干细胞能治疗下腰痛吗？有效果吗？机制什么？

干细胞能治疗椎间盘源性下腰痛吗？

椎间盘退变性疾病中，椎间盘营养供给减少，周围环境缺氧、酸化，椎间盘抗负荷、抗损伤能力下降；细胞外基质成分改变，合成与分解代谢失衡。椎间盘是软骨性，是人体内最大的无血管结构，当代谢稳态被破坏时很难自然再生。细胞治疗在动物模型和人体试验中已被证实可明显改善下腰痛评分，利于椎间盘保持水合作用，并增加椎间盘高度。由于骨髓间充质干细胞（MSCs）来源比胚胎干细胞丰富，可来自骨髓、脂肪组织、脐带组织，或膝关节滑膜、肌肉、骨膜组织。因此，骨髓间充质干细胞是目前最常研究的干细胞，且其在分化方面有良好表现。经皮注射多功能间充质干细胞被认为是改善椎间盘源性下腰痛的潜在方法，它可能通过三种机制发挥作用: 缓解原发性伤害性椎间盘疼痛，减缓或逆转分解代谢，恢复椎间盘组织。而胚胎干细胞(ESCs)虽然可以在体外分化为三个胚层的细胞，但其使用涉及伦理问题、移植后免疫排斥可能、致病和畸胎瘤形成，因此其使用受到限制。另一种类似的治疗背痛的方法是髓核移植，自体髓核细胞再植入术可逆转破坏性的炎症过程、促进蛋白、多糖和胶原再生。初步的动物模型和临床研究表明间充质干细胞移植是一种潜在的可促进椎间盘再生和细胞外基质的恢复治疗方法，使平衡向合成代谢、减少疼痛方向转变。

干细胞治疗的关键是确保干细胞能安全移植、稳定存活、数量足够、并分化为正确表型。骨髓间充质干细胞是多能免疫调节剂，可通过分泌合成代谢生长因子，在附近的内源性椎间盘细胞中进行趋化增殖，帮助细胞外基质的产生，减少附近组织中的炎症和分解代谢。干细胞疗法适用于退化的椎间盘细胞，骨髓间充质干细胞移植的主要障碍是变性的椎间盘周围高渗透压的酸性环境，这种恶劣环境可能会阻碍骨髓间充质干细胞的存活，但存活之后，再生细胞可能会逆转或减轻这种恶劣环境。

一项研究对猪进行椎间盘移植骨髓间充质干细胞和定向软骨细胞，发现定向软骨细胞的存活和细胞外基质形成更好，可能是由于他们比骨髓间充质干细胞更适合在无血管的椎间盘环境中存活。

以下汇总了近年来干细胞治疗椎间盘源性下腰痛的临床研究，见表

表 干细胞治疗椎间盘源性下腰痛临床研究

时间  作者	研究设计	结果
2010，Yoshikawa et al.	自体 BM-MSCs N=2 随访：2年	两名患者的椎间盘水合增加，疼痛评分改善
2011，Orozco et al.	自体BM-MSCs N=10 随访：12个月	治疗后患者的椎间盘高度无变化，但疼痛改善、生活质量改善。85%患者前3个月内疼痛缓解
2015，Pettine et al. 2016，Pettine et al. 2017，Pettine et al.	自体BM-MSCs N=26 随访：12个月，2年，3年	治疗后第2、3年期间，患者的ODI及VAS评分持续改善。与椎间盘替换术或腰椎融合术患者相比，ODI和VAS评分大幅改善。总体来说，接受干细胞注射剂量更高的患者，其VAS和ODI评分下降速度越快、下降幅度越大。2000 CFU-F/mL的干细胞治疗剂量是一个重要的判断临床效果的数值。干细胞使用剂量与MRI显像的改善密切相关，使用剂量>2000 CFU-F/mL的患者队列，其每个椎间盘平均提高0.58等级，而<2000 CFU-F/mL剂量的队列每个椎间盘平均提高0.17个等级
2016，Elabd et al.	自体低氧-培养BM-MSCs N=5  随访：4-6年	干细胞应用与临床症状的改善呈正相关；干细胞治疗后， 5人中有4人椎间盘突出程度减轻
2017，Centeno et al.	自体BM-MSCs N=33 随访：6年	3名患者有手术相关疼痛。3年内改善了平均60%的临床症状。20例患者进行核磁随访，17例提示椎间盘膨出改善，患者膨出改善越明显，疼痛改善越显著
2017，Kumar et al.	自体AT-MSCs+透明质酸 N=10 随访：12个月	高、低剂量注射组之间无治疗统计学差异；7例患者在治疗后6个月，ODI及VAS评分改善50%，6例患者在治疗后1年改善50%。1例患者Pfirmann等级改善
2017，Noriega et al.	自体AT-MSCs+透明质酸 N=24 随访：12个月	接受干细胞治疗的患者在注射后3月、6月、12月的VAS、ODI评分明显降低。空白对照组评分无明显变化。MRI提示接受干细胞治疗的患者的椎间盘退变较对照组明显改善