趙露婷，王劍雄，方其林 綜述，胥方元 審校

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，四川瀘州 646000)

膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是一種以關(guān)節(jié)軟骨變性、破壞、丟失為主要病理特點(diǎn)的慢性退行性疾病，臨床表現(xiàn)為進(jìn)展性膝關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、僵硬、活動(dòng)受限，是導(dǎo)致中老年人活動(dòng)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(jìn)展為目的，治療方式有肌力訓(xùn)練、物理因子治療，口服消炎鎮(zhèn)痛藥物，關(guān)節(jié)內(nèi)注射透明質(zhì)酸鈉等，終末期患者多采用手術(shù)治療。富血小板血漿(platelet-rich plasma，PRP)是由外周血經(jīng)多次離心后所得，活化后的PRP釋放多種生長因子、細(xì)胞因子，具有修復(fù)軟骨病變、調(diào)控炎性反應(yīng)等作用，是近年來研究的熱點(diǎn)。越來越多的研究表明關(guān)節(jié)內(nèi)注射PRP可有效改善KOA患者關(guān)節(jié)疼痛、活動(dòng)受限等臨床癥狀，提高患者的生活質(zhì)量，且療效優(yōu)于透明質(zhì)酸鈉[2-5]。

1 PRP概述

PRP是由全血經(jīng)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(xì)胞和纖維蛋白。PRP有不同的系統(tǒng)分類[6-8]，2009年DOHAN EHRENFEST等[8]根據(jù)PRP中白細(xì)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(xì)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(xì)胞富血小板血漿(leukocyte-and platelet-rich plasma，L-PRP)。該分類方法現(xiàn)被廣泛引用，是許多領(lǐng)域的共識(shí)基礎(chǔ)。

目前PRP尚無統(tǒng)一制作標(biāo)準(zhǔn)，可分為專業(yè)PRP制備儀制備和手工操作制備。專業(yè)制備儀操作簡便，但成本高。手工制備經(jīng)濟(jì)方便，多遵循二次離心法原則，第一次相對(duì)低速離心，由于紅細(xì)胞沉降系數(shù)最大，所以紅細(xì)胞被離心至管底，第二次相對(duì)高速離心是取上清液進(jìn)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(shí)間、離心次數(shù)制備得到的產(chǎn)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(shè)備匹配的離心方法，而不能盲目地參照文獻(xiàn)報(bào)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(xì)胞因子，它們?cè)诮M織修復(fù)各個(gè)階段均發(fā)揮著重要作用，如血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor，PDGF)，可調(diào)節(jié)膠原、蛋白多糖的分泌和合成，促使軟骨細(xì)胞分裂、增殖、成熟、分化[12]；轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)可誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞蛋白聚糖和Ⅱ型膠原的增加，刺激細(xì)胞外基質(zhì)生成，同時(shí)有效抵抗軟骨細(xì)胞分解代謝[13]；結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)發(fā)揮著支持血管生成，促進(jìn)軟骨再生的作用[14]；血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是血管生成和發(fā)生的主要調(diào)節(jié)因子，并促進(jìn)組織再生；肝細(xì)胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)可介導(dǎo)核因子-κB(NF-κB)反式激活活性，通過抑制單核細(xì)胞趨化性而發(fā)揮抗炎作用，同時(shí)為軟骨細(xì)胞再生奠定基礎(chǔ)[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(fā)揮著重要作用[16]。

