大腿骨頭壊死症に対する自己骨髄単核球濃縮療法とは?

大腿骨頭壊死症(ONFH)は.非外傷性と外傷性の2つに分類されます。 中国では.非外傷性ONFHの主な原因は.グルココルチコイド(副腎皮質ホルモンとも呼ばれる.以下ホルモン)の塗布と長期の大量アルコール摂取であり.その他に鎌状赤血球貧血.減圧症.ゴーシェ病などの稀な原因もあるようです。 外傷性ONFHの主な原因は.大腿骨頚部変位骨折であり.次いで寛骨臼骨折.股関節脱臼である。 股関節の骨折や脱臼が明らかでない場合もありますが.股関節の重度の捻挫や挫傷は.股関節内の血腫による大腿骨頭への血液循環障害により.大腿骨頭壊死を引き起こすと推定される場合もあります。 中国では骨壊死が大きな問題になっています。 信頼できる証拠に基づき.中国におけるONFHの年間発生率は15万〜30万人.治療を必要とする累積症例数は500〜700万人に達すると推定され.この数は依然として年々増加傾向にある。 ONFHの自然経過に関する研究によると.有効な治療を行わない場合.発症から1~5年で約70~75%が大腿骨頭虚脱に進行することが分かっています。 大腿骨頭がつぶれると.約87%の方が1~3年以内に人工関節置換術が必要な状態まで進行すると言われています。 ONFH.特に非外傷性ONFHは中年から若年層が多いため(米国ではMontが平均年齢38歳.中国ではLi Zirongが38.6±11.5歳と報告).ONFHは中年から若年層の患者を対象とする。 若年・中年層の人工股関節置換術の中長期的(≥20年)な転帰は.依然として予測不可能であることが研究により示されています。 そのため.患者さん自身の関節を温存する有効な方法(関節温存術)を見つけることが急務となっています。 関節温存術には.非外科的治療(漢方薬.保護体重負荷.電磁場.高気圧酸素など).低侵襲治療(体外衝撃波.細針髄質減圧法など).各種骨移植による病巣除去(圧縮骨移植.無血管・無血管線維腫.腸骨移植.筋膜移植.多孔性タンタル棒支持など).骨切り術(大腿ローターを用いた回転骨切り.内外骨切りなど)など多数存在します。 (内骨切り.外骨切りなど)。 適応症が適切に選択されていれば.どのような治療法も有効です。 しかし.これまでの研究で.あらゆる種類の骨移植に共通する失敗の原因は.壊死した大腿骨頭の軟骨下骨板を完全かつ効果的に修復できず.最終的に関節軟骨表面の崩壊と関節機能の障害につながることが分かっています。 近年.骨髄幹細胞移植や組織工学の研究が盛んになってきています。 また.この細胞の骨壊死の治療への応用も始まっている。 基礎研究と臨床応用により.初期の効果は確認されていますが.さらなる研究の深化と改良が必要な問題も多くあります。 基礎研究:非外傷性ONFHと骨髄間葉系幹細胞(MSC)の関係について深く研究され.密接な関係があることが判明しています。 そのため.非外傷性骨壊死を骨髄間葉系幹細胞病と呼ぶ学者もいます。 そのような中.ONFHに対する細胞治療の利用が臨床試験で試みられています。 赤色骨髄と骨壊死の関係:臨床観察によると.ホルモンやアルコールで誘発されるにせよ.非外傷性の骨壊死は黄色骨髄を含む骨に起こり.腸骨.胸骨.椎骨など赤色骨髄に富む骨の骨壊死は稀であることが分かっている。 また.10歳以下の小児ではホルモン等による骨壊死は稀であることがわかった(レッグペルテス病は本来骨壊死ではなく.完全に自己修復する骨端軟骨炎である)。 このことから.赤色骨髄には抗骨壊死作用があると推測され.その骨壊死治療の手がかりとなる1。 非外傷性ONFH患者では.大腿骨近位部および大腿骨頭における骨髄MSCの数が減少していることが判明した。 Hernigouは.ホルモンによる大腿骨近位部MSCの細胞数減少を見出した。 Weinsteinらは.ホルモンが骨芽細胞および骨細胞のアポトーシスを引き起こし.骨形成を阻害することを見出した。 中日友好病院骨壊死センターのWang Bailiang氏の研究でも.ホルモン性ONFHでは.大腿骨近位部のMSCの付加価値活性が大腿骨頚部骨折の患者と比較して有意に低下し.細胞増殖曲線のプラトー期が著しく遅延し.Go/G1細胞の比率が著しく増加.S+G2/M期の細胞の比率が減少し.細胞の増殖・分裂能力の低下が示唆されています・Hofbauer et al.,。 Hofbauerらは.ホルモンが骨芽細胞におけるOPG(osteoprotegerin)の転写および発現を阻害し.ODF/OPGL(osteoclast differentiation and receptor activation)の発現を促進して破骨細胞を活性化することにより.骨芽細胞の減少につながることを見出した2。 非外傷性ONFH患者における大腿骨近位部で.脂肪生成が増加し骨生成が減少したMSCs。 米国では.1990年代の早い時期に.ホルモンで処理したMSCの骨形成分化能が著しく低下し.一方で脂質形成分化能が上昇することがWang Guozhaoらによって証明されています。 その後.Cui Quanxingらも.アルコールに暴露されたクローン性骨髄細胞集団が.骨形成遺伝子発現を低下させ.脂肪生成を増加させることを明らかにした。 Yinらは.ホルモンが脂肪生成遺伝子422(ap2)の発現の増加.トリグリセリド合成の増加.骨マーカー遺伝子および細胞の発現の減少を通じて.MSCにおける脂肪生成の増加と骨形成の減少を引き起こすことを示した3。多くの動物実験により.濃縮骨髄単核細胞(BM-MNCs)の移植の適用は.骨形成の増加を通じて達成される壊死した大腿骨頭に対して有意な修復効果を有することが示された 骨形成と血管新生が促進されることにより.修復効果が得られた。 Zhang Changqingらは.ウサギを骨壊死モデルとして.単純減圧と自家BM-MNC移植の2群を比較し.注入した動物の壊死した骨に新生血管と骨修復が対照群より有意に高いことを見出した4。 骨髄MSCのin vitro実験では.骨形成条件(dexamethasoneとVit C)を培養中に与えると.骨芽細胞に分化しその後骨形成に至るが.vivoにおいて骨形成条件を達成できるかどうかは疑問である。 Hernigouは.骨髄間質幹細胞のトレーサーラベル化により.大腿骨頭におけるMSCの保持を観察し.移植細胞の80%が大腿骨頭壊死巣に保持されることを示し.MSCs移植の実現可能性を示したが.MSCの増殖と分化についてはそれ以上の検討は行っていない。 中日友好医院の骨壊死センターでは.犬をモデルに.犬の大腿骨頭内部に欠損を作り.その周囲をカルボリック酸で焼灼して骨細胞を死滅させ.病巣除去後に人間の大腿骨頭壊死と同様の骨欠損モデルを作成しました。 自家骨髄MSCをin vitroで培養し.Brdu(5-bromodeoxyuridine nucleoside)およびSPIO(superparamagnetic iron oxide)でそれぞれ標識し.大腿骨頭欠損部位に移植した。 移植されたラベル付きMSCは.骨芽細胞.骨細胞.軟骨細胞など.さまざまな細胞に分化することができた。 また.骨形成だけでなく.新生血管にも関与している。 また.MSCを人工骨と複合的に移植することで.人工骨を変形させる能力を高めることができることも分かっています。