富血小板血浆治疗慢性下腰痛的研究进展和前景展望

2020-12-23于长岁朱立国张晓峰于忠宝詹丰源王树人贺丰韩玉生王政春谢欣昇

实用老年医学 2020年6期

于长岁朱立国张晓峰于忠宝詹丰源王树人贺丰韩玉生王政春谢欣昇

下腰痛（low back pain，LBP）是以下背部、腰骶部及臀部疼痛为特征的一组疾病［1］。据报道，75%的成年人有过LBP病史，主要集中在50岁左右的中老年女性病人［2］，椎间盘（IVD）退变是 LBP的重要发病机制。富血小板血浆（platelet rich plasma，PRP），即“血小板凝胶”，是一种自体血液浓缩物，含有天然浓度的自体生长因子和细胞因子，目前广泛应用于临床、组织再生和修复。PRP是经梯度密度多次离心后的高浓度PLT浓缩物，可释放多种生长因子、趋化因子、细胞因子等，且PRP具有制作简便、使用方便、低成本等优点，已成为LBP治疗的新热点。

1 PRP的分类

基于WBC数量和纤维蛋白含量，分为4种类型的PRP制备液：纯富血小板纤维蛋白（P-PRP）含有少量WBC和低密度纤维蛋白；富白细胞富血小板纤维蛋白（L-PRP）含有大量WBC和低密度纤维蛋白；纯富血小板血浆（P-PRF）含有少量WBC和高密度纤维蛋白；富白细胞富血小板纤维蛋白（L-PRF）含有大量WBC和高密度纤维蛋白。其中，P-PRP富含生长因子的血浆；L-PRP存在形式包括胶体或液体两种；P-PRF即纯富血小板纤维蛋白；L-PRF富含高密度的纤维蛋白网。

2 PRP的制备

1954年Kingsley在《Nature》中首次提出PRP。Harke于1977年首次分离，其制备过程经过离心即可获得。目前，PRP可由手工、专业制备仪制备。手工制备按其离心次数分为一次离心、二次离心、三次离心法；其中，二次离心法被大多数的研究者所接受。

P-PRP的制备：采集静脉血5 mL，2800 r/min离心8 min后分为3层——RBC层、“黄衣层”、无细胞血浆层。其“黄衣层”即P-PRP。目前，操作更便捷且应用广泛的Electa细胞分离器可以较为准确地筛选出P-PRP。

L-PRP的制备：第一步与P-PRP制备相同，将“黄衣层”、血浆层、RBC层分别移至另一离心管并高速离心，去除血小板血浆（PPP）层，即为L-PRP。

P-PRF的制备：采用Cascade Medical公司生产的PRFM试剂盒用来生产P-PRF。其中富含柠檬酸钠抗凝剂及分离凝胶试管，可以收集约9 mL的全血，并在高速离心6 min后，分为RBC层、“黄衣层”、PPP层。将“黄衣层”及PPP层同时移入含有氯化钙的溶液，再离心15 min后获取P-PRF凝块。

L-PRF的制备：将全血移至不含抗凝剂的干燥试管中，并低速离心后分为：RBC层、PRF凝块层、血浆层。该方法操作简便，价格便宜。

3 PRP通过释放多种生长因子发挥作用

经研究发现，PLT中富含800余种蛋白质，大量的蛋白质经过磷酸化后会产生1500多种蛋白相关的生物活性因子，包括转化生长因子-β（TGF-β）、血小板衍生生长因子（PDGF）、血管内皮生长因子（VEGF）等。其中，TGF-β具有刺激胶原产生、血管形成、上皮再生及促进抑制胶原降解的蛋白酶合成的作用；VEGF具有保护细胞的作用，影响细胞增殖。

尽管IVD退变的确切机制尚不清楚，但其典型的生化改变包括蛋白多糖和Ⅱ型胶原含量进行性减少，随后引起脱水和Ⅰ型胶原含量增加，导致组织纤维化［3］。促炎细胞因子IL-1、TNF-α被一氧化氮、基质金属蛋白酶（MMPs）和蛋白聚糖酶所激活，并影响IVD退变过程中的基质稳态性，最终导致纤维环和髓核组织的细胞外基质被破坏［4］。

