自體脂肪微片段治療膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的療效觀察

王 成，盧 超

（1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)金沙洲醫(yī)院骨科，廣東 廣州 510080 ；2.廣東省第二中醫(yī)院，廣東 廣州 510095）

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（Knee osteoarthritis，KOA）是一種發(fā)病率很高的關(guān)節(jié)退行性疾病，可導(dǎo)致軟骨、軟骨下骨損傷和滑膜炎癥[1]。此病的發(fā)生通常被認為與生物力學(xué)及生物學(xué)改變導(dǎo)致的膝關(guān)節(jié)退變密切相關(guān)[2]。KOA軟骨損傷的修復(fù)一直是臨床上的熱點話題。臨床上對輕中度KOA 主要是采取保守治療，常用的治療方式有健康管理、口服藥物及關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射藥物治療，往往能取得一定短期的療效[3]，卻難以延緩KOA 的進展。透明質(zhì)酸（Hyaluronic acid，HA）是一種糖胺聚糖，可發(fā)揮鎮(zhèn)痛、潤滑關(guān)節(jié)的作用。雖然目前對HA 注射在KOA 治療中的作用尚存爭議，但其仍是目前臨床上最常使用的治療技術(shù)之一。近幾年，隨著干細胞技術(shù)的發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細胞可用于KOA的治療，且此治療技術(shù)越來越受到重視，目前已成為研究熱點。脂肪間充質(zhì)干細胞（Adipose mesenchymal stem cells，ADMSCs）是眾多間充質(zhì)干細胞中的一種，其具有取材容易、來源充足、可反復(fù)取材等多種優(yōu)點。本研究中通過利百健技術(shù)制備的自體脂肪微片段中就含有豐富的ADMSCs、周細胞、生長因子、基質(zhì)血管組分等。有研究指出，使用自體脂肪微片段促進軟骨再生具有操作簡便、安全等優(yōu)勢[4]。本研究通過觀察采用關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射自體脂肪微片段及注射HA 治療KOA 后患者癥狀和關(guān)節(jié)功能的改善情況來評價和對比兩種治療方式的相關(guān)臨床療效。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選 擇2019 年3 月 至2022 年3 月 于 我 院 骨 科就診的早中期KOA 患者50 例作為研究對象，所有患者的診斷均符合《KOA 分類標(biāo)準(zhǔn)》中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]。按照隨機數(shù)字表法將其分為試驗組與對照組，每組25 例。試驗組：男性12 例，女性13 例；年齡55 ～85 歲，平均年齡（69.08±7.27）歲。對照組；男性13 例，女性12 例；年齡55 ～82 歲，平均年齡（70.40±7.45）歲。兩組患者的性別組成比例無明顯差異（P=0.777 ＞0.05），年齡無明顯差異（P=0.529 ＞0.05），兩組患者具有可比性，見表1。

表1 兩組患者的性別和年齡分布

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在經(jīng)磁共振成像（MRI）證實的原發(fā)性或繼發(fā)性單側(cè)、雙側(cè)有癥狀的膝關(guān)節(jié)OA；（2）X 線檢查顯示膝內(nèi)側(cè)有間隙變窄或內(nèi)翻畸形；（3）至少有1 次保守治療（口服止痛藥物、物理治療等）失敗（治療3 個月以上）的情況；（4）年齡55 ～85 歲，能夠配合研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）膝關(guān)節(jié)K-L 分級在3級以上；（2）存在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；（3）對局部麻醉過敏；（4）存在活動性惡性腫瘤；（5）存在注射部位活動性膝關(guān)節(jié)或皮膚感染；（6）存在可能影響研究配合及結(jié)果的因素；（7）未獲得完整隨訪。

1.3 治療方法

1.3.1 試驗組治療（自體脂肪微片段注射） （1）抽脂：選擇下腹部或側(cè)腹部作為抽脂部位。使用17G 一次性鈍套管注射器向該部位注射適量的腎上腺素+2%甲哌卡因+生理鹽水。然后使用13G 鈍套管連接20 mL的注射器，抽取脂肪組織。（2）采用利百健技術(shù)制作自體脂肪微片段：將脂肪組織置于一次性的利百健處理試劑盒中進行處理，均勻搖晃試劑盒，逐漸減小脂肪組織簇的大小，同時消除具有促炎特性的油性物質(zhì)和血液殘留物。將得到的微碎片脂肪收集到60 mL 注射器中，并定位用于傾析過量的鹽水溶液。然后將所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到幾個10 mL 注射器中，并注射到患者的關(guān)節(jié)腔內(nèi)。