2 PRP治療KOA的作用機(jī)制研究

國內(nèi)外研究者已通過大量基礎(chǔ)及動(dòng)物研究，探索了PRP治療KOA的作用機(jī)制。王剛[17]采用關(guān)節(jié)內(nèi)注射PRP治療兔KOA，結(jié)果顯示PRP可促進(jìn)軟骨基質(zhì)中Ⅱ型膠原和蛋白多糖合成，使軟骨基質(zhì)修復(fù)、軟骨細(xì)胞再生，并抑制軟骨組織中基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-13蛋白及其mRNA表達(dá)，有效防止基質(zhì)膠原降解，延緩KOA疾病進(jìn)展。原曉強(qiáng)等[18]將生理鹽水，低(1×106個(gè)/mL)、中(1×107個(gè)/mL)、高(1×108個(gè)/mL)3種濃度P-PRP分別與大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞共同培養(yǎng)，結(jié)果顯示P-PRP各濃度組軟骨細(xì)胞活力高于生理鹽水組，且P-PRP高濃度組細(xì)胞活力高于低、中濃度組；該學(xué)者隨后進(jìn)行了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，將高濃度的P-PRP注射入KOA大鼠雙側(cè)后肢膝關(guān)節(jié)腔，治療結(jié)束后步態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，P-PRP治療組大鼠雙側(cè)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(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；膝關(guān)節(jié)X射線及病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，P-PRP治療組大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨退變程度較模型組輕微，因此得出高濃度P-PRP對(duì)改善關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)能力、修復(fù)大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨有積極作用。MOUSSA等[19]將KOA患者軟骨細(xì)胞與PRP共同培養(yǎng)，結(jié)果顯示軟骨細(xì)胞中MMP-3、MMP-13和聚蛋白多糖酶-5、白細(xì)胞介素(IL)-6和環(huán)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(xì)胞內(nèi)抗炎因子(IL-4、IL-10、IL-13)的表達(dá)明顯增加，軟骨細(xì)胞顯著增殖，凋亡減少，自噬標(biāo)志物及其調(diào)節(jié)物(轉(zhuǎn)錄因子FOXO1、FOXO3蛋白和低氧誘導(dǎo)因子-1)的表達(dá)增加，從而逆轉(zhuǎn)了軟骨細(xì)胞的衰老。由此發(fā)現(xiàn)，PRP不僅可以促進(jìn)組織修復(fù)，還可抑制IL-1β、COX-2和MMP-2基因表達(dá)，抵消IL-1β和腫瘤壞死因子-α引起的炎癥級(jí)聯(lián)，從而調(diào)控KOA病理炎性反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)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(fā)現(xiàn)，與全血相比，P-PRP中EGF、TGF-β1水平顯著降低，對(duì)人類髕腱成纖維細(xì)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(xì)胞增殖，因此該研究者認(rèn)為PRP中白細(xì)胞等非血小板細(xì)胞成分對(duì)生長因子釋放、刺激細(xì)胞增殖有著重要作用。也有研究者認(rèn)為，PRP中白細(xì)胞并不利于KOA治療，BRAUN等[22]發(fā)現(xiàn)，將L-PRP與人滑膜細(xì)胞共同培養(yǎng)，滑膜細(xì)胞出現(xiàn)明顯死亡，促炎介質(zhì)(IL-1β、IL-6、TNF-α)水平明顯升高。YIN等[23]研究表明，P-PRP在預(yù)防兔膝關(guān)節(jié)軟骨破壞、保護(hù)軟骨基質(zhì)、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(fā)現(xiàn)注射NF-κB通道抑制劑可反轉(zhuǎn)L-PRP組關(guān)節(jié)積液中增加的IL-1β和PGE2水平，并將L-PRP注射結(jié)果改善至類似于P-PRP組水平，且療效沒有影響。因此得出結(jié)論：L-PRP中白細(xì)胞的集中可能通過激活NF-κB信號(hào)通路，升高促炎細(xì)胞因子水平而抵消生長因子對(duì)KOA軟骨的有益效果。目前PRP中白細(xì)胞的作用仍存在爭(zhēng)議，需要進(jìn)一步研究證實(shí)，但大多數(shù)研究者建議修復(fù)關(guān)節(jié)炎時(shí)，應(yīng)使用P-PRP。

