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干细胞治疗强直性脊柱炎:如何实现从短期的疼痛缓解到长期关节活动度改善?

强直性脊柱炎(Ankylosing Spondylitis, AS)是一种慢性炎症性疾病,主要影响脊柱和骶髂关节,导致疼痛、僵硬和功能障碍。传统治疗方法虽能缓解部分症状,但难以从根本上改善患者的长期生活质量。近年来,干细胞治疗作为一种新兴的再生医学手段,为强直性脊柱炎患者带来了新的希望。

近年来,随着再生医学的发展,干细胞治疗强直性脊柱炎具有显著的潜力和希望。这一颠覆性技术的背后仍存在关键问题:

干细胞治疗强直性脊柱炎:如何实现从短期的疼痛缓解到长期关节活动度改善?

那么,干细胞治疗强直性脊柱炎的短期效果能否转化为长期稳定?是什么机制和原理让干细胞治疗强直性脊柱炎短期成效转化为长期稳固?如何评估干细胞治疗强直性脊柱炎患者的短期疗效和长期疗效?免疫排斥与个体化差异如何影响疗效持续性?本文基于临床试验数据,深度解析干细胞治疗强直性脊柱炎从短期的疼痛缓解到长期关节活动度改善,为患者与医疗从业者提供科学决策依据。

干细胞治疗强直性脊柱炎的四大机制

1、免疫调节作用

  • 干细胞可以调节免疫系统的平衡,抑制过度活跃的免疫反应。在强直性脊柱炎中,免疫系统错误地攻击自身关节组织,导致炎症和损伤。干细胞能够抑制 T 细胞、B 细胞等免疫细胞的增殖和活化,减少炎症因子如肿瘤坏死因子 -α、白细胞介素 – 6 等的分泌,从而减轻炎症反应。
  • 干细胞还可以诱导调节性 T 细胞的产生,这些细胞具有免疫抑制功能,能够抑制自身免疫反应,保护关节组织免受免疫攻击。

2、分化与修复作用

  • 干细胞具有分化为多种细胞类型的能力,在强直性脊柱炎的治疗中,它们可以分化为软骨细胞和骨细胞。
  • 分化出的软骨细胞能够修复受损的关节软骨,恢复关节的正常结构和功能;分化出的骨细胞则有助于促进骨组织的再生和修复,改善因疾病导致的骨质破坏和骨质疏松。

3、归巢作用

  • 干细胞具有归巢特性,能够识别体内的损伤信号,主动迁移到受损的关节部位。
  • 在关节局部微环境的影响下,干细胞更倾向于向损伤组织定向分化和增殖,精准地对受损关节进行修复和再生,提高治疗效果。

4、分泌细胞因子和生长因子

  • 干细胞能够分泌多种细胞因子和生长因子,如胰岛素样生长因子、血管内皮生长因子、转化生长因子 -β 等。
  • 这些因子可以促进细胞的增殖、分化和存活,加速受损组织的修复和再生。同时,它们还可以调节局部微环境,吸引其他修复细胞到损伤部位,共同参与组织修复过程。

干细胞通过“免疫调节-分化与修复-归巢-分泌细胞和生长因子”四位一体的协同机制,实现从短期症状缓解到长期恢复。

评估干细胞治疗强直性脊柱炎患者的短期疗效和长期疗效的标准有哪些

短期疗效评估标准(1-12个月)

临床症状和体征

  • 疼痛程度:使用视觉模拟评分法(VAS)等工具评估患者脊柱、骶髂关节等部位的疼痛程度,一般治疗后短期内若 VAS 评分较治疗前明显降低,提示疼痛缓解,治疗有效。
  • 晨僵时间:记录患者晨起后关节僵硬的持续时间,若治疗后晨僵时间显著缩短,表明病情有所改善。
  • 关节活动度:通过测量脊柱的前屈、后伸、侧屈以及髋关节、膝关节等大关节的活动角度,评估关节功能。若治疗后关节活动度较治疗前有所增加,说明短期疗效较好。

炎症指标

  • 血沉(ESR):血沉是反映炎症活动的常用指标,治疗后短期内 ESR 若明显下降,提示炎症得到一定程度的控制。
  • C 反应蛋白(CRP):CRP 也是炎症反应的敏感指标,其水平在治疗后短期内降低,常表明炎症减轻,治疗有效。

