Инъекции клеток стромально-васкулярной фракции жировой ткани при остеоартрозе тазобедренного сустава

Это перевод открытой научной статьи, опубликованной под лицензией CC BY 4.0 в журнале Regenerative Therapy (2023, Японское общество регенеративной медицины, Elsevier). Авторы: Юма Оной, Томоюки Мацумото, Сатоси Собадзима и соавторы (кафедра ортопедии Высшей медицинской школы Университета Кобе и клиника Собадзима, Осака, Япония). Таблицы переданы в тексте основными цифрами, список литературы опущен — полный оригинал доступен в конце страницы. Материал носит обзорный характер и не является клинической рекомендацией.

Коротко о работе

Клетки стромально-васкулярной фракции (СВФ) жировой ткани привлекают всё больше внимания: они способны превращаться в разные типы клеток, как мезенхимальные стромальные клетки костного мозга, но их проще получить, а значит, проще применять в клинике. Авторы оценили краткосрочные результаты лечения остеоартроза тазобедренного сустава клетками СВФ.

В исследование вошли 42 пациента, которым однократно ввели в тазобедренный сустав в среднем 38 миллионов клеток СВФ. Средний возраст — 60,2 года. Стадии по Келлгрену–Лоуренсу II, III и IV были у 13, 13 и 16 пациентов. Всех наблюдали не меньше шести месяцев.

Через шесть месяцев шкала Харриса (HHS) выросла с 25,2 до 46,8 балла, японский опросник JHEQ — с 26,6 до 39,4, а боль по визуально-аналоговой шкале (ВАШ) снизилась с 75,5 до 46,5. При II стадии улучшение было значительным, при IV — слабым или почти отсутствовало. Рентгенологические показатели и T2-картирование хряща на МРТ за полгода не изменились. Вывод авторов: инъекция СВФ хорошо уменьшает симптомы коксартроза в краткосрочной перспективе.

Зачем искать новые методы

Остеоартроз вызывает хроническую боль и ограничение функции и надолго снижает трудоспособность пожилых людей. Это одно из самых частых заболеваний суставов. Тазобедренный сустав несёт нагрузку весом и после коленного чаще всего поражается артрозом: риск симптомного коксартроза у пожилых составляет 25%. Возраст, лишний вес и недостаток движения ведут к коксартрозу и его осложнениям со значительными социальными и экономическими последствиями.

Традиционное консервативное лечение включает немедикаментозные меры (снижение нагрузки, похудение, опору, лечебную физкультуру) и лекарства — таблетки, местные средства и внутрисуставные инъекции анальгетиков, стероидов и нестероидных противовоспалительных препаратов. Главные ограничения этих методов — непредсказуемый эффект, побочные действия и неспособность остановить прогрессирование артроза.

Как новый способ лечения артроза изучают клеточную терапию. Стромально-васкулярная фракция жировой ткани содержит много типов клеток: мезенхимальные стромальные клетки, клетки крови, макрофаги, фибробласты, перициты, эндотелиальные и гладкомышечные клетки и их предшественники. Получить клетки СВФ проще, чем другие стволовые клетки: их можно выделить в большом количестве из собственной жировой ткани и ввести без культивирования, за одну процедуру.

Исследования показывают, что по безопасности и эффективности СВФ не уступает другим стволовым клеткам в ряде областей, включая регенерацию хряща в моделях на животных. В ортопедии благоприятный эффект наблюдали при артрозе, особенно коленного сустава. Но клинических исследований СВФ при коксартрозе с достаточным числом пациентов не было. Авторы предположили, что СВФ улучшит клинические результаты и будет способствовать восстановлению суставного хряща.

Кого включили в исследование

Это проспективное исследование серии случаев для оценки эффективности, выполнимости и безопасности лечения собственными клетками СВФ. Стадию артроза определяли по рентгенограммам по классификации Келлгрена–Лоуренса и включали пациентов с любой стадией. Протокол соответствовал Хельсинкской декларации и был одобрен этическими комитетами; все пациенты дали информированное согласие.

Критерии включения: коксартроз в любом возрасте, выраженная боль и снижение функции, неудача консервативного лечения (лечебная физкультура, лекарства, внутрисуставные инъекции гиалуроновой кислоты или стероидов), письменное согласие. Критерии исключения: выраженная потеря костной ткани или вывих на рентгенограмме, травма тазобедренного сустава с операцией в прошлом, текущая или перенесённая инфекция сустава, тяжёлые системные заболевания.