3 PRP關(guān)節(jié)內(nèi)注射治療KOA的臨床研究

隨著研究者對(duì)PRP關(guān)注度增加，國內(nèi)外也陸續(xù)出現(xiàn)相關(guān)臨床研究，均表明關(guān)節(jié)內(nèi)注射PRP可有效改善KOA患者關(guān)節(jié)疼痛、活動(dòng)受限等癥狀，提高患者的生活質(zhì)量。RAEISSADAT等[2]發(fā)現(xiàn)PRP關(guān)節(jié)內(nèi)注射治療后1、3、12個(gè)月，KOA患者美國西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)(WOMAC)較治療前明顯降低，生活質(zhì)量調(diào)查表(SF-36)評(píng)分較前改善，且療效優(yōu)于透明質(zhì)酸(hyaluronic acid，HA)。MONTANEZ-HEREDIA等[3]也發(fā)現(xiàn)，與HA相比，PRP更能有效減輕KOA患者疼痛，改善其運(yùn)動(dòng)功能，提高生活質(zhì)量，且早期KOA患者可獲得更好的療效。LANA等[4]進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，比較了超聲引導(dǎo)下關(guān)節(jié)腔注射PRP(5.0 mL P-PRP)、HA(2.0 mL HA)和二者聯(lián)合(2.0 mL HA+5.0 mL P-PRP)對(duì)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(píng)分法(VAS)評(píng)價(jià)療效，結(jié)果顯示：與HA組相比，PRP組在1、3、6和12個(gè)月時(shí)VAS評(píng)分明顯降低，12個(gè)月時(shí)WOMAC量表提示PRP組患者身體活動(dòng)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(guān)節(jié)活動(dòng)方面有更好的療效。在翟文亮等[5]的研究中，PRP組患者關(guān)節(jié)內(nèi)注射PRP 6～7 mL，對(duì)照組注射2 mL透明質(zhì)酸鈉，每兩周注射1次，共3次，治療后3、6、9、12個(gè)月用WOMAC量表評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)功能，治療前和治療后12個(gè)月通過膝關(guān)節(jié)磁共振觀察關(guān)節(jié)積液情況，結(jié)果顯示PRP注射治療的臨床效果優(yōu)于透明質(zhì)酸鈉，且中長期療效好。JOSHI JUBERT等[24]用單純白細(xì)胞減少PRP 4 mL關(guān)節(jié)內(nèi)單次注射治療晚期KOA患者(Ⅲ～Ⅳ級(jí))，長期隨訪發(fā)現(xiàn)該方案可有效改善患者日?；顒?dòng)功能及生活質(zhì)量，且效力優(yōu)于單次注射皮質(zhì)類固醇。SHEN等[25]對(duì)包含1 423例KOA患者的14項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)進(jìn)行薈萃分析，結(jié)果顯示PRP注射后3、6和12個(gè)月，WOMAC疼痛分?jǐn)?shù)明顯降低(P=0.020、0.004、<0.001)，WOMAC量表身體功能分?jǐn)?shù)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(fēng)險(xiǎn)(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(zhì)類固醇相比，關(guān)節(jié)內(nèi)注射PRP治療KOA療效更佳。

通過以上研究，筆者還發(fā)現(xiàn)PRP的應(yīng)用方案不統(tǒng)一，如各研究者采用不同的PRP制備方法，導(dǎo)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(shí)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(duì)KOA的療效，因此PRP的臨床應(yīng)用方案需進(jìn)一步規(guī)范。關(guān)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(shù)天內(nèi)可自行緩解，與該治療相關(guān)的出血、血腫、發(fā)熱等嚴(yán)重并發(fā)癥尚未發(fā)現(xiàn)[26]；PRP有效治療濃度尚無統(tǒng)一觀點(diǎn)，一般認(rèn)為4～5倍血小板濃度的PRP促組織修復(fù)效力高，更高的濃度并沒有表現(xiàn)出更好的修復(fù)效果[27]；GRAZIANI等[28]體外實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)PRP中血小板濃度過高反而會(huì)抑制細(xì)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(jié)

