2021-09-14 16:51

用于缓解膝关节骨关节炎的鼻软骨

Nasal cartilage relieves osteoarthritis in the knee

据巴塞尔大学和巴塞尔大学医院的研究人员称,来自鼻中隔的软骨细胞不仅可以帮助修复膝盖的软骨损伤,它们还可以抵御骨关节炎中的慢性炎症组织环境,甚至对抗炎症。

巴塞尔大学生物医学系和巴塞尔大学医院的研究小组正在从鼻中隔细胞中培养软骨组织,用于修复膝关节软骨。由Ivan Martin教授和Andrea Barbero教授领导的研究小组已经成功地在孤立的软骨损伤的初步临床研究中做到了这一点,他们现在报告说,这种方法也可能适用于骨关节炎等退行性关节疾病。他们的研究结果发表在《科学转化医学》杂志上。

骨关节炎与软骨退化有关,可导致严重疼痛和活动能力下降。到目前为止,治疗方法的目标是炎症和疼痛的姑息治疗,直到人工膝关节置换术成为不可避免的。然而,关节假体的耐久性有限,这使得治疗存在问题,尤其是对年轻患者。

从鼻子到膝盖

一种可能的替代方法是使用工程软骨组织修复关节软骨。为此,研究小组与巴塞尔大学医院的整形外科医生合作,从病人的鼻中隔中提取组织样本,培养分离的软骨细胞,并利用它们生长软骨层,然后通过手术植入膝关节。

Nasal cartilage relieves osteoarthritis in the knee在移除受损的膝关节软骨后,外科医生植入工程软骨移植物。资料来源:学士大学 选取,基督教Flierl

不同于创伤性和局限性软骨缺损,例如在运动损伤后,骨关节炎膝关节的组织环境以持续性炎症反应为特征。“首先,我们必须测试软骨置换是否受到炎症因素的攻击和退化,”Ivan Martin解释说。

由Martin教授的博士生Lina Acevedo Rua、项目负责人Dr. Karoliina Pelttari和整形外科医生Dr. Marcus Mumme领导的研究人员首先在实验室和小实验动物的各种模型中测试了炎症因子存在下培养的人类软骨组织。然后,他们测试了软骨组织在同时受到炎症和机械压力的情况下的耐久性,使用的是来自绵羊鼻子的软骨细胞,植入了同一动物患骨关节炎的膝关节。

具有抗炎特性的软骨细胞

动物实验的结果令人鼓舞——由鼻软骨细胞改造而成的组织不仅非常强健,似乎还能抵消炎症反应。进一步分析表明,这种效应可能是由于鼻软骨细胞的存在抑制了在骨关节炎中长期上调的分子信号通路(WNT信号通路)。

在解释鼻软骨的惊人特性时,Martin教授说:“与关节中的软骨组织不同,这些软骨细胞起源于神经外胚层的前体细胞,因此具有独特的再生和适应能力(可塑性)。”从鼻软骨细胞中生长出来的组织似乎也保留了这些特殊特性。”

在动物试验成功后,研究人员还在两名患有严重骨关节炎的年轻患者身上测试了这种方法,可能是由于腿骨错位造成的。他们的替代疗法可能是一个膝关节假体。






伊万·马丁教授解释了使用鼻中隔软骨细胞来修复患骨关节炎的膝盖中受损的软骨的方法。资料来源:学士大学 选取

疼痛减轻,关节恢复

在植入由患者自身鼻软骨细胞工程化的软骨后,这两名受试者报告疼痛减轻,生活质量提高。研究人员还通过核磁共振成像确定了其中一名患者的膝关节骨间距比之前更大,这是关节恢复的迹象。对于第二名患者,由于疫情期间旅行限制,他们无法进行任何核磁共振扫描,只能与他面谈,以获得主观评估。

此外,由于两名患者的骨骼错位可以通过手术矫正,从而消除导致骨关节炎的最有可能的原因,研究人员有信心,至少在一段时间内,患者将能够在没有膝关节假体的情况下进行治疗。

马丁说:“我们的研究结果使我们能够为治疗奠定生物学基础,我们对此持谨慎乐观的态度。”这种方法首先必须通过深入的临床试验来进一步评估髌股骨关节炎的治疗效果,为此,该团队正在接受巴塞尔大学医院创新中心(“再生外科”)的财政支持。研究人员还打算进一步开发用于其他类型骨关节炎的方法,以便能够治疗更广泛的患者。