富血小板血漿治療慢性下腰痛的研究進展和前景展望

于長歲 朱立國 張曉峰 于忠寶 詹豐源 王樹人 賀豐 韓玉生 王政春 謝欣昇

下腰痛（low back pain，LBP）是以下背部、腰骶部及臀部疼痛為特征的一組疾病［1］。據報道，75%的成年人有過LBP病史，主要集中在50歲左右的中老年女性病人［2］，椎間盤（IVD）退變是 LBP的重要發病機制。富血小板血漿（platelet rich plasma，PRP），即“血小板凝膠”，是一種自體血液濃縮物，含有天然濃度的自體生長因子和細胞因子，目前廣泛應用于臨床、組織再生和修復。PRP是經梯度密度多次離心后的高濃度PLT濃縮物，可釋放多種生長因子、趨化因子、細胞因子等，且PRP具有制作簡便、使用方便、低成本等優點，已成為LBP治療的新熱點。

1 PRP的分類

基于WBC數量和纖維蛋白含量，分為4種類型的PRP制備液：純富血小板纖維蛋白（P-PRP）含有少量WBC和低密度纖維蛋白；富白細胞富血小板纖維蛋白（L-PRP）含有大量WBC和低密度纖維蛋白；純富血小板血漿（P-PRF）含有少量WBC和高密度纖維蛋白；富白細胞富血小板纖維蛋白（L-PRF）含有大量WBC和高密度纖維蛋白。其中，P-PRP富含生長因子的血漿；L-PRP存在形式包括膠體或液體兩種；P-PRF即純富血小板纖維蛋白；L-PRF富含高密度的纖維蛋白網。

2 PRP的制備

1954年Kingsley在《Nature》中首次提出PRP。Harke于1977年首次分離，其制備過程經過離心即可獲得。目前，PRP可由手工、專業制備儀制備。手工制備按其離心次數分為一次離心、二次離心、三次離心法；其中，二次離心法被大多數的研究者所接受。

P-PRP的制備：采集靜脈血5 mL，2800 r/min離心8 min后分為3層——RBC層、“黃衣層”、無細胞血漿層。其“黃衣層”即P-PRP。目前，操作更便捷且應用廣泛的Electa細胞分離器可以較為準確地篩選出P-PRP。

L-PRP的制備：第一步與P-PRP制備相同，將“黃衣層”、血漿層、RBC層分別移至另一離心管并高速離心，去除血小板血漿（PPP）層，即為L-PRP。

P-PRF的制備：采用Cascade Medical公司生產的PRFM試劑盒用來生產P-PRF。其中富含檸檬酸鈉抗凝劑及分離凝膠試管，可以收集約9 mL的全血，并在高速離心6 min后，分為RBC層、“黃衣層”、PPP層。將“黃衣層”及PPP層同時移入含有氯化鈣的溶液，再離心15 min后獲取P-PRF凝塊。

L-PRF的制備：將全血移至不含抗凝劑的干燥試管中，并低速離心后分為：RBC層、PRF凝塊層、血漿層。該方法操作簡便，價格便宜。

3 PRP通過釋放多種生長因子發揮作用

經研究發現，PLT中富含800余種蛋白質，大量的蛋白質經過磷酸化后會產生1500多種蛋白相關的生物活性因子，包括轉化生長因子-β（TGF-β）、血小板衍生生長因子（PDGF）、血管內皮生長因子（VEGF）等。其中，TGF-β具有刺激膠原產生、血管形成、上皮再生及促進抑制膠原降解的蛋白酶合成的作用；VEGF具有保護細胞的作用，影響細胞增殖。

盡管IVD退變的確切機制尚不清楚，但其典型的生化改變包括蛋白多糖和Ⅱ型膠原含量進行性減少，隨后引起脫水和Ⅰ型膠原含量增加，導致組織纖維化［3］。促炎細胞因子IL-1、TNF-α被一氧化氮、基質金屬蛋白酶（MMPs）和蛋白聚糖酶所激活，并影響IVD退變過程中的基質穩態性，最終導致纖維環和髓核組織的細胞外基質被破壞［4］。

