骨形態發生蛋白

骨形態發生蛋白

即bone morphogenetic protein,英文縮寫為BMP,1963年是美國的Marshall R.Urist教授發現的。骨形態發生蛋白能夠誘導動物或人體間充質細胞分化為骨、軟骨韌帶、肌腱和神經組織

與胚胎骨骼形成有關的蛋白質,在骨形成的數個階段均起作用,由形態發生的早期階段開始,並延續至出生后。在中樞神經的發生中也起著關鍵作用。

基本信息


Urist在研究中發現,把脫鈣的皮質骨植入動物的肌肉中,1-2 周後會有新骨形成。他的結論是,植入的骨雖是死的,但其中可能含有某種物質在誘導新骨的形成。Urist從皮質骨中提取物獲得了對成骨至關重要的“骨形態發生蛋白”,在全世界範圍內掀起了成骨誘導研究的熱潮。
“骨形態發生蛋白”在臨床的價值無可限量。近年來基因重組的骨形態發生蛋白- 2和骨形態發生蛋白-7的安全性和有效性得到了充分的證實,美國FDA也於2002年7月批准重組骨形態發生蛋白-2用於脊柱融合。基於骨形態發生蛋白的安全性和高效誘導成骨活性被越來越多的實驗所證實,在一些國家骨形態發生蛋白已進入大規模的臨床實驗階段。

臨床應用


骨科領域中,骨形態發生蛋白的臨床應用有以下幾個方面。
某些骨折發生骨不連的可能性較大,應用骨形態發生蛋白的高效成骨活性,可以降低其骨不連的發生率。如治療新鮮脛骨骨折股骨骨折、尺骨骨折和橈骨骨折,骨形態發生蛋白在治療新鮮長骨骨折方面是安全有效的。
治療骨缺損、骨不連
骨缺損、骨不連是骨科棘手的難題之一。複合骨形態發生蛋白的骨移植效果優於骨移植治療的金標準—自體骨移植,或二者比較差異無顯著性。近年來,國內外一些研究者已著手骨形態發生蛋白在骨缺損、骨不連患者上的臨床研究。我們採用骨形態發生蛋白複合自體骨、異體骨治療頑固性骨不連獲得優良癒合。還採用骨形態發生蛋白複合自體骨髓注射促進骨折癒合。本人作為主要研究者的“骨形態發生蛋白和異種骨系列研究”課題,曾經獲得國家科技進步二等獎,獲得國家葯監局批號,正式投入市場供臨床治療骨缺損、骨不連患者。目前FDA已批准骨形態發生蛋白-7在美國多中心、大規模治療脛骨骨不連的臨床實驗,為骨形態發生蛋白早日上市提供實驗依據。
脊柱融合
脊柱外科常用到脊柱融合術,為了提高脊柱融合的效果,學者們證實骨形態發生蛋白可促進脊柱融合,目前已有基因重組骨形態發生蛋白應用於臨床。關於“骨形態發生蛋白”在脊柱融合方面的臨床療效評估,還需要在未來的大量隨機化對比研究中證實和推廣。
股骨頭缺血性壞死是骨科臨床的難點和熱點之一,傳統的治療方法無論是非手術還是手術,大多以關節廢用為結局,而不得不行人工關節置換術。然而對中青年患者而言,人工關節的使用年限不能滿足患者的要求。由於骨形態發生蛋白治療骨折和骨缺損的療效明確,骨形態發生蛋白應該能夠修復股骨頭壞死清除死骨后形成的缺損。在髓芯減壓的孔道中應用骨移植和骨形態發生蛋白是臨床治療股骨頭壞死的一個潛在方法。基於上述觀點,國內外學者開始了這方面的動物實驗和臨床試驗。我們對108例股骨頭壞死1-3期患者髓芯減壓后移植腓骨、骨形態發生蛋白和自體骨髓,隨訪8年獲得滿意效果。雖然骨形態發生蛋白在治療股骨頭壞死方面的有效性和安全性還需進一步研究,但它作為一種發現最早、研究最多、成骨能力也最強的細胞因子,在治療股骨頭壞死方面仍然具有光明的前景。
骨形態發生蛋白與基因治療
由於骨形態發生蛋白在體內被機體的酶類降解可以很快失去作用,促使許多研究者將目光投向了骨形態發生蛋白的基因治療研究。用基因轉移(gene transfer)和基因轉染(gene transfection)。基因轉移是將帶有目的基因的載體直接注入體內,基因轉染是體外細胞培養,轉染骨形態發生蛋白目的基因后再注入體內。這樣的細胞可以持續生產、釋放骨形態發生蛋白,發揮作用。但是,由於未做長期的實驗觀察,對於其後期的組織衍變過程尚缺乏實驗資料。同時,對於基因治療中存在的不可控性和基因突變等問題都需要長時間的觀察。所以,要將骨形態發生蛋白基因用於臨床骨組織修復還需要更深入的研究。