自體脂肪微片段治療膝關節骨性關節炎的療效觀察

王 成，盧 超

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

膝關節骨性關節炎（Knee osteoarthritis，KOA）是一種發病率很高的關節退行性疾病，可導致軟骨、軟骨下骨損傷和滑膜炎癥[1]。此病的發生通常被認為與生物力學及生物學改變導致的膝關節退變密切相關[2]。KOA軟骨損傷的修復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、口服藥物及關節腔內注射藥物治療，往往能取得一定短期的療效[3]，卻難以延緩KOA 的進展。透明質酸（Hyaluronic acid，HA）是一種糖胺聚糖，可發揮鎮痛、潤滑關節的作用。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之一。近幾年，隨著干細胞技術的發展，研究人員發現間充質干細胞可用于KOA的治療，且此治療技術越來越受到重視，目前已成為研究熱點。脂肪間充質干細胞（Adipose mesenchymal stem cells，ADMSCs）是眾多間充質干細胞中的一種，其具有取材容易、來源充足、可反復取材等多種優點。本研究中通過利百健技術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、安全等優勢[4]。本研究通過觀察采用關節腔內注射自體脂肪微片段及注射HA 治療KOA 后患者癥狀和關節功能的改善情況來評價和對比兩種治療方式的相關臨床療效。

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 分類標準》中的診斷標準[5]。按照隨機數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 納入與排除標準

納入標準：（1）存在經磁共振成像（MRI）證實的原發性或繼發性單側、雙側有癥狀的膝關節OA；（2）X 線檢查顯示膝內側有間隙變窄或內翻畸形；（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。排除標準：（1）膝關節K-L 分級在3級以上；（2）存在類風濕關節炎；（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節或皮膚感染；（6）存在可能影響研究配合及結果的因素；（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。然后將所得產物轉移到幾個10 mL 注射器中，并注射到患者的關節腔內。

1.3.2 對照組治療（玻璃酸鈉注射） 患者取平臥位，經常規皮膚消毒后，以患側髕骨外緣及下緣連線的交點為穿刺點，向膝關節中心穿刺，如有積液，抽取積液后在關節腔內注射玻璃酸鈉2 mL，1 次/周，連續治療5 次。

兩組患者同時予以硫酸氨基葡萄糖膠囊口服8周，同時指導患者改善飲食結構，控制體重，行股四頭肌肌力訓練。

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評估患者的疼痛癥狀和關節功能：（1）視覺模擬量表（visual analogue scale,VAS）評分，用于患者自主評估膝關節疼痛程度，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（Western Ontario and McMaster University,WOMAC）骨關節炎指數評分，用于評估膝關節功能，包含關節疼痛、關節僵硬、關節功能等24 項評分項目，評分越高，表示膝關節功能越差。（3）美國特種外科醫院膝關節功能評分系統（Hospital for Special Surgery Knee Score，HSS）評分，用于評估膝關節功能。該評分系統主要是依據患者的疼痛、功能、腫脹和關節穩定性等因素對膝關節功能進行綜合評估。評分越高，表示膝關節功能越好。

1.5 統計學分析

采用SPSS 19.0 軟件進行統計學分析。計量資料用均數± 標準差（±s）表示，采用t檢驗，計數資料用百分比（%）表示，采用χ2 檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 VAS 評分結果

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，差異具有統計學意義（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，但差異不具有統計學意義（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，差異具有統計學意義（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，差異具有統計學意義（P=0.000 ＜0.05）。見表2。

表2 兩組治療前后各觀察時間點VAS 評分結果的對比（分，± s）

表2 兩組治療前后各觀察時間點VAS 評分結果的對比（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 骨關節炎指數評分結果

兩組治療前的WOMAC 骨關節炎指數評分無明顯差異（P=0.78 ＞0.05）。治療后1 個月，對照組的WOMAC 骨關節炎指數評分低于試驗組，差異具有統計學意義（P=0.047 ＜0.05）。治療后3 個月、6 個月、12 個月，試驗組的WOMAC 骨關節炎指數評分低于對照組，差異具有統計學意義（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，差異具有統計學意義（P=0.000 ＜0.05）。見表3。