1.3.2 對照組治療（玻璃酸鈉注射） 患者取平臥位，經(jīng)常規(guī)皮膚消毒后，以患側(cè)髕骨外緣及下緣連線的交點為穿刺點，向膝關(guān)節(jié)中心穿刺，如有積液，抽取積液后在關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射玻璃酸鈉2 mL，1 次/周，連續(xù)治療5 次。

兩組患者同時予以硫酸氨基葡萄糖膠囊口服8周，同時指導(dǎo)患者改善飲食結(jié)構(gòu)，控制體重，行股四頭肌肌力訓(xùn)練。

1.4 療效評估方法

在治療前、治療后1 個月、3 個月、6 個月、12 個月時使用以下觀測指標(biāo)評估患者的疼痛癥狀和關(guān)節(jié)功能：（1）視覺模擬量表（visual analogue scale,VAS）評分，用于患者自主評估膝關(guān)節(jié)疼痛程度，可選擇范圍為1 ～10 分，評分越高，表示疼痛越劇烈。（2）西安大略和麥克馬斯特大學(xué)（Western Ontario and McMaster University,WOMAC）骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分，用于評估膝關(guān)節(jié)功能，包含關(guān)節(jié)疼痛、關(guān)節(jié)僵硬、關(guān)節(jié)功能等24 項評分項目，評分越高，表示膝關(guān)節(jié)功能越差。（3）美國特種外科醫(yī)院膝關(guān)節(jié)功能評分系統(tǒng)（Hospital for Special Surgery Knee Score，HSS）評分，用于評估膝關(guān)節(jié)功能。該評分系統(tǒng)主要是依據(jù)患者的疼痛、功能、腫脹和關(guān)節(jié)穩(wěn)定性等因素對膝關(guān)節(jié)功能進行綜合評估。評分越高，表示膝關(guān)節(jié)功能越好。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用t檢驗，計數(shù)資料用百分比（%）表示，采用χ2 檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 VAS 評分結(jié)果

兩組治療前的VAS 評分無明顯差異（P=1 ＞0.05）。治療后1 個月，對照組的VAS 評分低于試驗組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000 ＜0.05）。治療后3 個月、6 個月，試驗組的VAS 評分低于對照組，但差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.061、0.2 ＞0.05）。治療后12 個月，試驗組的VAS 評分低于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000 ＜0.05）。試驗組治療后12 個月VAS 評分與治療前的差值大于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000 ＜0.05）。見表2。

表2 兩組治療前后各觀察時間點VAS 評分結(jié)果的對比（分，± s）

表2 兩組治療前后各觀察時間點VAS 評分結(jié)果的對比（分，± s）

組別 治療前 治療后1 個月 治療后3 個月 治療后6 個月 治療后12 個月 治療后12 個月與治療前的差值試驗組 4.40±0.58 3.84±0.37 1.80±0.65 0.92±0.81 0.48±0.59 3.92±0.28對照組 4.40±0.50 2.84±0.37 2.12±0.53 1.20±0.71 1.84±0.85 2.56±0.65

2.2 WOMAC 骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分結(jié)果

兩組治療前的WOMAC 骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分無明顯差異（P=0.78 ＞0.05）。治療后1 個月，對照組的WOMAC 骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分低于試驗組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.047 ＜0.05）。治療后3 個月、6 個月、12 個月，試驗組的WOMAC 骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分低于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000、0.000、0.000 ＜0.05）。試驗組治療后12 個月WOMAC 評分與治療前的差值大于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000 ＜0.05）。見表3。

表3 兩組治療前后各觀察時間點WOMAC 骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分結(jié)果的對比（分，± s）

表3 兩組治療前后各觀察時間點WOMAC 骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分結(jié)果的對比（分，± s）

