生物技術在半月板損傷治療和中醫康復中的應用研究

林淑芳 謝逸天 陳鑫朔

摘要：半月板是位于膝關節內的一種纖維軟骨組織。半月板損傷是臨床中常見的運動損傷。由于半月板自我恢復能力較差，以及傳統的半月板摘除，修復和移植治療所涉及一系列不良反應，不利于術后機體功能以及患者運動能力的恢復。如今科學家們重點研究通過特異生物因子促進膝關節周圍組織細胞再生、以及選取先進生物材料及治療方式的應用，并配合合理康復療程，尤其是中醫康復治療，希望在最大程度上恢復患者受損半月板結構功能，最終恢復其運動能力。

關鍵詞：半月板、特異生物因子、生物材料、中醫治療

中圖分類號：R274.9

文獻標志碼：A

半月板是位于膝關節內的一種纖維軟骨組織，在人類的運動行為中發揮了不可替代的作用。半月板受損是臨床中常見的一種運動損傷，但因為半月板自我恢復能力較差，故治療結果一般不盡如人意。在一份年限為2010～2015年，針對美國軍隊內的半月板損傷治療統計，81%是半月板切除，20.3%為半月板修復，0.7%為同種異體半月板移植。在科技高速發展以及治療康復理念提升的今天，臨床治療方法除了單純摘除破損半月板之外，還有針對受損半月板的修復，甚至有通過移植體的治療等方式。但這又涉及膝關節軟骨退行性病變（osteoarthritis，OA），以及免疫排斥等不良反應等問題，會引起骨性關節炎等疾病，嚴重影響生活質量。并且，隨著年齡的增長，膝關節周圍纖維軟骨變硬，擠壓血管，不利于血液物質交換，所以半月板受損風險增大且不利于恢復，這就考驗了科研人員的思路。隨著遺傳學研究的深入，科學家們在自體細胞再生、生物技術和材料鄰域有了新的突破。如今科學家們將研究投向半月板移植結合膝關節周圍自體細胞組織再生的方向，配合移植體的材料，還有先進治療方式的挑選，以及康復過程的作用，以減少對機體組織的傷害，從而提高治療后恢復質量。

1特異生物因子的利用

現在科學家們希望在觀察清楚膝關節內部微觀結構的基礎上，借助特異生物因子，促進受損膝關節組織細胞增殖分化，減小半月板損傷程度。例如，細胞外周基質（PCM）周圍富含VI型膠原蛋白，其通過對酶系統、內環境等的調節，促進膝關節組織生長修復。這可以作為OA骨性關節炎治療的一種思路。某些物質可以促進特異因子發揮作用。

1.1IL^-1β

在OA的發展過程中，軟骨細胞中的滑膜細胞會過度分泌炎癥因子等物質。而主要的炎癥因子白細胞介素-1β（IL^-1β）的水平明顯升高，容易誘發p65基因的突變，再借Nrf2特異轉錄因子，促進相關蛋白表達，最終使OA病情惡化。Gang Zheng等人在研究中發現，紅曲霉素在骨關節炎的預防和治療中具有潛力。紅曲霉素抑制了IL^-1β誘導因子的表達，從而抑制NF-KB信號通路，降低炎癥組織中Nrf2-依賴的HO-1因子表達，有利于膠原蛋白的積累，進而有利于纖維軟骨的附著，提高膝關節的韌性。同時，Shangkun Tang等人發現，虎杖苷（PD）針對IL^-1β也有與紅曲霉素類似的功能。

1.2c-Fos/AP-1抑制劑hirakumotomura等人的實驗發現c-Fos/AP-1抑制劑在緩解OA關節炎的過程中亦發揮了重要作用。在OA關節軟骨的破壞中，基質降解酶被認為是主要誘因。同時在OA炎癥反應所導致的軟骨破壞的過程中，MMP類蛋白（MMPs）的表達升高，故MMP被認為是抑制OA軟骨損傷的優良治療靶點。c-Fos/AP-1抑制劑能夠結合炎癥細胞因子，特異性抑制下游MMP表達的信號通路，保存膠原蛋白，有效預防軟骨破壞和骨贅形成，克服了先前簡單利用MMPs靶點的臨床治療效果不佳的問題。

1.3AA/FeCl₃

人體內富集型轉化生長因子β家族（Latent-TGFβs）能促進軟骨組織再生，維持關節結構相對正常。抗壞血酸（AA）是一種還原性維生素，AA可與氯化鐵激活latent-TGFβ1。在關節腔注射AA/Fec13能促進內源性latent-TGFβ1的表達，并減輕氧化應激損傷，延緩OA的惡化。廖哲霆等在實驗中觀察到AA/Fecl3混合液能延緩某些情況下的OA的惡化，故進一步的研究將聚焦在轉化應用前的問題上，從而獲得更加安全有效的成分及針對不同階段OA的治療配方。

1.4成纖維細胞生長因子

成纖維細胞生長因子受體（fibroblastgrowth factor receptors，FGFRs）屬于酪氨酸蛋白激酶家族，與其配體成纖維細胞生長因子（fibroblastgrowth factors，FGFs）結合后在骨、軟骨生長中發揮重要作用。李芳芳等人在實驗中發現，在FGFR信號指導下，半月板可生成纖維軟骨，并有局部骨化，FGFRs信號在小鼠生長不同階段指導膠原蛋白的表達，提示其可能參與其發育與穩態維持。FGFRs在小鼠半月板時空表達模式提示，它們可能是參與調節半月板發育的關鍵因素。

1.5射頻聯合富血小板血漿

由于缺乏血供，半月板白區的損傷難以恢復。傳統治療是通過機械刺激，促進半月板內細胞因子的表達。射頻通過其電熱效應也可以達到類似的效果，因為它能促進血小板衍生生長因子的表達。這有利于新生組織及軟骨合成，從而有助于半月板白區損傷的恢復。且富血小板血漿的制備，創傷小、費用低、符合人體理化條件，且免疫排斥等不良反應很小，故在促進受損半月板白區治療的實際應用上有廣闊的前景。

2生物材料的選取

破損半月板摘除是如今最常用的治療方案，但所造成的關節軟骨退行性病變問題，以及移植體與人體組織契合問題，影響治療效果及恢復。現在科學家們探求合適的移植材料，從而與機體相適應。同時，受損半月板內膠原蛋白破壞的無序程度與收到的撕裂有關，這對具體半月板修復工作提供了參考。