富血小板血漿治療膝骨關節炎的研究進展

趙露婷，王劍雄，方其林 綜述，胥方元 審校

(西南醫科大學附屬醫院康復醫學科，四川瀘州 646000)

膝骨關節炎(knee osteoarthritis，KOA)是一種以關節軟骨變性、破壞、丟失為主要病理特點的慢性退行性疾病，臨床表現為進展性膝關節疼痛、腫脹、僵硬、活動受限，是導致中老年人活動障礙的主要原因[1]。臨床治療尚無特效方法，主要以緩解疼痛、改善癥狀、延緩疾病進展為目的，治療方式有肌力訓練、物理因子治療，口服消炎鎮痛藥物，關節內注射透明質酸鈉等，終末期患者多采用手術治療。富血小板血漿(platelet-rich plasma，PRP)是由外周血經多次離心后所得，活化后的PRP釋放多種生長因子、細胞因子，具有修復軟骨病變、調控炎性反應等作用，是近年來研究的熱點。越來越多的研究表明關節內注射PRP可有效改善KOA患者關節疼痛、活動受限等臨床癥狀，提高患者的生活質量，且療效優于透明質酸鈉[2-5]。

1 PRP概述

PRP是由全血經梯度離心分離而得，含血小板濃度是普通全血的3倍或以上，其主要成分有血小板、白細胞和纖維蛋白。PRP有不同的系統分類[6-8]，2009年DOHAN EHRENFEST等[8]根據PRP中白細胞和纖維蛋白含量的不同將其分為以下4類：純富血小板纖維蛋白(pure platelet-rich fibrin，P-PRF)，富白細胞富血小板纖維蛋白(leukocyte- and platelet-rich fibrin，L-PRF)，純富血小板血漿(pure platelet-rich plasma，P-PRP)，富白細胞富血小板血漿(leukocyte-and platelet-rich plasma，L-PRP)。該分類方法現被廣泛引用，是許多領域的共識基礎。

目前PRP尚無統一制作標準，可分為專業PRP制備儀制備和手工操作制備。專業制備儀操作簡便，但成本高。手工制備經濟方便，多遵循二次離心法原則，第一次相對低速離心，由于紅細胞沉降系數最大，所以紅細胞被離心至管底，第二次相對高速離心是取上清液進行，血小板被離心至管底，留取適量血漿重懸血小板，即可獲得最佳濃度的PRP[9]。目前研究表明，不同的離心力、離心時間、離心次數制備得到的產物，其生物特性和潛在用途也不同，這在一定程度上影響著PRP的臨床療效[10]。因此，在制備PRP之前，需首先找到與離心設備匹配的離心方法，而不能盲目地參照文獻報道的離心方案[11]。

PRP通常需激活劑(如氯化鈣、巴曲酶、殼聚糖和凝血酶等)活化，活化后將釋放出一系列生長因子和細胞因子，它們在組織修復各個階段均發揮著重要作用，如血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor，PDGF)，可調節膠原、蛋白多糖的分泌和合成，促使軟骨細胞分裂、增殖、成熟、分化[12]；轉化生長因子β(TGF-β)可誘導軟骨細胞蛋白聚糖和Ⅱ型膠原的增加，刺激細胞外基質生成，同時有效抵抗軟骨細胞分解代謝[13]；結締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)發揮著支持血管生成，促進軟骨再生的作用[14]；血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是血管生成和發生的主要調節因子，并促進組織再生；肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)可介導核因子-κB(NF-κB)反式激活活性，通過抑制單核細胞趨化性而發揮抗炎作用，同時為軟骨細胞再生奠定基礎[15]；另外，PRP中的表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)、血小板因子4等也在促組織愈合過程中發揮著重要作用[16]。

