李博源，邱庭輝，潘海樂(lè)

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨四科，哈爾濱150000）

肩周炎（frozen shoulder，F(xiàn)S）是一種以肩部運(yùn)動(dòng)逐漸喪失為特征的肩部疾病，其特點(diǎn)是盂肱關(guān)節(jié)囊的炎性粘連和僵硬，肩部疼痛，以及各個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)受限（尤其是外展，外旋和后伸）。發(fā)病年齡在30至70歲之間，平均為50歲。女性患病率大于男性，左側(cè)肩關(guān)節(jié)發(fā)病多于右側(cè)，在一般人群中發(fā)病率為2-5%[1-4]。肩周炎經(jīng)歷急性期、慢性期和恢復(fù)期3個(gè)階段，表明從關(guān)節(jié)囊炎癥和纖維化到這種纖維化的自發(fā)消退的一系列過(guò)程[5-8]。肩周炎是一種自限性疾病，大多數(shù)情況下其肩部疼痛和功能障礙癥狀將在3個(gè)階段后完全恢復(fù)，一般病程為1～2年。然而，當(dāng)前許多的報(bào)告指出，目前的療法如藥物、沖擊波治療、全身麻醉下肩關(guān)節(jié)松解術(shù)等沒(méi)有手術(shù)干預(yù)的情況下，功能完全恢復(fù)幾乎不可能。在對(duì)未接受手術(shù)治療的41名肩周炎患者進(jìn)行的后續(xù)研究中，Reeves報(bào)告[16]，在5至10年的隨訪中超過(guò)60%的患者肩部運(yùn)動(dòng)受到限制；Shaffer[2]等人隨訪了61名患者，平均7年，發(fā)現(xiàn)50%患者仍有肩部疼痛和僵硬，而70%仍有肩部運(yùn)動(dòng)受限；關(guān)節(jié)鏡和影像學(xué)研究表明，包括肩袖間隙在內(nèi)的盂肱關(guān)節(jié)是主要的病理部位[8-10]；Redeo SA等人[11]描述FS是炎癥和纖維化的過(guò)程，早期出現(xiàn)伴有血管增多的滑膜增生，隨后導(dǎo)致關(guān)節(jié)滑膜和滑膜下組織的纖維化?？傊?，肩周炎患者肩部運(yùn)動(dòng)受限是由肩關(guān)節(jié)炎癥和纖維化病理變化引起的。雖然這種限制的分子生物學(xué)仍不清楚，但正在進(jìn)行的研究表明肩周炎患者某些炎癥介質(zhì)和纖維化相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)較正常人發(fā)生了改變。這些細(xì)胞因子可能參與肩周炎的發(fā)病機(jī)制，誘發(fā)肩關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)變化，最終導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限。這為尋找凍結(jié)肩患者新療法提供了有效的參考依據(jù)。

1 炎癥和相關(guān)細(xì)胞因子

在肩周炎的急性期，患者肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)嚴(yán)重受限，尤其是外展、外旋和后伸，這極大地影響了日常生活。在1896年，Duplay[19]等人首先指出，原發(fā)性肩周炎是由肩峰下滑膜炎引起的肩關(guān)節(jié)周圍炎。此后，對(duì)肩周炎的分子生物學(xué)研究就集中在炎癥細(xì)胞因子上。