生活质量评估

  • 采用健康评估问卷(HAQ)等工具,评估患者在日常生活活动、疼痛、睡眠、心理状态等方面的情况。若治疗后短期内患者在 HAQ 评分上有明显改善,说明其生活质量有所提高,干细胞治疗取得了一定的短期疗效。

长期疗效评估标准(12个月以上)

临床症状和体征

  • 疾病复发情况:观察患者在治疗后的较长时间内,强直性脊柱炎的症状是否再次出现或加重。若在数年甚至更长时间内,患者未出现明显的病情复发,或复发次数明显减少、症状较轻,提示长期疗效较好。
  • 关节功能维持:长期跟踪患者关节的活动度、脊柱的畸形进展情况等。若患者能长期保持较好的关节功能,脊柱畸形没有进一步加重,甚至有所改善,表明干细胞治疗对阻止疾病进展、维持关节和脊柱功能有良好的长期效果。

影像学检查

  • X 线、CT 检查:通过观察脊柱、骶髂关节等部位的骨质破坏、关节间隙狭窄、骨赘形成等影像学表现的变化来评估疗效。若治疗后长期随访中,影像学显示骨质破坏停止进展,甚至有新骨形成、关节间隙有所改善等,说明干细胞治疗对关节结构的修复和稳定起到了积极作用。
  • MRI 检查:能更早期、敏感地发现关节软骨、骨髓水肿等病变。长期随访中,若 MRI 显示关节软骨损伤修复、骨髓水肿减轻或消失,提示干细胞治疗对关节内部组织的修复有长期益处。

免疫指标

  • 自身抗体水平:监测患者体内与强直性脊柱炎相关的自身抗体,如抗核抗体、HLA – B27 等的水平变化。虽然 HLA – B27 一般不会因治疗而转阴,但其他自身抗体水平的稳定或下降,可能反映出免疫系统的异常状态得到了长期改善。
  • 免疫细胞功能:检测 T 细胞、B 细胞、NK 细胞等免疫细胞的功能和数量变化。若治疗后长期观察到免疫细胞功能恢复正常,免疫失衡状态得到纠正,表明干细胞治疗对免疫系统的调节作用具有长期稳定性。

生活质量和工作能力

  • 长期评估患者的生活质量,包括身体功能、心理健康、社会活动等方面。若患者在较长时间内能够保持较高的生活质量,像正常人一样生活、工作、参与社会活动,没有因疾病而受到明显限制,说明干细胞治疗不仅在控制病情上,而且在提高患者整体生活状态方面都取得了良好的长期疗效。

干细胞治疗强直性脊柱炎:如何实现从短期的疼痛缓解到长期关节活动度改善?

短期疗效:疼痛和免疫指标改善(1-12个月)

临床案例一、

2017年6月27日,山东大学第二医院艾莉,袁涛等医学专家在国际期刊《Experimental and therapeutic medicine》上发布了一篇《输注脐带间充质干细胞可缓解强直性脊柱炎症状》的研究结果。

输注脐带间充质干细胞可缓解强直性脊柱炎症状

患者接受了脐带间充质干细胞 (uMSC) 静脉输注。在脐带间充质干细胞治疗期间评估并记录了所有治疗和不良反应。

疼痛和关节活动程度改善

患者1:34岁,患腰痛20年,患者接受脐带间充质干细胞输注。3个月后,患者输注脐带间充质干细胞 7IU,腰痛缓解。随访6个月后患者自觉腰痛基本消失,1年后患者已停用所有药物,身体状况稳定。

患者2:20岁,双侧膝关节痛、腰痛2年。患者接受6IU脐带间充质干细胞输注。3个月后患者感膝关节及下背部疼痛减轻,回院复查。6个月后患者下背部疼痛基本消失。1年后患者身体状况保持稳定,停止治疗。

患者3:41岁,腰骶关节、左膝关节疼痛病史20年。患者接受6.1 IU脐带间充质干细胞输注。3 个月后,下背部疼痛缓解,患者回来接受第二次 6 IU 剂量的脐带 输注。6 个月后,患者偶尔感到下背部疼痛,并回来检查。1年后患者停用所有药物,患者身体状况保持稳定。

