综述：无细胞脂肪提取物治疗早中期膝骨关节炎的临床疗效及其对骨髓水肿的影响：与透明质酸的临床试验对比

这篇研究通过对比无细胞脂肪提取物（CEFFE）和透明质酸（HA）关节内注射治疗早中期膝骨关节炎（KOA），发现两者均可改善症状、减轻骨髓水肿，但 CEFFE 效果更优，且持续时间更长，为 KOA 治疗提供新方向。

　　

膝骨关节炎现状与治疗困境

膝骨关节炎（KOA）是一种常见的慢性疾病，膝关节作为其好发部位，发病时会出现渐进性的软骨、软骨下骨、滑膜组织等关节内结构损伤。这不仅严重降低患者生活质量，增加残疾风险，还会给社会带来沉重的经济负担。KOA 患者的主要临床症状包括膝关节疼痛、肿胀、僵硬以及活动受限，其中疼痛与关节内微环境中抗炎和炎症细胞因子失衡密切相关。

目前，KOA 的治疗手段分为手术治疗和保守治疗。手术治疗适用于疾病晚期，而早中期患者多选择保守治疗，像体育锻炼、减肥、口服非甾体抗炎药（NSAIDs）或氨基葡萄糖等。不过，这些方法只能暂时缓解疼痛，无法修复软骨损伤，也不能阻止骨关节炎的进展。关节内注射透明质酸（HA）虽被广泛应用于 KOA 治疗，能增强关节滑液的弹性黏度，起到润滑和减震作用，保护并促进软骨修复，但临床效果参差不齐，且随着时间推移，其润滑作用会逐渐减弱，还需多次注射，增加了全膝关节置换术后感染的风险。

无细胞脂肪提取物（CEFFE）的发现与特性

近年来，源自脂肪组织的生物制剂为 KOA 治疗带来了新希望。微碎片化脂肪组织（MFAT）富含周细胞和间充质干细胞（MSCs），能释放多种生长因子和细胞因子，在组织再生方面潜力巨大。而无细胞脂肪提取物（CEFFE）是从人体抽吸的脂肪组织经离心、乳化后提取的淡红色自体脂肪提取物。研究发现，CEFFE 含有大量促进组织再生和修复的细胞因子，如脑源性神经营养因子（BDNF）、转化生长因子 -β（TGF-β）、肝细胞生长因子（HGF）、碱性成纤维细胞生长因子（B-FGF）、血管内皮生长因子（VEGF）、血小板衍生生长因子（PDGF）、表皮生长因子（EGF）和神经营养因子 - 3（NT-3）等。这些因子不仅能诱导新生血管内皮细胞的迁移、增殖、分化和稳定，促进血管生成，减少组织缺血损伤，还能推动成纤维细胞的迁移、增殖和激活，增强其抗氧化能力。基于这些特性，CEFFE 已在心血管疾病治疗、提高脂肪移植存活率、加速伤口愈合、保护卵巢功能和改善生育能力等方面得到应用。此外，与同源的 MFAT 相比，CEFFE 是一种无细胞流体，能发挥类似干细胞的治疗效果，还避免了细胞治疗的安全问题。已有研究表明，CEFFE 可促进软骨再生、降低炎症介质水平、消除过度氧化应激，在抑制或延缓早中期骨关节炎进展中发挥重要作用，但关于其在人体关节内应用及治疗骨关节炎的临床疗效研究较少。同时，骨髓水肿（BME）是 KOA 患者 MRI 检查的常见表现，其病变面积大小可预测骨关节炎的进展，因此，探究 CEFFE 对早中期 KOA 患者临床疗效及骨髓水肿的影响意义重大。