1.1 細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子

炎癥介質(zhì)包括白細(xì)胞介素-1α（IL-1α）、IL-1β、IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子 -α（TNF-α）,環(huán)氧合酶-1（COX-1）和COX-2等在炎癥過(guò)程和膠原分解代謝中發(fā)揮重要作用[17]。一些研究表明，關(guān)節(jié)滑膜組織中炎癥介質(zhì)表達(dá)的增加在FS的發(fā)病機(jī)制中是必不可少的[2,11,14-17,25]。炎性細(xì)胞因子異常分泌誘導(dǎo)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)參與FS的非自然組織修復(fù)和纖維化[22]。成纖維細(xì)胞受細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)，基質(zhì)重塑受基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)及其抑制劑的調(diào)節(jié)[14]，它們對(duì)結(jié)締組織形成過(guò)程中MMP轉(zhuǎn)錄起重要作用。Redeo SA等人通過(guò)分析FS患者的滑膜組織[11]提出轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）、血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDGF）、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、IL-1β和TNF-α對(duì)滑膜增生和關(guān)節(jié)纖維化免疫組化有重要作用。TGF-β、PDGF和肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子在FS纖維化的關(guān)節(jié)滑膜中染色強(qiáng)于非特異性滑膜炎。他們得出結(jié)論，TGF-β和PDGF可能參與FS中關(guān)節(jié)的炎癥和纖維化，并可通過(guò)注射皮質(zhì)類固醇迅速消除血管性滑膜炎，以防止病情進(jìn)一步進(jìn)展。Lho等人[2]記錄了肩周炎患者（實(shí)驗(yàn)組）和肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)定患者（對(duì)照組），實(shí)驗(yàn)組中IL-1α、IL-1β、TNF-α、COX-1和COX-2表達(dá)水平增加。有趣的是，他們還觀察到對(duì)照組肩峰下滑囊中IL-1α、TNF-α和COX-2的表達(dá)水平同樣增加；分析關(guān)節(jié)液后，觀察到TNF-α和IL-6分泌增加。他們認(rèn)為肩峰下滑囊和關(guān)節(jié)囊中炎性細(xì)胞因子的表達(dá)增加可能與FS疼痛和炎癥發(fā)展為纖維化的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。Kabbabe等人[17]記錄了FS組中IL-6和IL-8的mRNA表達(dá)增加。Mullett等人[22]記錄FS的關(guān)節(jié)液里含有炎性細(xì)胞因子和可以促進(jìn)成纖維細(xì)胞作用的生長(zhǎng)因子。Ryu等人[15]報(bào)道糖尿病FS患者的滑膜組織對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）和CD34的免疫染色強(qiáng)于對(duì)照組的滑膜組織。他們推測(cè)VEGF在糖尿病FS的滑膜中釋放、VEGF可能參與糖尿病FS的發(fā)病和形成新生血管過(guò)程。上述分子生物學(xué)研究的結(jié)果表明，炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)和炎性細(xì)胞因子的表達(dá)增加，例如IL-1α、IL-1β、TNF-α、COX-1、COX-2、TGF-β、PDGF 和肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子。他們證明炎癥可能是肩周炎在分子水平上的初期反應(yīng)，而IL-1α、IL-1β、TNF-α、COX-1、COX-2、TGF-β、PDGF和肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子等可能在炎癥形成中發(fā)揮重要作用。炎癥導(dǎo)致粘連，水腫和疼痛，最終導(dǎo)致肩部活動(dòng)減少。

1.2 免疫因子

B淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞也與FS有關(guān)。一些研究表明，F(xiàn)S開(kāi)始是一種免疫反應(yīng)，既炎癥性滑膜炎，進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致關(guān)節(jié)滑膜纖維化[5,16]。Bunker和Anthony[27]對(duì)白細(xì)胞共同抗原（LCA，CD45）和巨噬細(xì)胞/滑膜抗原（PGMI，CD68）進(jìn)行免疫組織化學(xué)法檢測(cè)以評(píng)估它們對(duì)炎癥的影響，發(fā)現(xiàn)LCA、CD45、PGMI和CD68明顯升高。Hand等人[5]報(bào)道發(fā)現(xiàn)FS滑膜組織中存在免疫細(xì)胞，包括B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及肩袖間隙滑膜中的肥大細(xì)胞，這表明FS中存在免疫應(yīng)答，用CD3、CD20、CD68和肥大細(xì)胞類胰蛋白酶染色鑒定這些細(xì)胞，免疫組織化學(xué)研究證實(shí)炎性浸潤(rùn)時(shí)CD45（LCA）染色強(qiáng)陽(yáng)性；Lyve1（淋巴管）和S100（神經(jīng)標(biāo)記物）抗體染色呈陽(yáng)性，分別證明淋巴和神經(jīng)組織的存在。肥大細(xì)胞在滑膜內(nèi)和滑膜外調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞增殖且受T細(xì)胞和B細(xì)胞的控制，T細(xì)胞和B細(xì)胞的存在表明肥大細(xì)胞介導(dǎo)的纖維化是一種免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)[5]。Kanbe等人[16]報(bào)道炎癥細(xì)胞對(duì)CD68的染色結(jié)果為強(qiáng)陽(yáng)性，F(xiàn)S中CD68免疫因子也可能升高。免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子IL-1，IL-6，IL-8和TNF-α等，而這些促炎細(xì)胞因子存在于肩周炎滑膜組織中，有的甚至是強(qiáng)陽(yáng)性。這些都表明免疫因子在FS滑膜組織中明顯升高，因而需要更深入的研究清楚地了解這些因子間的相互作用。