С апреля 2017 по июль 2019 года за лечением СВФ обратились 116 пациентов. У 64 симптомы уменьшились на консервативном лечении — реабилитации, лекарствах, инъекциях гиалуроновой кислоты или кортикостероидов. Четверо отказались от участия, шестеро не прошли по критериям исключения. В итоге клетки СВФ ввели 42 пациентам (42 сустава); никто не выбыл из наблюдения. Среднее время наблюдения — 2,9 года.

Среди пациентов было 37 женщин и 5 мужчин, средний индекс массы тела — 22,3 кг/м². Средний угол центр-край (CE) до лечения — 17,2°, индекс покрытия головки бедра вертлужной впадиной — 69,0%. Стадия I не было ни у кого, II — у 13 (31%), III — у 13 (31%), IV — у 16 (38%).

Как проводили лечение

Под общей анестезией проводили липосакцию подкожного жира живота или ягодиц и получали 120–350 мл жировой ткани (в среднем 313 мл). Ткань обрабатывали в системе Celution 800/CRS: отмывали от крови, расщепляли ферментным препаратом с очищенной коллагеназой и нейтральной протеазой 20 минут при 37 °C, затем концентрировали клетки центрифугированием, отмывали от реагента, подсчитывали и готовили 5 мл суспензии в растворе Рингера-лактата. Вся процедура проходит асептически в одноразовом наборе.

Число и жизнеспособность клеток определяли на автоматическом счётчике NucleoCounter NC-100 с окрашиванием ядер йодидом пропидия. В среднем получали 38 ± 13 миллионов клеток с жизнеспособностью 90,8%. По имеющимся рекомендациям в каждый сустав вводили не менее 25 миллионов клеток.

Инъекцию в тазобедренный сустав выполняли катетеризированной иглой под ультразвуковым контролем без анестезии. После введения пациенты регулярно занимались с физическим терапевтом и ежедневно выполняли домашние упражнения по стандартному протоколу больницы: разработку движений в тазобедренном суставе, укрепление мышц, прежде всего отводящих мышц бедра и четырёхглавой, и упражнения на выносливость, например ходьбу.

Что и как оценивали

Главной конечной точкой было улучшение клинических шкал. Амплитуду сгибания и отведения бедра измеряли гониометром трижды и брали среднее. Силу сгибателей бедра измеряли сидя при сгибании бедра и колена под 90°, силу отводящих мышц — лёжа на спине с полностью разогнутыми ногами; ручной динамометр ставили над коленом, пациент удерживал усилие 3 секунды.

Использовали три шкалы:

• шкала Харриса (HHS) — врачебная оценка, принятая во всём мире: боль (0–44), повседневная активность (0–14), функция (0–33), отсутствие деформации (0–4) и объём движений (0–5); больше — лучше;
• JHEQ — опросник Японской ортопедической ассоциации для пациента, учитывающий азиатский быт: глубокое сгибание колена и бедра, сидение на полу, вставание с пола, сидение на поджатых ногах; подшкалы боли, движения и психического состояния по 0–28, максимум 84 балла;
• визуально-аналоговая шкала боли от 0 до 100.

Второй конечной точкой были данные визуализации: угол центр-край и индекс покрытия головки на рентгенограммах и T2-картирование хряща на МРТ 1,5 Тл. На сагиттальном срезе через центр головки бедра выделяли зону хряща в пределах 40° кпереди и кзади от вертикали и делили её на шесть равных участков — передний, центральный и задний отделы головки и вертлужной впадины. Чем ниже значение T2, тем меньше дегенерация хряща.

Клиническую оценку проводил независимый опытный физический терапевт до лечения и через 1, 3 и 6 месяцев. Снимки до лечения и через 6 месяцев оценивал независимый ортопед с 15-летним опытом анализа МРТ тазобедренного сустава; каждое измерение выполняли дважды, внутриэкспертная надёжность превышала 0,80. Все нежелательные явления регистрировали. Расчёт мощности показал, что нужен 41 пациент.

Результаты: движения и сила

Отведение бедра достоверно увеличилось через 1, 3 и 6 месяцев: с 23,3° до 25,7°, 25,1° и 26,2°. Сгибание практически не изменилось (с 93,1° до 95,1°). Сила сгибателей бедра достоверно выросла во все сроки — с 192 до 221 единицы через полгода (p < 0,001), а сила отводящих мышц достоверно не изменилась.

