综述:去细胞细胞外基质(dECM)在骨关节炎(OA)关节软骨修复中的疗效:系统综述和荟萃分析

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2.8

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  该综述聚焦去细胞细胞外基质(dECM)对骨关节炎(OA)关节软骨修复效果,通过系统检索 2010 - 2024 年文献,纳入 10 项动物研究,运用 ICRS 和 OARSI 评分进行荟萃分析,发现 dECM 显著促进软骨修复,为 OA 治疗提供新方向。

  
骨关节炎(OA)是一种常见的退行性关节疾病,以慢性疼痛、功能障碍和活动受限为特征,全球发病率高达 16.05%,影响超过 5 亿人。传统治疗手段如物理治疗、药物治疗及手术治疗均存在明显局限性,因此亟需创新疗法。

去细胞细胞外基质(dECM)是一种天然生物材料,在去除细胞成分后仍保留组织的原始三维结构和化学成分,具有高度生物相容性和生物活性,能够模拟天然组织微环境,为细胞黏附、增殖、迁移和分化提供理想条件,同时保留天然蛋白质、糖胺聚糖(GAGs)等关键生物因子,为组织修复和功能重建提供重要支持,在组织工程和再生医学领域应用广泛。近年来,再生医学的进展凸显了 dECM 作为 OA 新型治疗剂的潜力,其具有促进软骨修复和减轻炎症的再生特性,但目前对其在 OA 中的疗效和作用机制的全面理解仍存在显著差距,需要通过系统综述和荟萃分析为临床转化提供有力证据。

研究方法


  1. 文献检索:两名研究人员在 PubMed 和 Embase 两大数据库中,使用与 dECM 和 OA 相关的多个关键词组合进行系统文献检索,时间范围为 2010 年 1 月 1 日至 2024 年 11 月 1 日,严格遵循 PRISMA 指南。
  2. 文献计量分析:去除重复文献后,利用 VOSviewer 和 Microsoft Office Excel 365 进行文献计量分析,VOSviewer 用于关键词共现分析,Excel 用于文章发表年份的定量分析和可视化。
  3. 纳入与排除标准:两名研究人员独立筛选文章,纳入标准包括涉及 OA 相关软骨缺损的动物模型、研究 dECM 及其衍生物的组织修复功能、包含治疗组与对照组比较等;排除标准包括未使用动物模型、未报告组织修复功能、缺乏对照等。
  4. 文献质量评估:应用 Cochrane 偏倚风险工具、SYRCLE 偏倚风险工具和 Downs and Black 检查表评估纳入研究的质量,排除高偏倚风险和无法处理偏倚因素的研究。
  5. 数据提取与处理:从文献中提取 ICRS 和 OARSI 评分,对于无原始数据的文献,使用 webplotdigitizer 软件根据图像确定数据。
  6. 统计分析与偏倚检测:采用加权均数差(WMD)作为效应量,使用 Stata 软件进行统计分析,通过 I2 统计量评估异质性,进行敏感性分析和亚组分析,并通过漏斗图检测发表偏倚。

研究结果


  1. 文献纳入与一般信息:初步检索到 PubMed 82 篇、Embase 58 篇文献,经去重和筛选后,最终纳入 10 项研究,涉及大鼠、兔子、山羊、绵羊等动物模型,dECM 制备方法包括物理、化学和酶法等组合。
  2. 文献计量分析:2010 - 2024 年共发表 111 篇相关论文,数量呈总体上升趋势,2020 年后增长更显著,2024 年达峰值 25 篇。关键词共现分析分为组织工程、支架材料、生物材料三个集群,研究趋势从细胞增殖和软骨形成转向细胞分化、组织工程和胶原蛋白。
  3. 质量评估:使用三种工具评估 10 项纳入研究的方法学质量,多数研究为高质量。
  4. 荟萃分析
    • ICRS 评分:7 项研究的 14 个数据集显示,dECM 治疗组与对照组的 WMD 为 2.45(95% CI:1.07 至 3.84;I2=97.4%;P-value<0.001),表明 dECM 显著促进软骨修复。
    • OARSI 评分:3 项研究的 15 个数据集显示,WMD 为 - 1.65(95% CI:-3.63 至 0.34;I2=97.3%),虽未达统计学显著,但显示 dECM 有减轻 OA 病变的趋势。

  5. 亚组分析:基于 ICRS 评分,dECM 在大鼠(WMD=2.44,95% CI:1.84-3.04,I2=64.4%)和山羊(WMD=3.46,95% CI:1.53-5.40,I2=67.8%)模型中疗效显著,兔模型疗效有限且异质性高;基于 OARSI 评分,大鼠亚组(WMD=-8.85,95% CI:-12.23 至 - 5.46,I2=93.8%)疗效显著,绵羊亚组无显著效果。
  6. 敏感性分析:ICRS 评分中排除 Zhang et al.(2024)的数据对总体效应量有一定影响,但结论一致;OARSI 评分中排除任何单一研究对总体效应量无显著影响。
  7. 偏倚分析:漏斗图显示研究围绕中心线对称分布,整体结果表明 dECM 对 OA 的治疗效果不受发表偏倚显著影响。

讨论


本研究通过系统综述和荟萃分析,综合多个动物研究数据,评估了 dECM 在促进 OA 软骨再生和减轻炎症方面的疗效。结果表明,dECM 在改善软骨表面修复质量方面效果显著,但在减缓软骨退变和骨赘形成等深层病理变化方面作用有限,这可能与 ICRS 和 OARSI 评分的不同侧重点有关。ICRS 评分主要评估软骨修复质量,适合快速定量分析修复组织表面特性;OARSI 评分通过组织学切片深入分析 OA 病变,评估更复杂的病理特征。

研究中观察到的高异质性可能与实验设计、样本特征、干预方案及动物种属差异等因素有关。不同动物种属的生理和病理特征不同,对 dECM 的治疗反应也存在差异。例如,大鼠和山羊模型中 dECM 效果更稳定,而兔和绵羊模型需要进一步优化实验设计和增加样本量。

尽管本研究为 dECM 在 OA 治疗中的应用提供了有价值的初步探索,但仍存在一些局限性。如缺乏湿实验室实验直接验证 dECM 在软骨修复中的生物学效应,部分研究样本量小,搜索数据库有限可能遗漏相关研究,且缺乏临床验证,dECM 支架与人类生理的转化相关性尚不明确。未来研究需要优化 dECM 基支架的机械性能和生物相容性,探索其与生长因子或干细胞的联合应用,开展长期临床安全性评估和大规模临床试验,以确认其在人类患者中的疗效和安全性。

结论


基于 ICRS 和 OARSI 评分的荟萃分析,dECM 及其相关衍生物在 OA 中显示出显著的软骨修复功能,为组织再生领域的进一步探索提供了潜力。未来需通过更多高质量研究和临床转化,充分发挥 dECM 在 OA 治疗中的应用价值。

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