2 PRP治療KOA的作用機制研究

國內外研究者已通過大量基礎及動物研究，探索了PRP治療KOA的作用機制。王剛[17]采用關節內注射PRP治療兔KOA，結果顯示PRP可促進軟骨基質中Ⅱ型膠原和蛋白多糖合成，使軟骨基質修復、軟骨細胞再生，并抑制軟骨組織中基質金屬蛋白酶(MMP)-13蛋白及其mRNA表達，有效防止基質膠原降解，延緩KOA疾病進展。原曉強等[18]將生理鹽水，低(1×106個/mL)、中(1×107個/mL)、高(1×108個/mL)3種濃度P-PRP分別與大鼠膝關節軟骨細胞共同培養，結果顯示P-PRP各濃度組軟骨細胞活力高于生理鹽水組，且P-PRP高濃度組細胞活力高于低、中濃度組；該學者隨后進行了動物實驗，將高濃度的P-PRP注射入KOA大鼠雙側后肢膝關節腔，治療結束后步態分析發現，P-PRP治療組大鼠雙側后肢著地面積均大于模型組(注射等量生理鹽水)，與空白組相比，差異無統計學意義(P>0.05)；膝關節X射線及病理學觀察發現，P-PRP治療組大鼠膝關節軟骨退變程度較模型組輕微，因此得出高濃度P-PRP對改善關節運動能力、修復大鼠膝關節軟骨有積極作用。MOUSSA等[19]將KOA患者軟骨細胞與PRP共同培養，結果顯示軟骨細胞中MMP-3、MMP-13和聚蛋白多糖酶-5、白細胞介素(IL)-6和環氧化酶(COX)-2呈劑量依賴性降低，TGF-β、Ⅱ型膠原、金屬蛋白酶抑制劑和細胞內抗炎因子(IL-4、IL-10、IL-13)的表達明顯增加，軟骨細胞顯著增殖，凋亡減少，自噬標志物及其調節物(轉錄因子FOXO1、FOXO3蛋白和低氧誘導因子-1)的表達增加，從而逆轉了軟骨細胞的衰老。由此發現，PRP不僅可以促進組織修復，還可抑制IL-1β、COX-2和MMP-2基因表達，抵消IL-1β和腫瘤壞死因子-α引起的炎癥級聯，從而調控KOA病理炎性反應，進而達到治療KOA的目的[20]。

目前，用于研究的PRP種類不盡相同，PARRISH等[21]研究發現，與全血相比，P-PRP中EGF、TGF-β1水平顯著降低，對人類髕腱成纖維細胞沒有明顯增殖刺激作用；相比之下，L-PRP中生長因子水平更高，且明顯刺激肌腱細胞增殖，因此該研究者認為PRP中白細胞等非血小板細胞成分對生長因子釋放、刺激細胞增殖有著重要作用。也有研究者認為，PRP中白細胞并不利于KOA治療，BRAUN等[22]發現，將L-PRP與人滑膜細胞共同培養，滑膜細胞出現明顯死亡，促炎介質(IL-1β、IL-6、TNF-α)水平明顯升高。YIN等[23]研究表明，P-PRP在預防兔膝關節軟骨破壞、保護軟骨基質、降低IL-1β和前列腺素(PGE2)水平方面較L-PRP有更好的效果；此外，該研究還發現注射NF-κB通道抑制劑可反轉L-PRP組關節積液中增加的IL-1β和PGE2水平，并將L-PRP注射結果改善至類似于P-PRP組水平，且療效沒有影響。因此得出結論：L-PRP中白細胞的集中可能通過激活NF-κB信號通路，升高促炎細胞因子水平而抵消生長因子對KOA軟骨的有益效果。目前PRP中白細胞的作用仍存在爭議，需要進一步研究證實，但大多數研究者建議修復關節炎時，應使用P-PRP。

