据《骨质疏松症防治中国白皮书》报道,我国是世界骨质疏松第一大国,全球2亿多骨质疏松症患者我国独占近一半,我国60岁以上人口2.64亿,65岁以上人口超过1.9亿,骨质疏松症患者超过9000万。
近年来,骨质疏松症的发病率不断上升,引起了人们的广泛关注,但现有的有效治疗方法有限。因此,包括干细胞移植和外泌体治疗在内的新的骨质疏松治疗方法已被提出并正在蓬勃发展。外泌体因其免疫相容性而被认为具有更大的临床应用潜力。
2023 年 4 月 11 日,福建医科大学第二附属医院和澳大利亚悉尼加万医学研究所的团队在行业期刊Stem Cell Res Ther. 上发表了题为Osteoporosis treatment using stem cell-derived exosomes: a systematic review and meta-analysis of preclinical studies(使用干细胞来源的外泌体治疗骨质疏松症:临床前研究的系统评价和荟萃分析)的综述报告。该报告的原文为英文,“干细胞与外泌体”公众号团队编译整理主要内容如下:
骨质疏松症是一种以骨量减少、微结构破坏和脆性骨折为特征的疾病,无论种族如何,在老年人中发病率都很高。由于人口老龄化,骨质疏松症已成为一个严重的全球公共卫生问题。
骨折,特别是髋部骨折和椎体压缩性骨折( VCF )是最常见、最严重的骨质疏松症并发症。这些并发症给患者带来巨大的痛苦,严重降低他们的生活质量,增加残疾和死亡率。随之而来的残疾和死亡给全世界的家庭和全球社会带来沉重的负担。
图:图表说明了骨质疏松症的发病机制以及外泌体的形成和释放机制。MSCs,间充质干细胞
现有的骨质疏松症治疗方法有多种局限性。例如,虽然椎体强化等手术可以修复骨折并缓解局部疼痛,但可能会增加感染、骨水泥外渗、栓塞、血肿和其他副作用的风险。
双膦酸盐是一线骨质疏松症药物,通常至少服用 3-5 年,但该类药物具有多种不良副作用,包括肌肉疼痛和颌骨坏死。地诺单抗是一种强效抗吸收药物,可显著增加骨密度 ( BMD )。然而,该药物会导致骨吸收反弹性增加,从而导致 BMD 急剧下降,进而增加多发性椎体骨折的风险,因此该药物被停用。
近年来,干细胞移植和外泌体疗法等治疗骨质疏松症的新方法引起了人们的关注。干细胞主要分为两类:胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞 (ESC)、多能干细胞和间充质基质细胞 (MSC) 等多能细胞已广泛应用于生物医学领域。MSC 通常比 ESC 更受欢迎,因为它们容易获得。然而,外泌体可能比所有干细胞都更受欢迎,因为它们不具有免疫原性并且来源丰富。
外泌体是细胞分泌的纳米级细胞外囊泡;这些结构包裹着生物活性物质,包括微小RNA、脂质和蛋白质。由于主要组织相容性复合体蛋白不在表面表达,外泌体可用于移植治疗,这意味着外泌体治疗很少遭遇排斥。此外,据报道,外泌体参与细胞间通讯、各种生理和病理过程,并在血管生成、动脉粥样硬化、MSC修复、破骨细胞活性和成骨细胞分化中发挥关键作用。
外泌体根据其母细胞携带细胞特异性的货物,并可能通过不同的信号转导途径促进细胞功能恢复,维持内环境稳态,从而启动骨骼的修复和再生。因此,外泌体可能用于治疗骨质流失。在这里,研究人员进行了荟萃分析,以评估外泌体(源自干细胞)改善骨质流失和骨质疏松症的能力。
研究人员系统的评价和分析从建库到 2022 年 3 月 26 日止,搜索了 PubMed、Embase 和 Cochrane Library 数据库中使用干细胞衍生外泌体治疗骨质疏松症的研究。选择了六个终点来确定疗效:骨矿物质密度、骨小梁体积/组织体积分数、骨小梁数量、骨小梁分离、骨小梁厚度和皮质厚度。搜索产生了 366 条引文。最终,荟萃分析纳入了 11 篇文章,其中包括 15 项对照临床前试验和 242 只实验动物(大鼠和小鼠)。
图:综述报告提供的敏感性分析。A骨矿物质密度(BMD)。B骨体积分数(骨小梁体积/总体积,BV/TV)。C骨小梁数量 (Tb. N)。D骨小梁厚度 (Tb. Th)。E骨小梁分离/骨髓厚度 (Tb. Sp)。F皮质厚度 (Ct. Th)
该荟萃分析研究了干细胞来源的外泌体在治疗骨质疏松症中的疗效。根据所有六项骨相关指标(BMD、BV/TV、Tb. N、Tb. Th、Tb. Sp 和 Ct. Th)的总体结果,干细胞来源的外泌体疗法显著改善了骨质疏松症中的骨修复和骨再生(与安慰剂治疗相比)。
总体而言,现有的骨质疏松治疗方案存在局限性。例如,临床实践中,随着骨质疏松患者在治疗的前三年后继续使用双磷酸盐,非典型骨折的发生率急剧增加。长期持续激素替代疗法治疗绝经后骨质疏松症可能导致严重的不良反应,包括乳腺癌、子宫内膜增生和静脉血栓栓塞症。突然停用地诺单抗会导致反弹现象,而长期使用降钙素会增加患癌症的风险。相反,使用外泌体治疗各种病因的骨质疏松症具有很高的疗效,目前还没有副作用的报道。
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