KOA是導(dǎo)致中老年人活動(dòng)障礙的主要原因，隨著我國人口老齡化速度加快，KOA引發(fā)的社會(huì)問題越發(fā)突出，因此迫切需要開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的治療方案。國內(nèi)外研究已證實(shí)PRP對(duì)KOA有較好的臨床療效，且操作方便、經(jīng)濟(jì)，具有廣闊的應(yīng)用前景，但其長期療效及安全性還需大量標(biāo)準(zhǔn)化臨床研究隨訪觀察；同時(shí)PRP制備、治療方案、最適濃度等問題還需規(guī)范、統(tǒng)一，待這一系列問題得到進(jìn)一步解決及完善，PRP有望開辟KOA臨床治療的新途徑。

[1]呂蘇梅，張瑞麗．中老年膝骨關(guān)節(jié)炎的流行病學(xué)研究進(jìn)展[J]．中國老年學(xué)雜志，2016， 36(16)：4133-4135．

[2]RAEISSADAT S A，RAYEGANI S M，HASSANABADI H，et al．Knee osteoarthritis injection choices:platelet- rich plasma (prp) versus hyaluronic acid (a one-year randomized clinical trial)[J]．Clin Med Insights Arthritis Musculoskelet Disord，2015，8：1-8．

[3]MONTANEZ-HEREDIA E，IRIZAR S，HUERTAS P J，et al．Intra-articular injections of platelet-rich plasma versus hyaluronic acid in the treatment of osteoarthritic knee pain:a randomized clinical trial in the context of the Spanish National Health Care System[J]．Int J Mol Sci，2016，17(7)：1064．

[4]LANA J F，WEGLEIN A，SAMPSON S E，et al．Randomized controlled trial comparing hyaluronic acid,platelet-rich plasma and the combination of both in the treatment of mild and moderate osteoarthritis of the knee[J]．J Stem Cells Regen Med，2016，12(2)：69-78．

[5]翟文亮，周亮，劉暉，等．富血小板血漿與透明質(zhì)酸鈉治療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的臨床觀察[J]．中華關(guān)節(jié)外科雜志，2017，11(1)：96-100．

[6]MISHRA A，HARMON K，WOODALL J，et al．Sports medicine applications of platelet rich plasma[J]．Curr Pharm Biotechnol，2012，13(7)：1185-1195．

[7]DELONG J M，RUSSELL R P，MAZZOCCA A D．Platelet-rich plasma:the PAW classification system[J]．Arthroscopy，2012，28(7)：998-1009．

[8]DOHAN EHRENFEST D M，RASMUSSON L，ALBREKTSSON T．Classification of platelet concentrates:from pure platelet-rich plasma (P-PRP) to leucocyte- and platelet-rich fibrin (L-PRF)[J]．Trends Biotechnol，2009，27(3)：158-167．

[9]付維力，李棋，李箭．富血小板血漿制備技術(shù)及其組分的研究進(jìn)展[J]．中國修復(fù)重建外科雜志，2014，28(12)：1560-1564．

[10]FITZPATRICK J，BULSARA M K，MCCRORY P R，et al．Analysis of platelet-rich plasma extraction:variations in platelet and blood components between 4 common commercial kits[J]．Orthop J Sports Med，2017，5(1)：2325967116675272．

[11]張長青，袁霆．富血小板血漿在臨床應(yīng)用中的爭(zhēng)議與研究進(jìn)展[J/CD]．中華關(guān)節(jié)外科雜志(電子版)，2016，10(6)：588-591．

[12]張忠民，陳建庭，金大地．血小板衍生生長因子-BB促進(jìn)骨關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)[J]．中華醫(yī)學(xué)雜志，2005，85(46)：63-64．

[13]BLANEY DAVIDSON E N，VAN DER KRAAN P M，VAN DEN BERG W B．TGF-beta and osteoarthritis[J]．Osteoarthritis Cartilage，2007，15(6)：597-604．

