富血小板血漿治療骨關節炎的研究進展

周祝興 綜述 邱冰 審校

(1.貴州醫科大學研究生院2013級，貴州 貴陽 550000；2.貴州省骨科醫院，貴州 貴陽550004)

富血小板血漿治療骨關節炎的研究進展

周祝興1綜述 邱冰2△審校

(1.貴州醫科大學研究生院2013級，貴州 貴陽 550000；2.貴州省骨科醫院，貴州 貴陽550004)

富血小板血漿； 骨關節炎； 治療機制； 臨床研究

骨關節炎(OA)是一種由于關節內應力作用失衡所誘發并以關節軟骨修復障礙為主要特點的進行性關節疾病，其發生發展過程雖緩慢，但若出現臨床癥狀，可供選擇的治療方式卻極為有限。該病是殘性疾病，因此嚴重威脅著人類的健康和生活質量[1-2]。近年來，圍繞著富血小板血漿治療骨關節炎的基礎和臨床研究已成為熱點，現將其研究進展綜述如下。

1 富血小板血漿的簡介

富血小板血漿[3](PRP)與普通的血漿不同之處在于5 mL的該血漿中所含的血小板濃度至少在106/μL以上。血小板內所含有α顆粒是諸多生長因子(GFs)和細胞因子的儲蓄池，血小板一旦活化，α顆粒則釋放出一系列的生長因子和細胞因子，這些因子主要包括[4-5]：轉化生長因子(TGF-β)， 血小板源性生長因子(PDGF)，胰島素樣生長因子(IGF-I, IGF-II)，成纖維細胞生長因子(FGF)，血管內皮細胞生長因子(VEGF)，表皮細胞生長因子(EGF)，肝細胞生長因子(HGF)，結締組織生長因子 (CTGF)，血小板因子4 (PF4)，血小板源性血管新生因子 (PDAF),骨鈣素，骨連蛋白，纖維蛋白原，纖連蛋白，血小板反應蛋白-1等。這些生長因子和細胞因子的存在是PRP發揮促愈合作用的一個重要基礎。

2 富血小板血漿治療膝關節骨關節炎研究進展

2.1 PRP干預OA軟骨損傷的生物學機制研究進展

2.1.1 活化后PRP分泌的生長因子可修復OA軟骨病變 OA的病理學研究提示其主要的病理過程之一是關節內軟骨的破壞及修復之間的失衡。老齡化、疾病、外傷等因素引起軟骨組織損傷與修復之間失衡。最終，某些有害的基因表達增加進而改變關節軟骨細胞外基質結構，接著使得關節表面軟骨發生裂隙直至終末期關節炎病理改變，而PRP活化后釋放的一系列生長因子對于軟骨的修復有促進作用[2]。在PRP中與軟骨修復相關的幾個細胞因子及其作用有[2, 6-9]：PDGF是組織損傷后首先在局部發揮生理作用的細胞因子，它可以促進巨噬細胞和中性粒細胞的趨化作用，同時刺激間充質干細胞、成纖維細胞、成骨細胞、軟骨細胞的有絲分裂，但最重要的功能是調控膠原的合成以及膠原酶的分泌。另外，新的一些研究表明PDGF還可以通過促進關節中成纖維細胞的功能從而增加內源性透明質酸(HA)的合成及促進肝細胞生長因子(HGF)的分泌間接地起到保護、潤滑軟骨及促進軟骨代謝的作用。上述這些作用都能有效地改善骨關節炎軟骨病變的病理過程。

TGF-β可以促進軟骨細胞的合成代謝，調控膠原的合成和分泌進而促進細胞外基質的合成，在體外實驗觀察到其可以誘導間充質干細胞向軟骨分化，在一項動物實驗中觀察到其可以促進軟骨缺損的修復。FGF也是一種被認為有助于軟骨修復的細胞因子，其可以通過與相應受體結合使得蛋白聚糖酶的分泌減少，從而保護軟骨基質的結構不被破壞。CTGF是一種新發現的生長因子，血小板可以通過此因子粘附在受損傷組織處，研究者發現其存在于未活化的血小板中，PRP一旦被激活，血小板可以釋放大量的該因子，此因子可以促進軟骨的修復。這些細胞因子通過各自的細胞信號轉導途徑促進相應基因的轉錄和翻譯從而發揮其生物學功能。這一十分復雜的生理過程需要體內多個信號轉導途徑在若干環節上的協同配合從而構成一個完整的網絡體系。因此單一的生長因子在組織愈合過程中的作用可能是有限的。而PRP正是因為部分保留了在生理環境下的這一復雜的網絡結構，并且其組成成分的濃度較一般情況下高，這樣一來，在PRP中血小板的作用下，一系列有用的生長因子啟動了愈合鏈從而發揮其治療作用[11-12]。此外，血小板所含有的致密顆粒里包含的諸如：5-羥色胺、組胺、鈣離子、腺苷等非生長因子類生物活性物質對于介導上述過程也有十分重要的意義[12]。綜上，血小板的激活并釋放所包含的細胞因子是PRP發揮促愈合作用的關鍵所在。