組別 治療前 治療后1 個月 治療后3 個月 治療后6 個月 治療后12 個月 治療后12 個月與治療前的差值試驗組 28.40±1.78 26.04±5.33 14.56±2.45 5.72±1.21 5.20±1.00 35.28±1.40對照組 28.80±6.87 23.68±2.01 22.16±6.25 19.76±2.70 14.68±2.44 12.48±3.65

2.3 HSS 評分結(jié)果

兩組治療前的HSS 評分無明顯差異（P=0.278 ＞0.05）。治療后1 個月，對照組的HSS 評分高于試驗組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000 ＜0.05）。治療后3 個月、6 個月、12 個月，試驗組的HSS 評分高于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000、0.000、0.000 ＜0.05）。試驗組治療后12 個月HSS 評分與治療前的差值大于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000 ＜0.05）。見表4。

表4 兩組治療前后各觀察時間點HSS 評分結(jié)果的對比（分，± s）

表4 兩組治療前后各觀察時間點HSS 評分結(jié)果的對比（分，± s）

組別 治療前 治療后1 個月 治療后3 個月 治療后6 個月 治療后12 個月 治療后12 個月與治療前的差值試驗組 54.16±4.43 55.28±4.98 72.24±6.69 83.32±2.85 89.44±3.58 23.20±1.04對照組 52.96±3.21 61.52±3.58 64.80±4.01 65.84±5.06 65.44±6.71 14.12±4.64