表3 兩組治療前后各觀察時間點WOMAC 骨關節炎指數評分結果的對比（分，± s）

表3 兩組治療前后各觀察時間點WOMAC 骨關節炎指數評分結果的對比（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，差異具有統計學意義（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，差異具有統計學意義（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，差異具有統計學意義（P=0.000 ＜0.05）。見表4。

表4 兩組治療前后各觀察時間點HSS 評分結果的對比（分，± s）

表4 兩組治療前后各觀察時間點HSS 評分結果的對比（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]，且目前其發病率由于肥胖人群的增加及人口老齡化的加劇，呈現逐年升高的趨勢[7]。其病理性改變主要包括軟骨退變、軟骨下骨損傷、關節畸形、韌帶和半月板損傷以及關節周圍肌肉的萎縮等[8]。既往研究數據顯示，對早期的KOA 患者采用關節鏡下軟骨修復、成形或減壓手術治療后，進行中長期隨訪的結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 年隨訪評估關節鏡手術或者保守治療的療效，發現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術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、內側副韌帶損傷，但由于軟骨修復技術目前并不成熟，進行軟骨修復治療的療效往往達不到預期。而由于膝關節置換技術的成熟及廣泛推廣，很多有癥狀的早中期KOA 患者過早地接受了關節置換手術[12]。基于軟骨損傷在KOA 發病機理中的重要性，目前對于促進軟骨再生生物治療方式的研究越來越多[13]。隨著再生醫學及干細胞技術的發展，干細胞注射已經開始應用于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節置換的時間[14]。本研究選擇了有臨床癥狀的KOA 1 ～3 級患者進行干預治療，兩組患者治療后疼痛較前明顯減輕，關節功能明顯改善。但在第6 個月、第12 個月隨訪時，對照組的VAS 評分、WOMAC 骨關節炎指數評分已無明顯下降，HSS 評分已無明顯上升；而試驗組仍呈現良好的改善趨勢。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、口服及外用鎮痛藥物結合作為首選管理方式[15]。當以上治療的效果不理想時，關節腔內注射HA 或糖皮質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，糖皮質激素有加快軟骨丟失的風險。再生生物醫學是目前相關研究的熱點領域，骨髓及脂肪組織是間充質干細胞的主要自體移植來源。相對于脂肪組織而言，骨髓的采集創傷較大，且其基質中間充質干細胞的相對濃度較低[17]；此外，骨髓間充質干細胞的活性和分化能力與年齡呈正相關，而脂肪組織來源的間充質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制備的，其中含有豐富的 ADMSCs、周細胞、生長因子、基質血管組分等。本研究中，25 例進行自體脂肪微片段注射的患者均未發生不良反應或并發癥，且均獲得完整的隨訪。在治療后1 個月，對照組的VAS 評分、WOMAC 骨關節炎指數評分及HSS 評分均優于試驗組，考慮這與自體脂肪微片段和HA 的作用機理有關。HA 主要是通過潤滑關節及減輕震蕩來起到緩解相關癥狀的作用[19]，并通過與相關受體相結合來起到抗炎作用，達到保護關節軟骨的目的[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，這對構成軟骨支架有促進作用，從而可減輕相關疼痛，并改善運動能力[22]。另一方面其可通過間充質干細胞發揮修復作用。相關修復作用主要是通過兩種途徑實現，一種是間充質干細胞可以直接分化為軟骨細胞；另一種是間充質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，是創面修復和組織再生的基礎條件[24]。目前，不同的體外研究都表明，間充質干細胞- 邊緣滲出成分的相互作用有益于軟骨組織的修復和再生，從而可增強關節軟骨下骨的強度，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 檢查隨訪的結果顯示，其軟骨下骨的水腫面積不斷減小，缺損處出現新生軟骨（見圖1）。

圖1 脂肪微片段治療前后膝關節核磁征象

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[25]，后期軟骨修復可實現良好的關節支撐作用，從而可緩解相關疼痛癥狀。

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