研究设计与方法

1. 参与者选择：本研究为前瞻性随机对照试验，选取 2022 年 9 月至 2024 年 1 月在新乡医学院第一附属医院骨科门诊就诊的早中期 KOA 患者。研究严格遵循赫尔辛基宣言准则，获得医院伦理审查委员会批准，并取得患者的书面知情同意。纳入标准包括年龄在 35 - 75 岁之间、有单侧或双侧膝关节疼痛、肿胀和功能障碍病史、Kellgren-Lawrence 分级为 II - III 级或 MRI 显示有软骨骨髓水肿、关节积液、骨囊肿和软骨损伤等且符合原发性膝骨关节炎诊断标准、自愿参与并签署知情同意书。排除标准涵盖近期有关节内手术治疗或药物注射史、严重肢体畸形、近期使用非甾体抗炎药、患有类风湿关节炎等合并症、膝关节皮肤有感染或伤口、血红蛋白或血小板指标异常、有精神障碍不能配合试验等情况。
2. 随机化与入组：研究开始前，对 98 名患者进行全面评估，包括病史采集、体格检查、实验室检查（血常规、肝肾功能、凝血功能、传染病指标等）和影像学检查（膝关节负重正侧位片、MRI）。依据既定标准，最终纳入 48 例早中期 KOA 患者，利用随机分配软件将其按 1:1 比例分为实验组（CEFFE 组）和对照组（HA 组）。在 6 个月的随访期内，CEFFE 组有 1 例双侧 KOA 患者因右膝骨折退出试验，HA 组有 1 例单侧 KOA 患者失访，最终 46 例患者完成试验，每组各 23 例，且每组均有 3 例双侧膝关节患者，两组各 26 个膝关节纳入最终分析。随机化过程由一名住院医师采用分配隐藏法进行，另一名对患者分组不知情的住院医师负责所有患者的治疗前评估和治疗后随访。
3. CEFFE 的制备：CEFFE 的制备参照 Yu 等人提出的方法，由整形外科医生在手术室对患者进行腹部消毒、铺巾和局部麻醉后，通过吸脂获取约 100ml（单侧膝关节）或 200ml（双侧膝关节）脂肪液。脂肪液经生理盐水冲洗去除血液组织，转移至两个 20ml 注射器中，通过鲁尔接头连接，来回推拉 60 次进行乳化。乳化后的脂肪组织经 3000r/min 离心 5min，会分层为上层黄色油层、中层淡红色纯化脂肪液和下层少量白色絮状液体。用带侧孔针的注射器缓慢吸取中层液体，再经 0.22μm 滤器过滤，得到无细胞脂肪提取物，将其注入无菌冻存管，于 - 25°C 冷冻保存，整个过程均在无菌条件下进行。
4. 干预措施：两组患者的膝关节腔内注射均由经验丰富的关节科医生操作，且该医生不参与后续随访评估。患者膝关节伸直，皮肤消毒后，经前外侧入路进行关节穿刺。CEFFE 组每周取出一管冻存的 CEFFE 试剂解冻，抽取 2ml 注入关节腔，共注射 5 周；HA 组每周注射 2ml HA（Hyprojoint 1ml/10mg），同样注射 5 周。注射后再次消毒皮肤，贴上输液贴，并指导患者进行 20 次膝关节屈伸运动，确保注射液在关节腔内均匀分布，穿刺部位冰敷 2 - 3h 缓解疼痛，必要时给予临时口服 NSAIDs 缓解关节内疼痛。治疗随访期间，患者不得服用滋养软骨、改善关节功能或缓解疼痛的药物。
5. 结局指标：
   • 临床评分量表：在治疗前 1 天、治疗后 3 周（最后一次注射后）、6 周、3 个月和 6 个月这 5 个时间点，使用视觉模拟评分法（VAS）、西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）以及 Lysholm 膝关节评分量表对患者进行评估。VAS 用于评估疼痛程度，0 表示无疼痛，10 表示剧痛，分数越低疼痛越轻；WOMAC 评估疼痛、僵硬和功能受限情况，分数越低表明关节疼痛越轻、功能越好；Lysholm 膝关节评分量表（0 - 100 分）包含跛行、支撑、关节锁定、不稳定、肿胀、上下楼梯、下蹲和疼痛等 7 个观察项目，分数越高关节功能越好。
   • 临床疗效：参照王峰等人的临床疗效评价方法，在治疗后 6 个月比较两组的临床疗效。显效指膝关节疼痛、肿胀和僵硬症状消失，关节活动正常；有效表示膝关节症状有轻度改善，关节活动稍有受限；无效即症状无改善或运动受限无变化。
   • 骨髓水肿分级：在治疗前 1 天和治疗后 6 个月，对患者患膝进行 1.5T 膝关节 MRI 扫描（西门子 MAGNETOM Skyra 1.5T 磁共振成像仪），获取冠状面、矢状面和轴面图像（层厚 4mm，层间距 1mm）。依据 Felson 等人的膝关节 BME 分级方法，在冠状面 T2 加权像上观察股骨和胫骨相邻软骨下骨的高信号区域来评估关节骨髓水肿情况。将冠状面 T2 加权像上的股骨和胫骨关节面分为内侧、中央和外侧 6 个象限，根据每个象限在图像层上 BME（高信号）区域的数量进行分级，分为 0 级（无 BME）、1 级（连续 1 - 2 个图像层有 BME）、2 级（连续 3 个图像层有 BME）和 3 级（连续 4 个及以上图像层有 BME）。为简化分类，将 6 个象限合并为股骨 - 胫骨关节的内侧、中央和外侧 3 个象限，总评分范围为 0 - 6 分，评分越低骨髓水肿越轻。MRI 骨髓水肿分级由一位对研究不知情的经验丰富的放射科医生进行评估。
6. 统计分析：使用 PASS 软件（版本 21.0.3）计算样本量。假设两组均值差异为 10，标准差为 9，α 水平为 0.05，检验效能为 0.90，且两组样本量相等，计算得出每组所需样本量为 20 个膝关节。考虑到 15% 的潜在脱落率，每组至少需要 23 个膝关节，整个研究至少需要有效纳入 46 个膝关节。对纳入患者及其膝关节的基线特征和各随访时间点的观察指标数据进行正态性检验。正态分布的连续数据以均值 ± 标准差表示，非正态分布数据以中位数（上四分位数，下四分位数）表示，分类数据以频率（百分比）表示。对于正态分布的连续数据，采用 t 检验；非正态分布的连续数据组间比较采用 Mann - Whitney U 检验，组内比较采用 Wilcoxon 符号秩检验。分类数据根据情况选用 Pearson 卡方检验或 Mann - Whitney U 检验。对于非正态分布的临床评分在不同随访时间点的差异，先进行广义估计方程（GEE）分析，评估组和时间的主效应及交互效应，然后用非参数 Mann - Whitney U 检验进行组间比较（组简单效应分析），Friedman 检验用于每组内时间点的总体比较，Wilcoxon 符号秩检验用于组间时间点的比较（时间简单效应分析）。本研究中 P < 0.05 视为具有统计学意义，所有统计分析均为双侧检验，使用 SPSS 22.0 统计软件进行数据分析。