3 PRP關節內注射治療KOA的臨床研究

隨著研究者對PRP關注度增加，國內外也陸續出現相關臨床研究，均表明關節內注射PRP可有效改善KOA患者關節疼痛、活動受限等癥狀，提高患者的生活質量。RAEISSADAT等[2]發現PRP關節內注射治療后1、3、12個月，KOA患者美國西安大略和麥克馬斯特大學骨關節炎指數(WOMAC)較治療前明顯降低，生活質量調查表(SF-36)評分較前改善，且療效優于透明質酸(hyaluronic acid，HA)。MONTANEZ-HEREDIA等[3]也發現，與HA相比，PRP更能有效減輕KOA患者疼痛，改善其運動功能，提高生活質量，且早期KOA患者可獲得更好的療效。LANA等[4]進行了一項隨機對照試驗，比較了超聲引導下關節腔注射PRP(5.0 mL P-PRP)、HA(2.0 mL HA)和二者聯合(2.0 mL HA+5.0 mL P-PRP)對輕中度KOA的臨床療效，每次注射間隔2周，共3次，治療后采用WOMAC、視覺模擬評分法(VAS)評價療效，結果顯示：與HA組相比，PRP組在1、3、6和12個月時VAS評分明顯降低，12個月時WOMAC量表提示PRP組患者身體活動功能改善更為明顯，HA+PRP組與HA組、PRP組相比，在緩解疼痛、改善關節活動方面有更好的療效。在翟文亮等[5]的研究中，PRP組患者關節內注射PRP 6～7 mL，對照組注射2 mL透明質酸鈉，每兩周注射1次，共3次，治療后3、6、9、12個月用WOMAC量表評價關節功能，治療前和治療后12個月通過膝關節磁共振觀察關節積液情況，結果顯示PRP注射治療的臨床效果優于透明質酸鈉，且中長期療效好。JOSHI JUBERT等[24]用單純白細胞減少PRP 4 mL關節內單次注射治療晚期KOA患者(Ⅲ～Ⅳ級)，長期隨訪發現該方案可有效改善患者日常活動功能及生活質量，且效力優于單次注射皮質類固醇。SHEN等[25]對包含1 423例KOA患者的14項隨機對照試驗進行薈萃分析，結果顯示PRP注射后3、6和12個月，WOMAC疼痛分數明顯降低(P=0.020、0.004、<0.001)，WOMAC量表身體功能分數得到改善(P=0.002、0.010、<0.001)，且沒有明顯增加注射后不良事件的風險(RR：1.40，95%CI：0.80～2.45，I2=59%，P=0.240)。因此，與注射鹽水、HA、臭氧和皮質類固醇相比，關節內注射PRP治療KOA療效更佳。

通過以上研究，筆者還發現PRP的應用方案不統一，如各研究者采用不同的PRP制備方法，導致PRP成分組成差異；此外，PRP注射方案在各研究中也不盡相同，如JOSHI JUBERT等[24]采用單次PRP注射，而RAEISSADAT等[2]、MONTANEZ-HEREDIA等[3]研究者都采用多次注射法，但其注射間隔時間、單次劑量也不一致，這些差異都將在一定程度上影響PRP對KOA的療效，因此PRP的臨床應用方案需進一步規范。關于PRP注射的安全性，有研究顯示部分患者在注射PRP后有輕微局部腫痛，數天內可自行緩解，與該治療相關的出血、血腫、發熱等嚴重并發癥尚未發現[26]；PRP有效治療濃度尚無統一觀點，一般認為4～5倍血小板濃度的PRP促組織修復效力高，更高的濃度并沒有表現出更好的修復效果[27]；GRAZIANI等[28]體外實驗也發現PRP中血小板濃度過高反而會抑制細胞增殖，因此PRP治療KOA，不支持“更多更好”的血小板濃度。

4 小 結

KOA是導致中老年人活動障礙的主要原因，隨著我國人口老齡化速度加快，KOA引發的社會問題越發突出，因此迫切需要開發經濟有效的治療方案。國內外研究已證實PRP對KOA有較好的臨床療效，且操作方便、經濟，具有廣闊的應用前景，但其長期療效及安全性還需大量標準化臨床研究隨訪觀察；同時PRP制備、治療方案、最適濃度等問題還需規范、統一，待這一系列問題得到進一步解決及完善，PRP有望開辟KOA臨床治療的新途徑。

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