4 PRP促進LBP修復的體外研究

Gomez等［5］發現，人類髓核細胞培養液在體外培養中加入PRP，PRP組與對照組相比較，髓核細胞個數增長8～12倍，表明PRP在體外培養下能明顯促使細胞外基質合成及細胞增殖。Baklaushev等［6］利用PRP對豬離體藻酸鹽微囊化纖維環細胞進行體外實驗，發現微囊化纖維環細胞的半透膜結構可以有效地保持培養液PRP的濃度。Vinod等［7］體外培養人髓核細胞同時加入TNF-α、IL-1β模擬LBP中紊亂的微環境，發現環氧化酶-2（COX-2）、基質金屬蛋白酶-3（MMP-3）等促降解基因表達明顯上升，將PRP加入培養液中可以顯著抑制促降解酶、細胞因子、促炎介質介導的炎癥反應，從而維持正常的細胞分化與增殖過程。

5 PRP治療LBP的相關動物實驗研究

LBP的病程進展遲緩，如能有效預防IVD退變，便能延緩LBP病程的進展，實現對LBP的早期治療。大量動物實驗研究表明，將PRP注射到退化IVD中，可有效改善IVD的厚度并有利于退化IVD的基質完整性。Nazari等［8］將含有自體PRP的明膠水凝膠微球注入新西蘭大白兔退變IVD的髓核中。2周后觀察免疫組化及MRI結果，發現注射PRP第2周，蛋白聚糖、Ⅱ型膠原mRNA水平顯著升高，同時伴IVD內含水量顯著升高。Cho等［9］發現，在TNF-α有效刺激條件下，PRP可以促進 COL2、AGN基因表達，并抑制MMP-1表達；同時還可抑制TNF-α誘導的MMP-1的生成［10］。Anitua 等［11］在兔 IVD 退變模型中，采用自體PRP、PPP及PBS注入不相鄰節段的退變IVD，并對比8周后兔IVD組織及影像學變化，發現自體PRP組在保持原有IVD高度、MRI T2加權像信號、軟骨細胞數目方面具有明顯優勢。

動物實驗研究已證實，不同生長因子共同作用可以有效減輕IVD退變，在修復過程中表現為協同作用，體現了PRP的治療優勢。應用組織學、細胞學等多種方式評估PRP對IVD的修復和保護作用，可以還原人體環境較復雜的動態負荷下PRP的治療效果。

6 PRP注射治療LBP的臨床研究

2009年11月，美國FDA批準PRP作為新一代關節腔內注射物，應用于臨床診療。PRP應用于臨床有下述優勢：（1）PRP來源于自體血，不會出現免疫排斥反應；（2）制備簡便、成本低，操作過程簡單；（3）PRP 用凝血酶激活后成為膠體狀，預防PLT流失，有助于PLT長時間在IVD界面釋放生長因子/細胞因子；（4）細胞因子有助于細胞有絲分裂、血管再生及趨化；（5）PRP內纖維網格可以促進細胞黏附、防止細胞流失；（6）PRP 中含 WBC，具有抗感染作用；（7）為達到臨床損傷修復效果，推薦PRP濃度為正常的4～6倍。

Levi等［12］開展的一項臨床研究揭示了PRP治療盤源性LBP的臨床療效，他將PRP注射到多節段IVD內，并以Oswestry功能障礙評分下降30%、VAS評分下降50%作為有效的評價標準，結果顯示，治療1、2、6個月后，有效率分別達 14%、32%、47%。Hussein等［13］對104例慢性LBP病人進行臨床研究。由于WBC具有吞噬性質，因此使用PLRP（富含PLT、WBC的血漿）來代替PRP，每周注射1次，共注射6周。結果表明PLRP是一種安全有效的緩解慢性LBP的方法。Tuakli-Wosornu等［14］選取47例經過至少6個月治療無效的LBP病人，在IVD造影下疼痛激發試驗（+）后，隨機對29例病人進行PRP注射，并與只行造影劑的18例病人相比較，當隨訪至8周時，PRP治療組功能、疼痛評分、病人滿意度3項指標均有明顯改善，當隨訪至12個月時，PRP治療組的功能評分仍較對照組明顯提高。Gavriil等［15］將PRP用于治療腰椎退變誘發的LBP，研究者在內鏡輔助下，從LBP病人的腰后椎板間向受壓神經根節段硬膜外注射5 mL PRP，結果顯示病人在3個月內疼痛均有不同程度減輕，且無并發癥發生。

7 前景展望

大量的國內外研究已證實PRP治療LBP具有較好的臨床效果，操作簡易，具有廣闊的應用前景，但其安全性及長期療效還需大量標準化臨床研究隨訪觀察；而PRP的制備、治療方案、最適濃度等問題還需統一規范，待這一系列問題得到進一步完善與解決，PRP有望開辟臨床治療LBP的新途徑。