2.1.2 活化后的PRP可在OA軟骨病變處發揮抗炎作用 以往對OA的病理學研究主要集中在軟骨退變的機制上，因此很多人將OA定義為一種退行性疾病。但隨著對OA病理學的深入研究，實際上這種認識不夠全面，甚至，有學者認為將OA認為是退行性疾病是對這一種概念的錯用。因為OA的病理過程不只是涉及到關節軟骨的磨損和破壞，而更重要的是在一系列炎癥介質的作用下所發生的關節各種組織的異常重塑[10]。因此一些研究者對PRP是否可以調控OA病理過程中的炎癥反應進行了研究。Bendinelli等[11]通過實驗研究證實，活化后的PRP可以通過其分泌的HGF誘導關節軟骨細胞上調核轉錄因子抑制蛋白α(IKBα)的表達，抑制核轉錄因子信號通道(NF-κB)從而發揮抗炎作用。這可能是其能夠改善OA患者軟骨病理過程的一個重要機制。近期的一些在人體內完成的PRP關節囊內注射研究甚至認為PRP之所以能夠在骨關節炎中起到積極的治療作用，主要是其所發揮了抗炎作用[15]。

2.2 PRP用于治療OA的臨床研究

以往PRP用于治療OA的臨床試驗研究很少，缺乏有力的循證醫學證據。但近年來隨著學界對PRP的關注度增高，已陸續見到一些臨床試驗證實PRP能有效地改善和緩解OA的癥狀。Kon等[12]在2010年報道了將PRP注入關節內用于研究其是否對膝骨關節炎具有治療作用，這項研究共治療了115例受OA累及的膝關節，每周進行一次注射，療程共3周，在治療結束后6～12個月追蹤患者的療效。他們發現經治療后的病變關節其功能和癥狀都較治療前有明顯的好轉。最近，三項循證醫學證據等級為I級的臨床研究證實(其中兩項以透明質酸為對照，另一項以安慰劑為對照)PRP無論是在緩解疼痛還是改善關節功能方面，其效果都較對照組好[13-15]。這無疑對支持使用PRP治療OA的人來說是莫大的鼓舞和激勵。

3 PRP用于治療OA的優勢與問題

3.1 PRP作為一項治療OA的手段的優勢

第一，PRP是獲取自體生長因子方便、有效且侵入性最小的方式。這意味著患者在治療過程中，所承受的痛苦將大大降低[16]。第二，PRP的關節內注射治療OA是一種簡單、有效、低成本的方案。這意味這此種治療方式某種程度上可以為患者減輕醫療負擔[17]。第三，由于PRP是自體來源，故不會有傳播疾病和排斥反應的危險[18]。

3.2 PRP用于治療OA所面臨的問題

3.2.1 治療機制不夠確切 盡管PRP治療學的機制已被漸漸認識，但我們目前對其的了解仍不夠全面。如PRP活化后所分泌的細胞因子種類繁多，其中一些細胞因子并不利于其軟骨的修復，如VEGF。在已有的研究中證實VEGF可以通過其信號通路刺激軟骨細胞分泌基質金屬蛋白酶(MMPs)同時抑制基質金屬蛋白酶抑制物的分泌，這種生物效應會直接損傷軟骨細胞外基質最終導致軟骨的破壞，類似的實驗研究也有報道VEGF可誘導OA來源的膝關節軟骨細胞凋亡[19-21]。盡管如此，從目前多數研究來看，PRP還是可以促進軟骨細胞的增殖分化從而對軟骨損傷的修復起到積極的作用[22]。這些看似矛盾問題還有很多，因此仍需進一步研究予以解釋和闡明，否則將不利于PRP的推廣可應用。

3.2.2 證據支持不夠充分 如前述目前已有較多的臨床研究認為PRP用于治療OA是有效的，但是這些結論都有著共同的缺陷：缺乏大樣本、多中心、雙盲的試驗依據以及長期的隨訪觀察。因此，該方法的臨床推廣受到限制。美國骨科醫師協會(AAOS)在其2013年所發布的關于膝骨關節炎的治療指南中指出[23]：目前既不支持但也不反對將PRP用于有癥狀的膝骨關節炎治療。由此可見，PRP若要進一步在臨床治療中推廣，需要更有力的循證醫學證據和療效觀察。

3.2.3 應用過程不夠清楚 PRP的最佳有效治療濃度，注射次數，治療周期等問題仍待研究[24]。另外，不同的制備方法和技術所得到的PRP組成成分以及特點也不盡相同，目前也尚無明確的實驗證據支持其中的任何一種制備方法絕對優于其他制備方法，所以無論是PRP的制備獲取還是到其治療劑量的優化等問題尚須解決[25]。

3.2.4 治療指征不夠明確 因為疾病異質性、個體病患的疾病分期、治療意愿、治療的依從性、治療的耐受性等問題的存在也勢必將影響到PRP對OA的治療效果，因此有必要對適合PRP治療的OA患者人群進行探討和研究，否則將不利于臨床醫師客觀科學合理地使用這一治療手段[25]。

3.2.5 治療差異不可忽視 用于治療OA的PRP因為是自體來源，所以被認為有較高的安全性，但也因為PRP的供體是患者本身，那么患者個體之間也必然在年齡、性別、體重、疾病、營養狀態、免疫功能等許多方面都存在著不可忽視的差異，這些差異是否會對PRP產生影響進而作用于PRP對OA的治療效果，若確實存在影響，其作用強度有多大，若作用強度巨大是否有解決或替代方案。

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