4 PRP促进LBP修复的体外研究

Gomez等［5］发现，人类髓核细胞培养液在体外培养中加入PRP，PRP组与对照组相比较，髓核细胞个数增长8～12倍，表明PRP在体外培养下能明显促使细胞外基质合成及细胞增殖。Baklaushev等［6］利用PRP对猪离体藻酸盐微囊化纤维环细胞进行体外实验，发现微囊化纤维环细胞的半透膜结构可以有效地保持培养液PRP的浓度。Vinod等［7］体外培养人髓核细胞同时加入TNF-α、IL-1β模拟LBP中紊乱的微环境，发现环氧化酶-2（COX-2）、基质金属蛋白酶-3（MMP-3）等促降解基因表达明显上升，将PRP加入培养液中可以显著抑制促降解酶、细胞因子、促炎介质介导的炎症反应，从而维持正常的细胞分化与增殖过程。

5 PRP治疗LBP的相关动物实验研究

LBP的病程进展迟缓，如能有效预防IVD退变，便能延缓LBP病程的进展，实现对LBP的早期治疗。大量动物实验研究表明，将PRP注射到退化IVD中，可有效改善IVD的厚度并有利于退化IVD的基质完整性。Nazari等［8］将含有自体PRP的明胶水凝胶微球注入新西兰大白兔退变IVD的髓核中。2周后观察免疫组化及MRI结果，发现注射PRP第2周，蛋白聚糖、Ⅱ型胶原mRNA水平显著升高，同时伴IVD内含水量显著升高。Cho等［9］发现，在TNF-α有效刺激条件下，PRP可以促进 COL2、AGN基因表达，并抑制MMP-1表达；同时还可抑制TNF-α诱导的MMP-1的生成［10］。Anitua 等［11］在兔 IVD 退变模型中，采用自体PRP、PPP及PBS注入不相邻节段的退变IVD，并对比8周后兔IVD组织及影像学变化，发现自体PRP组在保持原有IVD高度、MRI T2加权像信号、软骨细胞数目方面具有明显优势。

动物实验研究已证实，不同生长因子共同作用可以有效减轻IVD退变，在修复过程中表现为协同作用，体现了PRP的治疗优势。应用组织学、细胞学等多种方式评估PRP对IVD的修复和保护作用，可以还原人体环境较复杂的动态负荷下PRP的治疗效果。

6 PRP注射治疗LBP的临床研究

2009年11月，美国FDA批准PRP作为新一代关节腔内注射物，应用于临床诊疗。PRP应用于临床有下述优势：（1）PRP来源于自体血，不会出现免疫排斥反应；（2）制备简便、成本低，操作过程简单；（3）PRP 用凝血酶激活后成为胶体状，预防PLT流失，有助于PLT长时间在IVD界面释放生长因子/细胞因子；（4）细胞因子有助于细胞有丝分裂、血管再生及趋化；（5）PRP内纤维网格可以促进细胞黏附、防止细胞流失；（6）PRP 中含 WBC，具有抗感染作用；（7）为达到临床损伤修复效果，推荐PRP浓度为正常的4～6倍。

Levi等［12］开展的一项临床研究揭示了PRP治疗盘源性LBP的临床疗效，他将PRP注射到多节段IVD内，并以Oswestry功能障碍评分下降30%、VAS评分下降50%作为有效的评价标准，结果显示，治疗1、2、6个月后，有效率分别达 14%、32%、47%。Hussein等［13］对104例慢性LBP病人进行临床研究。由于WBC具有吞噬性质，因此使用PLRP（富含PLT、WBC的血浆）来代替PRP，每周注射1次，共注射6周。结果表明PLRP是一种安全有效的缓解慢性LBP的方法。Tuakli-Wosornu等［14］选取47例经过至少6个月治疗无效的LBP病人，在IVD造影下疼痛激发试验（+）后，随机对29例病人进行PRP注射，并与只行造影剂的18例病人相比较，当随访至8周时，PRP治疗组功能、疼痛评分、病人满意度3项指标均有明显改善，当随访至12个月时，PRP治疗组的功能评分仍较对照组明显提高。Gavriil等［15］将PRP用于治疗腰椎退变诱发的LBP，研究者在内镜辅助下，从LBP病人的腰后椎板间向受压神经根节段硬膜外注射5 mL PRP，结果显示病人在3个月内疼痛均有不同程度减轻，且无并发症发生。