[14]CIVININI R，MACERA A，NISTRI L，et al．The use of autologous blood-derived growth factors in bone regeneration[J]．Clin Cases Miner Bone Metab，2011，8(1)：25-31．

[15]BENDINELLI P，MATTEUCCI E，DOGLIOTTI G，et al．Molecular basis of anti-inflammatory action of platelet-rich plasma on human chondrocytes:mechanisms of NF-kappaB inhibition via HGF[J]．J Cell Physiol，2010，225(3)：757-766．

[16]DHILLON M S，PATEL S，JOHN R．PRP in OA knee-update,current confusions and future options[J]．Sicot J，2017，3：27．

[17]王剛．PRP對(duì)兔KOA退變軟骨Ⅱ型膠原、蛋白多糖、MMP-13及mRNA表達(dá)影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]．成都：成都體育學(xué)院，2016．

[18]原曉強(qiáng)，金王東，周云婧，等．純化血小板對(duì)大鼠軟骨細(xì)胞增殖及膝骨關(guān)節(jié)炎大鼠軟骨修復(fù)的作用研究[J]．中醫(yī)正骨，2016，28(12)：6-12．

[19]MOUSSA M，LAJEUNESSE D，HILAL G，et al．Platelet rich plasma (PRP) induces chondroprotection via increasing autophagy,anti-inflammatory markers,and decreasing apoptosis in human osteoarthritic cartilage[J]．Exp Cell Res，2017，352(1)：146-156．

[20]WU C C，CHEN W H，ZAO B，et al．Regenerative potentials of platelet-rich plasma enhanced by collagen in retrieving pro-inflammatory cytokine-inhibited chondrogenesis[J]．Biomaterials，2011，32(25)：5847-5854．

[21]PARRISH W R，ROIDES B，HWANG J，et al．Normal platelet function in platelet concentrates requires non-platelet cells:a comparative in vitro evaluation of leucocyte-rich (type 1a) and leucocyte-poor (type 3b) platelet concentrates[J]．BMJ Open Sport Exerc Med，2016，2(1)：e000071．

[22]BRAUN H J，KIM H J，CHU C R，et al．The effect of platelet-rich plasma formulations and blood products on human synoviocytes:implications for intra-articular injury and therapy[J]．Am J Sports Med，2014，42(5)：1204-1210．

[23]YIN W J，XU H T，SHENG J G，et al．Advantages of pure platelet-rich plasma compared with leukocyte-and platelet-rich plasma in treating rabbit knee osteoarthritis[J]．Med Sci Monit，2016，22：1280-1290．

[24]JOSHI JUBERT N，RODRIGUEZ L，REVERTé-VINAIXA M M，et al．Platelet-rich plasma injections for advanced knee osteoarthritis:a prospective,randomized,double-blinded clinical trial[J]．Orthop J Sports Med，2017，5(2)：2325967116689386．

[25]SHEN L，YUAN T，CHEN S，et al．The temporal effect of platelet-rich plasma on pain and physical function in the treatment of knee osteoarthritis:systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials[J]．J Orthop Surg Res，2017，12(1)：1-12．

[26]胡曉源，施能兵，許塵鏖．富血小板血漿治療膝骨關(guān)節(jié)炎療效及安全性的系統(tǒng)評(píng)價(jià)[J/CD]．中華關(guān)節(jié)外科雜志(電子版)，2014，8(6)：72-77．

[27]MAZZOCCA A D，MCCARTHY M B，CHOWANIEC D M，et al．The positive effects of different platelet-rich plasma methods on human muscle,bone,and tendon cells[J]．Am J Sports Med，2012，40(8)：1742-1749．

[28]GRAZIANI F，IVANOVSKI S，CEI S，et al．The in vitro effect of different PRP concentrations on osteoblasts and fibroblasts[J]．Clin Oral Implants Res，2006，17(2)：212-219．