干细胞是从中胚层组织和器官中分离出多潜能细胞。其可以向部分或全部特定类型细胞原始组织或器官分化。在特定条件下它可向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、神经元细胞、内皮细胞及心肌细胞分化。

研究表明，干细胞来源广泛，具有较低免疫原性和良好分化潜能，以其作为椎间盘退变基因干预靶细胞具有显著优越性。其可向髓核细胞分化，表达蛋白多糖和Ⅱ型胶原。无论是自体还是同种异体，甚至是异种干细胞移植均可在退变椎间盘内长期存活、增殖，促进椎间盘细胞基质分泌，从而缓解椎间盘退变进程，已被证明成为干预椎间盘退变非常有前途方法。

椎间盘退变发病年龄段是20岁至70岁

椎间盘由其外层纤维环组织及内层髓核组成，在承受脊柱纵向压力同时还承担着屈曲旋转运动、缓冲压力作用。椎间盘退变( intervertebral disc degeneration ,IDD )是一种慢性椎间盘结构及功能破坏过程，主要表现为髓核基质持续性丢失，其往往继发于终板骨折、纤维环放射状裂、椎间盘突出等，导致脊柱节段性不稳带来下腰痛及神经放射痛等症状。

80% 成年人一生中会经历因下腰痛导致暂时性劳动能力丧失，20%成年人髓核组织在20岁左右开始退变。近年来，椎间盘退变及其引起下腰痛发病率逐年升高，30岁以下约有40%及50岁以上90%成年人存在IDD，对于50岁和70岁男性人群分别约有10% 和60%人存在严重IDD，给社会经济带来沉重负担。

干细胞疗法有效干预IDD三大优势

目前干预椎间盘退变方法是保守药干预和手术干预，但均只能暂时减轻或缓解疼痛症状，并不能从根本上恢复椎间盘功能，且有加重病情风险。以干细胞为基础组织工程技术为退变椎间盘进行再生和修复带来新希望，因为干细胞具备干预IDD 诸多优越条件:(1)获取方便，对机体损伤小，在体外能大量培养;(2)具有较低免疫原性;(3)定向分化能力强。因此，其是细胞移植干预IDD 非常理想种子细胞。

动物实验证明干细胞疗法能有效缓解IDD进程

Crevensten等首次将荧光标记同种异体干细胞注射到大鼠尾椎间盘内，在注射28天后干细胞数量恢复到原来数量，其存活率是100%，且未出现免疫反应，说明同种异体干细胞能在大鼠椎间盘内存活并增殖且不会引起免疫反应。之后有研究人员分别观察了异体干细胞 对兔、犬和猪IDD作用，也得到了类似结果。

实验动物腰椎间盘压缩强度( A )及弹性模量( B )

Jeong等将体干细胞移植入鼠尾IDD模型中发现干细胞至少可以存活2周，且6周后蛋白多糖及Ⅱ型胶原蛋白表达增加，椎间盘高度和信号强度均得到明显改善，内层纤维环结构也得到修复，且均未发现免疫反应。

术后 16 周各组实验动物椎间盘 HE 染色

上述研究表明，无论是自体还是同种异体，甚至是异种干细胞移植均可以在退变椎间盘内长期存活、增殖，促进椎间盘细胞基质分泌从而有效缓解IDD 进程。

人体实验证明干细胞疗法干预IDD 安全有效

目前，Yoshikawa等首次将自体干细胞移植用于人体椎间盘干预。在为2名IDD患者进行手术前先取自体髂骨骨髓，将其用含自体血清培养基培养制成干细胞备用;手术中给予患者椎板开窗减压，然后经皮将含干细胞胶原海绵移植到退变椎间盘内，术后患者腰腿疼痛明显缓解，2年后影像学发现髓核内真空现象消失、信号增强，且无明显不良反应。

椎间盘退变干预过程

最近，Orozco 等系统观察10例自体干细胞直接注射植入髓核内干预腰椎IDD(纤维环完整)伴慢性腰腿痛疗效和安全性;随访1年，其中9例腰腿痛迅速缓解，仅1例无效，疼痛评分、Oswestry功能障碍指数均得到明显改善，且未见明显不良反应。 这进一步证实了自体干细胞移植干预IDD疗效和安全性。

该项研究已在ClinicalTrials.gov上进行登记注册，预计在2021年完成全部临床试验，现在处于Phase I/II期。

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