研究结果

1. 患者基本情况与不良反应：在为期 6 个月的试验中，46 例轻至中度 KOA 患者接受了关节内药物注射，CEFFE 组和 HA 组各 26 例。治疗期间，CEFFE 组有 1 例患者、HA 组有 3 例患者注射后出现关节肿胀疼痛，经局部冰敷 2 天内症状缓解，其余患者未出现其他不良现象和并发症。两组患者在性别、年龄、BMI、疼痛持续时间、患侧肢体和膝关节的 K - L 分级以及治疗前的 VAS 评分、WOMAC 评分、Lysholm 评分、骨髓水肿分级等方面均无统计学差异（P > 0.05）。
2. 临床评分比较：
   • 组间比较：GEE 分析显示，两组在治疗前后各随访时间点的临床评分（VAS、WOMAC、Lysholm）存在统计学差异（P <0.05）。进一步分析发现，治疗后 6 周、3 个月和 6 个月，CEFFE 组的 VAS 评分和 WOMAC 评分低于 HA 组，Lysholm 评分高于 HA 组，差异均具有统计学意义（P < 0.05）；而治疗前和治疗后 3 周，两组各项评分差异无统计学意义（P> 0.05）。
   • 组内比较：CEFFE 组治疗后各时间点（3 周、6 周、3 个月、6 个月）的 VAS 评分和 WOMAC 评分均低于治疗前，Lysholm 评分高于治疗前，差异有统计学意义（P <0.05）；且随着时间推移，与 3 周时相比，6 周、3 个月和 6 个月的 VAS 评分和 WOMAC 评分更低，Lysholm 评分更高，差异显著（P < 0.05）；但 6 个月与 3 个月时的三项临床评分差异无统计学意义（P> 0.05）。HA 组治疗后各时间点的 VAS 评分和 WOMAC 评分也低于治疗前，Lysholm 评分高于治疗前（P < 0.05），不过从 3 周到 6 个月，WOMAC 评分和 Lysholm 评分变化不明显，与 CEFFE 组相比，在这四个时间点的组内两两比较差异无统计学意义（P > 0.05）；与 6 周时相比，3 周、3 个月和 6 个月的 VAS 评分更高（P < 0.05），但在这三个时间点组间两两比较差异无统计学意义（P > 0.05）。
3. 临床疗效比较：治疗 6 个月后，CEFFE 组的临床疗效显著优于 HA 组，差异具有统计学意义（P < 0.05）。CEFFE 组显效 17 例（65.40%），有效 5 例（19.20%），无效 4 例（15.40%）；HA 组显效 6 例（23.10%），有效 13 例（50.00%），无效 7 例（26.90%）。
4. 骨髓水肿分级比较：两组患者治疗前和治疗后 6 个月均进行了膝关节 MRI 扫描。结果显示，与治疗前相比，两组患者治疗后 6 个月软骨下 BME 均有不同程度吸收。CEFFE 组在股骨 - 胫骨关节的内侧、中央和外侧骨髓水肿均有减轻，而 HA 组仅在外侧和中央有所减轻，组间差异具有统计学意义（P < 0.05）。进一步比较发现，CEFFE 组在三个区域的骨髓水肿减轻程度均显著优于 HA 组（P < 0.05）。