2 纖維化和相關(guān)細(xì)胞因子

肩周炎的特征是肩關(guān)節(jié)滑膜囊的增厚和攣縮，其機(jī)制尚不完全清楚。目前已知幾種蛋白質(zhì)與該病理過(guò)程相關(guān)。有些人認(rèn)為肩關(guān)節(jié)滑膜囊的增厚和攣縮是一種纖維增生性疾病，可能是由于細(xì)胞外基質(zhì)的過(guò)度積累或基質(zhì)降解受抑制所致。

2.1 基質(zhì)組成

大量研究表明，與成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞分泌的膠原蛋白基質(zhì)與FS發(fā)病機(jī)制有關(guān)，這說(shuō)明肩周炎是一種纖維化過(guò)程[20,23,26,27]。通過(guò)免疫染色發(fā)現(xiàn)包括肩袖間隙在內(nèi)的前關(guān)節(jié)囊內(nèi)成纖維細(xì)胞增生[23,27]。Rodeo等人[11]報(bào)道，與對(duì)照組相比FS組的前上關(guān)節(jié)囊中的III型膠原免疫染色更強(qiáng)，這說(shuō)明FS的關(guān)節(jié)囊中出現(xiàn)新的膠原沉積。波形蛋白是一種細(xì)胞分裂蛋白，含有成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞的標(biāo)記及III型中間絲[28]，Bunker和Anthony[27]指出波形蛋白在關(guān)節(jié)囊組織中高表達(dá)，并通過(guò)免疫細(xì)胞化學(xué)鑒定此類含有波形蛋白的細(xì)胞是成纖維細(xì)胞。肌纖維母細(xì)胞或收縮性成纖維細(xì)胞是收縮性瘢痕組織的特征性細(xì)胞，可見(jiàn)于掌腱膜攣縮。Uhthoff和Boileau[25]報(bào)道，波形蛋白在肩袖間隙、喙肱韌帶和腋下袋中的滑膜細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)中高表達(dá)；然而，在后關(guān)節(jié)囊滑膜細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)中未發(fā)現(xiàn)波形蛋白。這些結(jié)果表明FS患者肩部運(yùn)動(dòng)受限是由于波形蛋白選擇性表達(dá)在關(guān)節(jié)囊前部結(jié)構(gòu)引起攣縮。Uhtho和Boileau也強(qiáng)調(diào)了區(qū)分纖維組織增生和攣縮的重要性，雖然纖維組織增生涉及整個(gè)關(guān)節(jié)組織，但細(xì)胞收縮性蛋白僅見(jiàn)于前關(guān)節(jié)囊[23]。這些數(shù)據(jù)表明，患有原發(fā)性FS的患者不需要常規(guī)進(jìn)行后關(guān)節(jié)囊松解。Ha等人[32]于2014年通過(guò)蛋白質(zhì)印跡分析了21例肩袖撕裂、22例肩周炎、20例肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者的肩峰下滑膜和關(guān)節(jié)滑膜樣品中酸敏感離子通道3（ASIC3）的蛋白水平，該研究表明，肩袖撕裂患者和肩周炎患者的ASIC 3表達(dá)顯著增加。Cho[22]等人最近一項(xiàng)研究中收集了18例原發(fā)性肩周炎、18例肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者的滑膜組織和滑液，分別采用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)ASIC1-3的mRNA和蛋白水平，結(jié)果顯示，肩周炎患者的ASIC1-3 mRNA和蛋白水平顯著升高，其中ASIC 3增加最多，表明ASIC可能參與肩周炎的病理過(guò)程。