患者4:男性,44岁,腰骶关节痛、胸骨痛病史5年。3个月后患者回访症状缓解。患者因个人原因未参加6个月随访,1年后患者身体状况稳定,停止治疗。

患者5:男性,17岁,患者接受5.4IU脐带间充质干细胞输注, 3个月后患者感腰痛、膝关节痛减轻,再次输注脐带间充质干细胞6 IU。6个月后患者第三次输注脐带间充质干细胞6IU,患者能够参加体育课并进行运动。一年后,患者停止服用所有药物,身体状况保持稳定。

炎症指标下降

每位患者治疗前后的 ESR。3 位患者的 ESR 明显下降。ESR,红细胞沉降率。

每位患者治疗前后的 ESR。3 位患者的 ESR 明显下降。ESR,红细胞沉降率。

每位患者治疗前后的 CRP 水平。1 名患者的 CRP 水平降低,而其他 4 名患者的 CRP 水平保持稳定并在正常范围内。CRP,C 反应蛋白。

每位患者治疗前后的 CRP 水平。1 名患者的 CRP 水平降低,而其他 4 名患者的 CRP 水平保持稳定并在正常范围内。CRP,C 反应蛋白。

治疗前后的BASDAI 评分。与对照组相比,治疗后3 个月和6 个月的BASDAI 评分显着降低。治疗3 至6 个月期间患者的BASDAI 评分无显着差异。 BASDAI,巴斯强直性脊柱炎疾病活动指数。 *P<0.0

治疗前后的BASDAI 评分。与对照组相比,治疗后3 个月和6 个月的BASDAI 评分显着降低。治疗3 至6 个月期间患者的BASDAI 评分无显着差异。 BASDAI,巴斯强直性脊柱炎疾病活动指数。

安全性评估:移植期间和移植后没有与脐带间充质干细胞输注相关的其他不良反应。这些结果表明,脐带间充质干细胞输注对强直性脊柱炎患者是安全的。

结论:脐带间充质干细胞治疗后,随访的一年内,患者疼痛和关节活动程度改善,炎症指标下降,移植期间和移植后没有与脐带间充质干细胞输注相关的其他不良反应。可以达到干细胞治疗强直性脊柱炎短期疗效的目标


临床案例二、

2014年10月1日中山大学孙中山纪念医院在国际期刊《Sage Jounrals》上发布了一篇《同种异体间充质干细胞静脉输注对非甾体抗炎药治疗无效的活动性强直性脊柱炎患者的疗效和安全性:一项为期 20 周的临床试验》的研究成果。

研究了间充质干细胞静脉 (IV) 输注对活动性强直性脊柱炎患者的疗效,这些患者对 NSAID 的副作用反应不佳或不能耐受。

同种异体间充质干细胞静脉输注对非甾体抗炎药治疗无效的活动性强直性脊柱炎患者的疗效和安全性:一项为期 20 周的临床试验

临床症状缓解:(A) 一名患者 (6.7%) 在仅输注一次间充质干细胞后就达到了 ASAS20 改善标准,所有患者 (100%) 在第四周都达到了该标准,并且至少保持了 8 周的疗效。八名患者 (53.3%) 在第 16 周达到 ASAS20 改善标准,而没有患者在第 20 周达到该标准。

通过 ASAS20 改善标准、ASAS40 改善标准、ASAS 部分缓解标准和 ASAS20 持续时间评估的 AS 患者对 MSC IV 输注的治疗反应的直方图。

两名患者 (13.3%) 在输注三次间充质干细胞后达到 ASAS40 反应标准,九名患者 (60.0%) 在第四周达到,六名患者 (40.0%) 在第八周达到而第 12 周及之后没有患者达到。在任何时间点均无患者达到 ASAS 部分缓解标准。

(B) 柱状图反映 31 名 AS 患者达到 ASAS20 改善标准的时间点以及维持 ASAS20 改善的各自持续时间。数据表明 31 名 AS 患者 ASAS20 的平均持续时间为 7.1 周。

间充质干细胞IV输注后疗效评估指标变化的图形表示

间充质干细胞IV输注后疗效评估指标变化的图形

(A)平均ASDAS-CRP评分从3.6±0.6下降至2.4±0.5,这是四次输注间充质干细胞后的最低值,然后缓慢增加(12周后)至3.2±0.8。平均总背痛、患者整体、僵硬和疲劳评分(B)以及平均CRP值(C)和BASFI、BASMI(D)也发现了类似的变化。如图所示,平均ESR值与上述指标相比具有较小的范围,并在第八周达到最小值(C)。