3 討論

KOA 是一種致殘率較高的疾病，影響了全球約2.5 億人[6]，且目前其發(fā)病率由于肥胖人群的增加及人口老齡化的加劇，呈現(xiàn)逐年升高的趨勢[7]。其病理性改變主要包括軟骨退變、軟骨下骨損傷、關(guān)節(jié)畸形、韌帶和半月板損傷以及關(guān)節(jié)周圍肌肉的萎縮等[8]。既往研究數(shù)據(jù)顯示，對早期的KOA 患者采用關(guān)節(jié)鏡下軟骨修復(fù)、成形或減壓手術(shù)治療后，進行中長期隨訪的結(jié)果顯示患者均有不同程度的癥狀緩解；在2 ～4級KOA 患者中，通過5 年隨訪評估關(guān)節(jié)鏡手術(shù)或者保守治療的療效，發(fā)現(xiàn)治療緩解不適癥狀的時間最多只能維持2 年[9]。有文獻顯示，相較于合并軟骨或韌帶損傷的患者，未合并軟骨、韌帶損傷的KOA 患者進行半月板修復(fù)術(shù)后能獲得更好的臨床效果[10-11]。研究表明，KOA 多合并軟骨、半月板及前交叉韌帶、內(nèi)側(cè)副韌帶損傷，但由于軟骨修復(fù)技術(shù)目前并不成熟，進行軟骨修復(fù)治療的療效往往達不到預(yù)期。而由于膝關(guān)節(jié)置換技術(shù)的成熟及廣泛推廣，很多有癥狀的早中期KOA 患者過早地接受了關(guān)節(jié)置換手術(shù)[12]。基于軟骨損傷在KOA 發(fā)病機理中的重要性，目前對于促進軟骨再生生物治療方式的研究越來越多[13]。隨著再生醫(yī)學(xué)及干細胞技術(shù)的發(fā)展，干細胞注射已經(jīng)開始應(yīng)用于KOA 的治療。此前常用的干細胞主要來源于骨髓，臨床難以獲取。近年來，相對更易獲取且富含ADMSCs 的自體脂肪微片段逐漸得到了廣泛的臨床應(yīng)用。有研究表明，即使是對于4 級KOA 患者，自體脂肪微片段注射治療同樣有益處，且能延緩其進行全膝關(guān)節(jié)置換的時間[14]。本研究選擇了有臨床癥狀的KOA 1 ～3 級患者進行干預(yù)治療，兩組患者治療后疼痛較前明顯減輕，關(guān)節(jié)功能明顯改善。但在第6 個月、第12 個月隨訪時，對照組的VAS 評分、WOMAC 骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分已無明顯下降，HSS 評分已無明顯上升；而試驗組仍呈現(xiàn)良好的改善趨勢。這表明，相較于HA 注射，自體脂肪微片段注射具有更好的遠期療效。在KOA 的慢病管理中，通常將減重、活動水平控制、物理治療、口服及外用鎮(zhèn)痛藥物結(jié)合作為首選管理方式[15]。當(dāng)以上治療的效果不理想時，關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射HA 或糖皮質(zhì)激素是主流的治療選擇[16]，能起到短期改善患者疼痛癥狀的作用，但HA 注射的療效缺乏高級別臨床證據(jù)，糖皮質(zhì)激素有加快軟骨丟失的風(fēng)險。再生生物醫(yī)學(xué)是目前相關(guān)研究的熱點領(lǐng)域，骨髓及脂肪組織是間充質(zhì)干細胞的主要自體移植來源。相對于脂肪組織而言，骨髓的采集創(chuàng)傷較大，且其基質(zhì)中間充質(zhì)干細胞的相對濃度較低[17]；此外，骨髓間充質(zhì)干細胞的活性和分化能力與年齡呈正相關(guān)，而脂肪組織來源的間充質(zhì)干細胞則不受年齡影響。考慮到KOA 患者多為中老年人[18]，后者是更好的選擇。本研究中的自體脂肪微片段是采用利百健技術(shù)制備的，其中含有豐富的 ADMSCs、周細胞、生長因子、基質(zhì)血管組分等。本研究中，25 例進行自體脂肪微片段注射的患者均未發(fā)生不良反應(yīng)或并發(fā)癥，且均獲得完整的隨訪。在治療后1 個月，對照組的VAS 評分、WOMAC 骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分及HSS 評分均優(yōu)于試驗組，考慮這與自體脂肪微片段和HA 的作用機理有關(guān)。HA 主要是通過潤滑關(guān)節(jié)及減輕震蕩來起到緩解相關(guān)癥狀的作用[19]，并通過與相關(guān)受體相結(jié)合來起到抗炎作用，達到保護關(guān)節(jié)軟骨的目的[20]。由于是直接補充外源性HA，因此能夠迅速減少炎癥因子的釋放，起到鎮(zhèn)痛作用[21]。自體脂肪微片段一方面能增加透明軟骨中帶負電荷糖胺聚糖的水平，這對構(gòu)成軟骨支架有促進作用，從而可減輕相關(guān)疼痛，并改善運動能力[22]。另一方面其可通過間充質(zhì)干細胞發(fā)揮修復(fù)作用。相關(guān)修復(fù)作用主要是通過兩種途徑實現(xiàn)，一種是間充質(zhì)干細胞可以直接分化為軟骨細胞；另一種是間充質(zhì)干細胞可通過旁分泌生物活性因子刺激軟骨細胞的再生。帶有血管基質(zhì)組分的脂肪微片段中含有豐富的邊緣滲出成分[23]，其是血管化的重要參與者，是創(chuàng)面修復(fù)和組織再生的基礎(chǔ)條件[24]。目前，不同的體外研究都表明，間充質(zhì)干細胞- 邊緣滲出成分的相互作用有益于軟骨組織的修復(fù)和再生，從而可增強關(guān)節(jié)軟骨下骨的強度，達到緩解疼痛的目的[25]。本研究中，我們觀察到早期入組的患者進行2 年的MRI 檢查隨訪的結(jié)果顯示，其軟骨下骨的水腫面積不斷減小，缺損處出現(xiàn)新生軟骨（見圖1）。

圖1 脂肪微片段治療前后膝關(guān)節(jié)核磁征象

既往有研究表明，自體脂肪微片段治療會在給藥1 ～2 個月后起效，這與軟骨下骨強度增強的時間線有關(guān)[25]，后期軟骨修復(fù)可實現(xiàn)良好的關(guān)節(jié)支撐作用，從而可緩解相關(guān)疼痛癥狀。

綜上所述，自體脂肪微片段治療早中期KOA 具有良好且穩(wěn)定的療效，該療法操作簡單、創(chuàng)傷小，值得臨床推廣應(yīng)用。但針對其長期療效以及對軟骨的修復(fù)效果尚需更多大樣本長期隨訪研究及治療后不同節(jié)點的MRI 評估來驗證。