富血小板血浆治疗骨关节炎的研究进展

周祝兴 综述 邱冰 审校

(1.贵州医科大学研究生院2013级，贵州 贵阳 550000；2.贵州省骨科医院，贵州 贵阳550004)

富血小板血浆治疗骨关节炎的研究进展

周祝兴1综述 邱冰2△审校

(1.贵州医科大学研究生院2013级，贵州 贵阳 550000；2.贵州省骨科医院，贵州 贵阳550004)

富血小板血浆； 骨关节炎； 治疗机制； 临床研究

骨关节炎(OA)是一种由于关节内应力作用失衡所诱发并以关节软骨修复障碍为主要特点的进行性关节疾病，其发生发展过程虽缓慢，但若出现临床症状，可供选择的治疗方式却极为有限。该病是残性疾病，因此严重威胁着人类的健康和生活质量[1-2]。近年来，围绕着富血小板血浆治疗骨关节炎的基础和临床研究已成为热点，现将其研究进展综述如下。

1 富血小板血浆的简介

富血小板血浆[3](PRP)与普通的血浆不同之处在于5 mL的该血浆中所含的血小板浓度至少在106/μL以上。血小板内所含有α颗粒是诸多生长因子(GFs)和细胞因子的储蓄池，血小板一旦活化，α颗粒则释放出一系列的生长因子和细胞因子，这些因子主要包括[4-5]：转化生长因子(TGF-β)， 血小板源性生长因子(PDGF)，胰岛素样生长因子(IGF-I, IGF-II)，成纤维细胞生长因子(FGF)，血管内皮细胞生长因子(VEGF)，表皮细胞生长因子(EGF)，肝细胞生长因子(HGF)，结缔组织生长因子 (CTGF)，血小板因子4 (PF4)，血小板源性血管新生因子 (PDAF),骨钙素，骨连蛋白，纤维蛋白原，纤连蛋白，血小板反应蛋白-1等。这些生长因子和细胞因子的存在是PRP发挥促愈合作用的一个重要基础。

2 富血小板血浆治疗膝关节骨关节炎研究进展

2.1 PRP干预OA软骨损伤的生物学机制研究进展

2.1.1 活化后PRP分泌的生长因子可修复OA软骨病变 OA的病理学研究提示其主要的病理过程之一是关节内软骨的破坏及修复之间的失衡。老龄化、疾病、外伤等因素引起软骨组织损伤与修复之间失衡。最终，某些有害的基因表达增加进而改变关节软骨细胞外基质结构，接着使得关节表面软骨发生裂隙直至终末期关节炎病理改变，而PRP活化后释放的一系列生长因子对于软骨的修复有促进作用[2]。在PRP中与软骨修复相关的几个细胞因子及其作用有[2, 6-9]：PDGF是组织损伤后首先在局部发挥生理作用的细胞因子，它可以促进巨噬细胞和中性粒细胞的趋化作用，同时刺激间充质干细胞、成纤维细胞、成骨细胞、软骨细胞的有丝分裂，但最重要的功能是调控胶原的合成以及胶原酶的分泌。另外，新的一些研究表明PDGF还可以通过促进关节中成纤维细胞的功能从而增加内源性透明质酸(HA)的合成及促进肝细胞生长因子(HGF)的分泌间接地起到保护、润滑软骨及促进软骨代谢的作用。上述这些作用都能有效地改善骨关节炎软骨病变的病理过程。

TGF-β可以促进软骨细胞的合成代谢，调控胶原的合成和分泌进而促进细胞外基质的合成，在体外实验观察到其可以诱导间充质干细胞向软骨分化，在一项动物实验中观察到其可以促进软骨缺损的修复。FGF也是一种被认为有助于软骨修复的细胞因子，其可以通过与相应受体结合使得蛋白聚糖酶的分泌减少，从而保护软骨基质的结构不被破坏。CTGF是一种新发现的生长因子，血小板可以通过此因子粘附在受损伤组织处，研究者发现其存在于未活化的血小板中，PRP一旦被激活，血小板可以释放大量的该因子，此因子可以促进软骨的修复。这些细胞因子通过各自的细胞信号转导途径促进相应基因的转录和翻译从而发挥其生物学功能。这一十分复杂的生理过程需要体内多个信号转导途径在若干环节上的协同配合从而构成一个完整的网络体系。因此单一的生长因子在组织愈合过程中的作用可能是有限的。而PRP正是因为部分保留了在生理环境下的这一复杂的网络结构，并且其组成成分的浓度较一般情况下高，这样一来，在PRP中血小板的作用下，一系列有用的生长因子启动了愈合链从而发挥其治疗作用[11-12]。此外，血小板所含有的致密颗粒里包含的诸如：5-羟色胺、组胺、钙离子、腺苷等非生长因子类生物活性物质对于介导上述过程也有十分重要的意义[12]。综上，血小板的激活并释放所包含的细胞因子是PRP发挥促愈合作用的关键所在。