研究讨论

1. 临床疗效差异及原因：本研究通过前瞻性随机对照试验比较了 CEFFE 和 HA 关节内注射治疗早中期 KOA 的临床疗效及对骨髓水肿的影响。结果表明，两组在治疗早中期 KOA 方面均有显著疗效，在 6 个月随访期内，患者关节功能、疼痛、骨髓水肿和生活质量均有明显改善。治疗后 3 周的短期随访发现，两组在疼痛缓解和关节功能改善方面无显著差异，但随着随访时间延长至 6 周后，CEFFE 组的改善更为显著，临床疗效更优。CEFFE 组临床评分在治疗后 3 个月内持续改善，之后趋于稳定；HA 组则在治疗后前 3 周改善最明显，之后趋于稳定。VAS 评分方面，HA 组在治疗后 6 周改善最显著，随后逐渐升高，但 6 个月时仍显著低于治疗前水平，这与 Bannuru RR 等人的荟萃分析结果相似，即关节内注射 HA 治疗 KOA 疼痛症状的效果在 8 周时达到峰值，随后逐渐减弱，但 24 周时仍有一定缓解作用。由此推测，CEFFE 治疗 KOA 症状的持续时间超过 6 个月，且长于 HA，但这还需更长时间的随访验证。两组临床疗效轨迹、持续时间和结果差异的潜在原因有待进一步探究。
2. CEFFE 的作用机制：随着对骨关节炎研究的深入，发现关节软骨在其发展过程中起着关键作用，软骨的退变和再生与临床症状的缓解密切相关。目前，关节内注射富血小板血浆（PRP）或 HA 对早中期 KOA 的保守治疗已被证实具有可靠疗效和应用价值。HA 主要作为膝关节的润滑剂和减震器，促进内源性 HA 再生，有效减缓软骨基质分解、关节软骨磨损以及软骨下骨的代谢异常（如水肿、出血和硬化）。然而，HA 的润滑作用会随时间减弱，需要多次注射，增加感染风险。CEFFE 是一种多功能生物制剂，含有多种生长因子，这些因子在促进组织再生、抗凋亡、抗氧化保护和细胞增殖等方面发挥重要作用。同时，CEFFE 中的生长因子能调节关节组织中巨噬细胞的比例，增加抗炎性 M2 巨噬细胞，促进 ARG、IL - 10 等抗炎因子和 II 型胶原的表达，减少促炎性 M1 巨噬细胞，抑制 IL - 1β、IL - 6、iNOS、NO 和 TNF - α 等炎症因子以及基质金属蛋白酶（MMPs）的表达。MMPs 参与骨关节炎中软骨基质的降解和 II 型胶原合成的抑制，而 CEFFE 通过清除和降低活性氧（ROS）水平，减少炎症因子表达，促进受损软骨合成，减缓软骨降解。因此，CEFFE 通过调节抗炎和促炎因子的平衡，改善关节内炎症微环境，促进软骨合成，缓解临床症状，延缓早中期骨关节炎的进展。
3. 对骨髓水肿的影响及差异原因：BME 是骨关节炎早期软骨下骨损伤的表现，由机械刺激和炎症介质作用引起，是预测骨关节炎发生和进展的重要指标，在 T2 加权 MRI 上表现为骨髓高信号病变。研究表明，KOA 患者疼痛症状与 BME 密切相关，疼痛程度与 BME 面积大小呈正相关。本研究采用 Felson 等人的分级方法并简化数据处理，发现两组患者治疗后 6 个月软骨下 BME 均有所减轻，但 CEFFE 组的减轻效果显著优于 HA 组。HA 组治疗 6 个月后，股骨 - 胫骨关节内侧骨髓水肿改善不明显，这可能与膝关节内侧和外侧股骨髁的解剖差异有关。内侧髁结构较大，膝关节内侧承受更大压力，长期使用导致内侧关节面软骨磨损更严重，骨髓