一项 RCT 荟萃分析表明，间充质干细胞疗法可以降低 VAS 评分和 Oswestry 残疾指数评分，表明间充质干细胞有可能成为 DDD 的一种新型治疗干预措施。

在过去 10 年中，已有 3 项临床试验完成，另有 3 项临床试验正在注册，以研究使用间充质干细胞治疗椎间盘突出症。其中一项试验报告的结果显示，将骨髓间充质干细胞 直接注射到髓核中，可降低所有时间点的腰痛 VAS 评分，降低 6 个月和 12 个月时的坐骨痛 VAS 评分，增加 12 个月时 MRI 显示的腰椎间盘含水量。

关于椎间盘疾病的 MSCs 的最新临床试验

结论

间充质干细胞治疗运动系统疾病（骨折愈合、肌肉损伤与修复、关节软骨疾病和骨关节炎、半月板损伤、肌腱和韧带损伤、椎间盘疾病治疗）的应用是一个新兴且前景光明的医学领域。

尽管存在这些挑战，但仍在取得进展，间充质干细胞进入肌肉骨骼疾病治疗手段的潜力仍然很大。间充质干细胞的应用有可能彻底改变我们处理和管理肌肉骨骼疾病的方式。

参考资料：Justin Trapana、Jonathan Weinerman、Danny Lee、Anil Sedani、David Constantinescu、Thomas M Best、Francis J Hornicek、Joshua M Hare，基于细胞的疗法在肌肉骨骼疾病治疗中的应用，干细胞转化医学，2024；，szae049，https ://doi.org/10.1093/stcltm/szae049

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