安全性评估:未出现新的强直性脊柱炎症状或体征,所有预先制定的实验室检查和放射学检查均未发现有临床意义的恶化。

结论:间充质干细胞输注后,患者的临床症状改善,关节活动程度改善,未出现新的强直性脊柱炎症状或体征。可以达到干细胞治疗强直性脊柱炎短期疗效的目标。

长期疗效:晨僵与关节活动程度改善(12个月以上)

临床案例三、

2020年6月3日。辛辛那提大学在国际期刊《Journal of Oncology Pharmacy Practice》上发布了一篇《自体干细胞移植治疗多发性骨髓瘤后强直性脊柱炎同时缓解》的研究结果

自体干细胞移植治疗多发性骨髓瘤后强直性脊柱炎同时缓解

疼痛完全缓解并且免疫指标改善:患者对移植的耐受性良好,细胞成功植入,并获得了多发性骨髓瘤完全缓解,未检测到M细胞尖峰,免疫固定学检查阴性,轻链比率恢复正常。自移植后,她就不再服用依那西普,但她发现强直性脊柱炎相关的关节疼痛完全缓解,无需使用止痛药

安全性评估:未发现严重不良事件。

结论:移植后两年,患者强直性脊柱炎持续缓解,无复发或症状,患者继续停用免疫抑制剂,未发现严重不良事件,可以达到干细胞治疗强直性脊柱炎长期疗效的目标。


临床案例四、

2022年9月30日, VA阿尔马佐夫”俄罗斯卫生部在国际期刊《Rheumatology》上发布了一篇《自体造血干细胞移植治疗活动性强直性脊柱炎(临床观察)》的研究结果。

自体造血干细胞移植治疗活动性强直性脊柱炎(临床观察)

晨僵与关节活动程度改善:在治疗的第一年,我们观察到显著积极的临床和实验室动态,表现为疼痛综合征减少、ESR 和 CRP 水平正常化、BASDAI 指数下降至 3.2 分,ASDAS-CRP 指数下降至 1.8 分。随后,在 3 年的时间里,治疗效果逐渐增强:BASDAI 活动指数下降至 1.6 分,ASDAS-CRP 下降至 1.2 分,CRP 水平下降至 5.8 mg/l(正常值最高为 10 mg/l),ESR 为 9 mm/h。

安全性评估:未发生严重不良事件。

结论:用标准剂量的苏金单抗治疗 IL-17A 可以以高安全性控制疾病活动 3 年,未见严重不良事件,可以达到干细胞治疗强直性脊柱炎长期疗效的目标。

影响干细胞治疗强直性脊柱炎的因素有哪些?

患者自身因素

  • 病情严重程度:早期强直性脊柱炎患者关节损伤较轻,炎症反应相对局限,干细胞治疗后,更易发挥修复和免疫调节作用,疗效较好。而晚期患者往往存在严重的关节畸形、骨质破坏及脊柱融合,干细胞难以完全逆转已有的结构改变,治疗效果可能会受到一定限制。
  • 个体免疫状态:患者自身的免疫系统状态对干细胞治疗效果有重要影响。免疫功能过于亢进或低下都可能影响干细胞的存活、增殖和分化。例如,免疫系统过度活跃可能会对输入的干细胞产生免疫排斥反应,降低干细胞的存活率和功能发挥;而免疫功能低下则可能影响干细胞对免疫调节作用的发挥,不利于病情控制。
  • 合并疾病:若患者同时合并有其他慢性疾病,如糖尿病、心血管疾病等,可能会影响身体的内环境和代谢状态,进而影响干细胞的治疗效果。例如,糖尿病患者的高血糖状态可能不利于干细胞的存活和分化,同时也会增加感染等并发症的风险,影响治疗的安全性和有效性。

