為治療數量眾多的膝骨關節炎患者，日本東海大學醫學部附屬醫院整形外科的佐藤正人教授在日立製作所及日立高新技術（以下簡稱「日立高新」）的協助下，確立了可大量且穩定生產同種異體軟骨細胞片的技術。在2025年6月啟動的臨床試驗中，研究團隊已為4名50至60歲的膝骨關節炎患者實施了移植手術，截至2026年2月，治療過程中未觀察到嚴重不良反應，目前臨床試驗仍在繼續之中。若依託自動培養能夠確立起新一代同種異體軟骨細胞片生產體系，那麼穩定供應質量均一的細胞片的可能性就會增加，還有望擴大膝骨關節炎「保關節治療」的新選擇。相關研究成果已在日本再生醫療學會上公開發表。
圖1 臨床試驗概要（供圖：東海大學）
膝骨關節炎是隨年齡增長患者數量持續增加的典型運動系統疾病，據估算，日本國內患者數量約為2530萬人，其中出現疼痛等症狀的人數約為800萬人。關節軟骨一旦受損便難以自然修復，當前的治療以旨在緩解疼痛、改善關節功能的保守療法為主。當病情一旦進展，則需實施人工關節置換術等外科治療。
為此，佐藤教授等人開發出了自體軟骨細胞片。通過將細胞片直接移植至軟骨缺損部位，有望使其更易在患處定植，並促進保護缺損部位和軟骨修復。目前，該研究已作為日本厚生勞動省的尖端醫療B項目正在實施。
然而，自體軟骨細胞片存在需通過手術採集細胞，不同患者的細胞質量可能存在差異，且單次可提供的細胞片數量有限等問題。為此，團隊自2017年起，開展了利用多指症手術中廢棄的軟骨組織製備同種異體軟骨細胞片的臨床研究。多指症來源的軟骨細胞因處於幼齡狀態，具備較強的增殖能力，可將細胞片製備周期縮短7天，在構建穩定高效的供應體系方面展現出優勢。該臨床研究以10例膝骨關節炎患者為對象，對技術的安全性與有效性進行了評估，結果無論從何種向度評估，均確認患者預後良好。自2025年起，由企業主導的Ⅲ期臨床試驗已啟動，研發工作正朝著實用化方向穩步推進。
膝骨關節炎患者數量眾多，要實現軟骨細胞片的普及，量產與質量標準化必不可少。傳統的同種異體軟骨細胞片需要採用溫敏性培養皿的生產過程以及細胞培養熟練操作人員的手動操作，生產效率、成本、樣本混雜等風險均是課題。而新一代同種異體軟骨細胞片對生產過程進行了優化，將工序改良為適配封閉式系統「細胞自動培養裝置iACE」。在2023～2024年開展的非臨床試驗（向免疫缺陷動物的軟骨缺損模型移植新一代同種異體軟骨細胞片）中，已證實經iACE製備的新一代同種異體軟骨細胞片表現出與既往方法相當的軟骨修復能力。該裝置單次培養可製備約640片細胞片，基於以往的使用實績（單例患者約需10～15片），理論上相當於約50人份的用量。
在新一代同種異體軟骨細胞片移植試驗中，自2025年6月起，團隊已為4名患者聯合實施脛骨近端截骨術（HTO），移植了經iACE製備的新一代同種異體軟骨細胞片（生產過程中安全性檢查與質量標準檢驗合格），單例患者移植量為10～15片。目前，團隊正在持續開展隨訪評估。
佐藤教授表示：「關節軟骨一旦損傷便難以自然修復，即便是針對膝骨關節炎，通過生物學手段實現軟骨再生的治療選擇也一直十分有限。我們自2004年起推進自體軟骨細胞片的研究，並已作為尖端醫療B項目落地實施，但採集細胞需實施手術、細胞質量與製備數量因患者情況而異的問題仍然存在。為此，我們將技術路線拓展至利用多指症手術中廢棄的幼態軟骨細胞製備的同種異體軟骨細胞片，本次更藉助自動培養技術，進一步發展出可實現質量均一化、量產的新一代同種異體軟骨細胞片。實現質量均一化與提升可追溯性，同樣是我們的重要目標。未來，我們希望能拓寬保存關節的再生醫療這一治療選擇，將其培育為可穩定惠及更多患者的治療手段。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