2.1.2 活化后的PRP可在OA软骨病变处发挥抗炎作用 以往对OA的病理学研究主要集中在软骨退变的机制上，因此很多人将OA定义为一种退行性疾病。但随着对OA病理学的深入研究，实际上这种认识不够全面，甚至，有学者认为将OA认为是退行性疾病是对这一种概念的错用。因为OA的病理过程不只是涉及到关节软骨的磨损和破坏，而更重要的是在一系列炎症介质的作用下所发生的关节各种组织的异常重塑[10]。因此一些研究者对PRP是否可以调控OA病理过程中的炎症反应进行了研究。Bendinelli等[11]通过实验研究证实，活化后的PRP可以通过其分泌的HGF诱导关节软骨细胞上调核转录因子抑制蛋白α(IKBα)的表达，抑制核转录因子信号通道(NF-κB)从而发挥抗炎作用。这可能是其能够改善OA患者软骨病理过程的一个重要机制。近期的一些在人体内完成的PRP关节囊内注射研究甚至认为PRP之所以能够在骨关节炎中起到积极的治疗作用，主要是其所发挥了抗炎作用[15]。

2.2 PRP用于治疗OA的临床研究

以往PRP用于治疗OA的临床试验研究很少，缺乏有力的循证医学证据。但近年来随着学界对PRP的关注度增高，已陆续见到一些临床试验证实PRP能有效地改善和缓解OA的症状。Kon等[12]在2010年报道了将PRP注入关节内用于研究其是否对膝骨关节炎具有治疗作用，这项研究共治疗了115例受OA累及的膝关节，每周进行一次注射，疗程共3周，在治疗结束后6～12个月追踪患者的疗效。他们发现经治疗后的病变关节其功能和症状都较治疗前有明显的好转。最近，三项循证医学证据等级为I级的临床研究证实(其中两项以透明质酸为对照，另一项以安慰剂为对照)PRP无论是在缓解疼痛还是改善关节功能方面，其效果都较对照组好[13-15]。这无疑对支持使用PRP治疗OA的人来说是莫大的鼓舞和激励。

3 PRP用于治疗OA的优势与问题

3.1 PRP作为一项治疗OA的手段的优势

第一，PRP是获取自体生长因子方便、有效且侵入性最小的方式。这意味着患者在治疗过程中，所承受的痛苦将大大降低[16]。第二，PRP的关节内注射治疗OA是一种简单、有效、低成本的方案。这意味这此种治疗方式某种程度上可以为患者减轻医疗负担[17]。第三，由于PRP是自体来源，故不会有传播疾病和排斥反应的危险[18]。

3.2 PRP用于治疗OA所面临的问题

3.2.1 治疗机制不够确切 尽管PRP治疗学的机制已被渐渐认识，但我们目前对其的了解仍不够全面。如PRP活化后所分泌的细胞因子种类繁多，其中一些细胞因子并不利于其软骨的修复，如VEGF。在已有的研究中证实VEGF可以通过其信号通路刺激软骨细胞分泌基质金属蛋白酶(MMPs)同时抑制基质金属蛋白酶抑制物的分泌，这种生物效应会直接损伤软骨细胞外基质最终导致软骨的破坏，类似的实验研究也有报道VEGF可诱导OA来源的膝关节软骨细胞凋亡[19-21]。尽管如此，从目前多数研究来看，PRP还是可以促进软骨细胞的增殖分化从而对软骨损伤的修复起到积极的作用[22]。这些看似矛盾问题还有很多，因此仍需进一步研究予以解释和阐明，否则将不利于PRP的推广可应用。

3.2.2 证据支持不够充分 如前述目前已有较多的临床研究认为PRP用于治疗OA是有效的，但是这些结论都有着共同的缺陷：缺乏大样本、多中心、双盲的试验依据以及长期的随访观察。因此，该方法的临床推广受到限制。美国骨科医师协会(AAOS)在其2013年所发布的关于膝骨关节炎的治疗指南中指出[23]：目前既不支持但也不反对将PRP用于有症状的膝骨关节炎治疗。由此可见，PRP若要进一步在临床治疗中推广，需要更有力的循证医学证据和疗效观察。

3.2.3 应用过程不够清楚 PRP的最佳有效治疗浓度，注射次数，治疗周期等问题仍待研究[24]。另外，不同的制备方法和技术所得到的PRP组成成分以及特点也不尽相同，目前也尚无明确的实验证据支持其中的任何一种制备方法绝对优于其他制备方法，所以无论是PRP的制备获取还是到其治疗剂量的优化等问题尚须解决[25]。

3.2.4 治疗指征不够明确 因为疾病异质性、个体病患的疾病分期、治疗意愿、治疗的依从性、治疗的耐受性等问题的存在也势必将影响到PRP对OA的治疗效果，因此有必要对适合PRP治疗的OA患者人群进行探讨和研究，否则将不利于临床医师客观科学合理地使用这一治疗手段[25]。

3.2.5 治疗差异不可忽视 用于治疗OA的PRP因为是自体来源，所以被认为有较高的安全性，但也因为PRP的供体是患者本身，那么患者个体之间也必然在年龄、性别、体重、疾病、营养状态、免疫功能等许多方面都存在着不可忽视的差异，这些差异是否会对PRP产生影响进而作用于PRP对OA的治疗效果，若确实存在影响，其作用强度有多大，若作用强度巨大是否有解决或替代方案。

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