干细胞相关因素

  • 干细胞来源:不同来源的干细胞在特性和功能上存在差异。例如,间充质干细胞是目前治疗强直性脊柱炎常用的干细胞类型,其来源广泛,包括骨髓、脂肪、脐带等。骨髓来源的间充质干细胞具有较强的免疫调节能力,但获取过程相对复杂,且细胞数量有限;脂肪来源的间充质干细胞易于获取,数量丰富,但在免疫调节和分化能力上可能稍逊于骨髓来源的干细胞;脐带间充质干细胞则具有免疫原性低、增殖能力强等优点。
  • 干细胞质量:干细胞的活性、纯度、数量等质量指标直接关系到治疗效果。高质量的干细胞应具有较高的活性和纯度,且数量充足。如果干细胞在采集、培养、储存过程中受到污染、操作不当或培养条件不佳等因素影响,可能导致干细胞质量下降,影响其在体内的治疗作用。
  • 干细胞制备与处理:干细胞的制备过程包括采集、分离、培养、扩增等多个环节,每个环节的操作都需要严格遵循标准规范。例如,在培养过程中,培养基的成分、培养温度、气体环境等条件的细微变化都可能影响干细胞的生物学特性。此外,对干细胞进行适当的预处理,如基因修饰、添加生长因子等,可能会增强干细胞的治疗效果,但这也需要精确的操作和严格的质量控制。

治疗方案因素

  • 移植途径:干细胞的移植途径有多种,如静脉输注、关节腔注射、脊柱局部注射等。不同的移植途径会影响干细胞在体内的分布和归巢效率。静脉输注操作简便,可使干细胞广泛分布于全身,但到达病变部位的干细胞数量相对较少;关节腔注射和脊柱局部注射能将干细胞直接输送到病变部位,提高局部干细胞浓度,但可能存在注射范围有限、操作难度较大等问题。
  • 治疗时机:选择合适的治疗时机对于干细胞治疗效果至关重要。一般来说,在强直性脊柱炎的早期阶段,炎症反应较为活跃,此时进行干细胞治疗,能够更好地发挥其免疫调节作用,抑制炎症进展,同时促进受损组织的修复。如果疾病已经发展到晚期,关节和脊柱的结构破坏严重,干细胞治疗虽然仍能起到一定的缓解症状和阻止病情进一步恶化的作用,但难以达到理想的治疗效果。
  • 治疗剂量与疗程:干细胞的治疗剂量和疗程需要根据患者的具体情况进行个体化调整。剂量过低可能无法达到有效的治疗效果,而剂量过高则可能增加不良反应的发生风险。同样,疗程过短可能无法持续发挥干细胞的治疗作用,而疗程过长则可能带来不必要的经济负担和潜在风险。

其他因素

  • 术后护理与康复:干细胞治疗后,患者需要进行适当的术后护理和康复训练。合理的护理措施包括休息、饮食调整、预防感染等,有助于为干细胞在体内的存活和发挥作用创造良好的条件。康复训练则可以帮助患者改善关节功能、增强肌肉力量、提高身体的活动能力,促进整体康复。如果患者术后护理不当或不配合康复训练,可能会影响治疗效果。
  • 心理因素:患者的心理状态对治疗效果也有一定的影响。积极乐观的心态有助于提高患者的依从性,使其更好地配合治疗和康复训练。同时,心理状态也会影响患者的神经内分泌系统和免疫系统功能,良好的心理状态有利于维持身体的内环境稳定,促进干细胞治疗效果的发挥。相反,焦虑、抑郁等不良情绪可能会抑制免疫系统功能,影响治疗效果。

总结

干细胞治疗强直性脊柱炎的长期疗效不仅体现在症状缓解上,更在于其对患者关节活动度的全面提升。通过调节免疫系统、促进组织修复和改善微环境,干细胞为患者提供了一种从根源上改善病情的可能。随着研究的不断深入和技术的逐步成熟,干细胞治疗有望成为强直性脊柱炎患者长期管理的新选择。

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参考资料:

1、Infusion of umbilical cord mesenchymal stem cells alleviates symptoms of ankylosing spondylitis.https://www.spandidos-publications.com/etm/14/2/1538

2、Effects and Safety of Allogenic Mesenchymal Stem Cell Intravenous Infusion in Active Ankylosing Spondylitis Patients who Failed NSAIDs: A 20-Week Clinical Trial.https://journals.sagepub.com/doi/full/10.3727/096368913X667727

3、Shaikh H, Bakalov V, Shaikh S, Khattab A, Sadashiv S. Synchronous remission of ankylosing spondylitis after autologous stem cell transplantation for multiple myeloma. J Oncol Pharmacol Pract. 2020;27(1):232-234. doi: 10.1177/1078155220927750

4、https://www.rmj.ru/articles/revmatologiya/Transplantaciya_autologichnyh_gemopoeticheskih_stvolovyh_kletok_c_celyyu_lecheniya_aktivnogo_ankiloziruyuschego_spondilita_klinicheskoe_nablyudenie/#ixzz8qhGQ6T45

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