Результаты: боль и функция

Все три шкалы достоверно улучшились через 1, 3 и 6 месяцев (p < 0,001):

• шкала Харриса — с 25,2 до 49,6, 51,6 и 46,8 балла;
• JHEQ — с 26,6 до 41,6, 42,0 и 39,4 балла;
• боль по ВАШ — с 75,5 до 41,2, 42,1 и 46,5.

В шкале Харриса подшкала боли достоверно улучшилась во все сроки, повседневная активность и функция — через 1 и 3 месяца, а отсутствие деформации и объём движений не изменились. Все подшкалы JHEQ — боль, движение и психическое состояние — достоверно улучшились во все сроки.

Зависимость от стадии артроза

До лечения шкалы не различались между стадиями. При II и III стадии HHS, JHEQ и ВАШ достоверно улучшились во все сроки, подшкалы — почти во все сроки. При IV стадии достоверно уменьшилась только боль по ВАШ и подшкале боли через 1 и 3 месяца, остальные показатели не изменились. После лечения результаты были тем лучше, чем ниже стадия.

Результаты: снимки и безопасность

Угол центр-край и индекс покрытия головки через полгода не изменились. Значения T2-картирования во всех шести участках хряща головки бедра и вертлужной впадины достоверно не отличались от исходных.

За шесть месяцев не было смертей и тяжёлых нежелательных явлений. Пять пациентов (11,9%) отмечали лёгкую боль в суставе в течение нескольких дней после процедуры; у всех она прошла в течение недели. Не было ни местного воспаления, ни инфекции, и никому за время наблюдения не потребовалась дополнительная операция, в том числе эндопротезирование.

Обсуждение

Главный результат — достоверное улучшение HHS, JHEQ и ВАШ после внутрисуставной инъекции СВФ при коксартрозе. Однако, вопреки гипотезе, снимки хряща не улучшились. По словам авторов, это первое проспективное исследование клинических и лучевых результатов такого лечения при коксартрозе.

В отличие от культивированных мезенхимальных клеток жировой ткани и костного мозга, клетки СВФ можно использовать сразу, без выращивания. При гонартрозе СВФ в исследованиях обезболивала и улучшала результаты лучше гиалуроновой кислоты и уменьшала боль сильнее плазмы, обогащённой тромбоцитами, в сроки от месяца до года. Возможная причина — СВФ стимулирует противовоспалительные макрофаги и регуляторные T-клетки, снижая уровень маркеров воспаления; противовоспалительное действие подтверждено на животных. При коксартрозе же опубликованы лишь работа на шести пациентах и крупное исследование без подробной клинической оценки.

Минимальная клинически значимая разница для шкалы Харриса — 4–10 баллов, а в исследовании она выросла больше чем на 20 баллов, поэтому авторы считают клинический эффект подтверждённым. Подшкалы боли улучшились устойчивее, чем функциональные. В исследовании при гонартрозе СВФ тоже лучше всего уменьшала боль, а функциональные шкалы различались непостоянно — это согласуется с выводом, что СВФ скорее обезболивает, чем улучшает функцию. Улучшение психического состояния по JHEQ авторы связывают с уменьшением боли: после лечения нижних конечностей вместе с болью уменьшаются тревога и депрессия.

Результаты лучше при менее выраженной дегенерации. То же авторы раньше наблюдали при гонартрозе, и так же ведут себя инъекции гиалуроновой кислоты в тазобедренный сустав.

T2-картирование количественно оценивает дегенерацию хряща по содержанию воды и коллагена. При гонартрозе авторы раньше видели улучшение T2 через 6 и 12 месяцев, но только в участках без механической нагрузки. Почти весь тазобедренный сустав — зона нагрузки, поэтому, как и в нагружаемых зонах колена, значения T2 не улучшились.

Ограничения

• нет контрольной группы; авторы планируют сравнить СВФ с гиалуроновой кислотой и стероидами;
• клиническая и лучевая оценка проведена только за шесть месяцев;
• не изучена связь числа инъекций с результатом;
• не оценена связь эффекта с отёком костного мозга и кистами на МРТ: отёк проходит примерно за 9 месяцев, и полугода для этого мало;
• чтобы надёжно сравнить эффект по стадиям, нужно больше пациентов.

Выводы авторов

Лечение коксартроза клетками СВФ выполнено безопасно, без осложнений, и дало хорошие краткосрочные клинические результаты. Авторы предлагают внутрисуставную инъекцию клеток СВФ как инновационный и эффективный метод лечения остеоартроза тазобедренного сустава.