磁共振T2* mapping技术在脂肪干细胞对猕猴膝关节软骨损伤疗效评估中的应用

【目的】本研究通过对前期实验中造模成功的猕猴膝关节腔内分别注射自体、同种异体、异种异体三种脂肪来源间充质干细胞(adiposederived mesenchymal stem cell,AD-MSCs),观察猕猴膝关节治疗不同阶段的影像表现,探讨T2*mapping技术在骨性关节炎(osteoarthritis,OA)进展、再生软骨质量及疗效评估中的应用价值。【方法】本研究共纳入9只OA造模成功的猕猴共18个膝关节,实验组每组4个关节,分别向猕猴膝关节腔内注射自体、同种异体、异种异体三种AD-MSCs,对照组共6个膝关节,向关节腔内注射等量生理盐水。在注射后第1月、2月、3月、6月、14月进行磁共振成像技术(Magnetic Resonance ImaPR-171临床试验ging,MRI)常规序列及T2*mapping扫描,对所有关节进行全器官磁共振成像评分系统(Whole-Organ Magnetic Resonance Imaging Score,WORMS)评估。同时按照WORMS解剖标准将膝关节分为髌骨区(region of patellar,P)、股骨内侧髁前区(region of medial femoral anterior,MFa)、股骨内侧髁中区(region of medial femoral central,MFc)、股骨内侧髁后区(region of medial femoral posterior,MFp)、股骨外侧髁前区(region of lateral femoral anterior,LFa)、股骨外侧髁中区(region of lateral femoral central,LFc)、股骨外侧髁后区(region of medial femoral posterior,LFp)、胫骨平台内侧区(region of medial tibial,MT)、胫骨平台外侧区(region of lateral tibial,LT)共9个亚区及缺损旁区,在猕猴膝关节9个亚区、缺损旁区以及再生软骨区测量T2*值进行比较。在注射后6月随机从实验组及对照组抽取一个关节进行组织学分析,用于验证影像结果的可靠性。T2*值由两位放射科医师独立进行测量,使用肯德尔W系数检验评估两位放射科医生测量数据的一致性;组间及组内T2*值差异采用单因素重复测量方差分析进行统计分析,P<0.05为差异有统计学意义。【结果】两位放射科医师所测得WORMS总评分及T2*值数据具有高度的一致性(肯德尔W系数分别为0.935、0.948,P值<0.05)。T2*值结果显示,除MT亚区外,所有亚区对照组T2*值在注射生理盐水后均随时间显著升高。在实验组猕猴膝关节中,非负重区MFa、LFa及负重非造模区LFc、LT四个亚区T2*值在注射AD-MSCs后呈下降趋势,且在注射第2个月后与注射前差异有统计学意义(P<0.005)。负重区MFc、LFp两个亚区T2*值在注射后3月内显著下降,随后于注射后6月、14月呈上升趋势,且在注射后14月时与注射后2月、3月CX-5461溶解度差异有统计学意义(P<0.05)。在负重区MFP亚区,各实验组T2*值在3月内呈下降趋势,随后升高,差异均无统计学意义。在负重区MT亚区各实验组T2*值在注射前后无显著差异。在P区,所有实验组T2*值呈上升趋势,差异无统计学意义。各亚区对照组、自体组、同种异体组、异种异体组注射前T2*值差异无统计学意义,注射后各实验组T2*值均小于对照组,且除MT及P亚区外差异均有统计学意义(P<0.05);自体组、同种异体组、异种异体组间在各时间段差异均无统计学意义。三个实验组在注射AD-MSCs 6个月后软骨缺损处见再生软骨形成,再生软骨T2*值与正常软骨无显著差异Pulmonary microbiome,较缺损旁软骨稍低,仅自体组T2*值低于缺损旁软骨,差异有统计学意义(P=0.018)。异种异体组在注射后1月时WORMS总分显著减低(P=0.002),其余各组差异无统计学意义。组织学评估实验组缺损区见再生软骨形成,且再生软骨质量良好,非缺损区软骨浅表软骨细胞增生活跃,对照组软骨缺损处为纤维组织修复,非缺损处软骨浅表纤维组织增生,与T2*mapping评估结果一致。【结论】1.T2*可以定量、敏感地反映关节软骨微观结构及生化成分的变化,T2*mappin可作为OA诊断、进展、疗效监测的有效工具,并可为关节腔内注射MSCs后的康复计划的制定提供一定的依据。2.T2*值可作为评估再生软骨质量的有效指标。