2.2 基質(zhì)金屬蛋白酶

MMPs是鋅依賴性蛋白酶，降解結(jié)締組織中的基質(zhì)[34]。MMPs的合成和活性受金屬蛋白酶組織抑制劑（tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMPs）、細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的控制，所以MMPs和TIMPs控制成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞外基質(zhì)的重塑。1998年，Hutchinson等人[34]記錄了MMP和TIMP可能與FS和掌腱膜攣縮的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。TIMP類似物（marimastat）作為抗癌治療方案應(yīng)用于胃癌的患者，接受試驗(yàn)的12人中有6人在4個(gè)月內(nèi)發(fā)生了雙側(cè)肩周炎，3人發(fā)生了掌腱膜攣縮，一些研究報(bào)道了MMPs和TIMP的異常表達(dá)可能導(dǎo)致FS中膠原蛋白重塑失敗[14,16,19]。布朗等人[19]使用流式熒光檢測(cè)技術(shù)多重分析以定量成纖維細(xì)胞系中MMP和TIMP-1的水平，發(fā)現(xiàn)MMP1，2，3和8的產(chǎn)生量在每個(gè)組之間是不同的，與FS患者細(xì)胞相比，糖尿病FS中的MMP-1產(chǎn)生顯著降低；此外，糖尿病FS患者的成纖維細(xì)胞與對(duì)照組的成纖維細(xì)胞進(jìn)行比較時(shí)，可以觀察到顯著差異；與對(duì)照組相比，發(fā)現(xiàn)糖尿病FS或FS的MMP-1 / TIMP-1比率顯著降低，在任何樣品中均未檢測(cè)到MMP 7, 9, 12和13。他們得出結(jié)論，與對(duì)照組相比原發(fā)性FS產(chǎn)生較少的MMP、MMP/TIMP比率更小，MMP-1產(chǎn)生不足可能反映了局部組織重塑能力的改變。Kanbe等人[16]使用定量免疫組織化學(xué)研究了血管和滑膜組織中MMP-3的表達(dá)。在Kabbabe等人的研究中[17]發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，用定量PCR技術(shù)檢測(cè)FS組中的含有血小板反應(yīng)蛋白基序4（ADAMTS 4）的金屬蛋白酶、（i）MMP-3、（ii）去整合素的表達(dá)水平增加。徐等人[35]報(bào)道遺傳因素可能與FS的病因有關(guān)，他們研究了MMP-3中的單核苷酸多態(tài)性與FS易感性的關(guān)系，并得出結(jié)論：MMP-3 rs650108變異與中國(guó)漢族人群FS易感性增加關(guān)系密切。Lubis和Lubis[18]使用酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)（ELISA）研究了FS患者和正常受試者中MMPs、TIMPs和TGF-β1的血清水平，F(xiàn)S組MMP-1和MMP-2水平顯著降低，而TIMP-1，TIMP-2和TGF-β1水平顯著高于對(duì)照組，F(xiàn)S組MMP/ TIMP比值遠(yuǎn)低于對(duì)照組。鑒于先前研究的結(jié)果，MMP和TIMP的異常表達(dá)可能導(dǎo)致FS中膠原蛋白重塑失敗，進(jìn)一步導(dǎo)致肩周炎肩關(guān)節(jié)纖維化粘連。

2.3 神經(jīng)和血管因素

神經(jīng)和血管因素也與肩周炎的發(fā)病過(guò)程相關(guān)，Do Moon G等人[24]記錄了FS盂肱關(guān)節(jié)前上囊組織中神經(jīng)免疫反應(yīng)蛋白水平增加，包括生長(zhǎng)相關(guān)蛋白43（GAP43）、蛋白基因產(chǎn)物9.5（PGP9.5）和神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體（P75），這些蛋白質(zhì)分布在血管周圍或成纖維細(xì)胞中。Hand等人[5]研究了來(lái)自22名FS患者肩袖間隙的活檢樣本，發(fā)現(xiàn)22個(gè)樣本中有17個(gè)神經(jīng)細(xì)胞染色（S100）為陽(yáng)性。Kanbe等人[16]通過(guò)組織學(xué)和影像學(xué)研究證實(shí)了FS滑膜組織中血管分布有所增多，VEGF和CD34免疫染色陽(yáng)性證明新血管形成是其發(fā)病機(jī)理中的關(guān)鍵步驟[15,16,24]。一些研究顯示，與對(duì)照組相比，F(xiàn)S組關(guān)節(jié)滑膜中CD34的表達(dá)更強(qiáng)[15,24]。先前研究的結(jié)果表明，盂肱關(guān)節(jié)囊中的新生支配神經(jīng)和新生血管是FS關(guān)鍵的發(fā)病機(jī)制，并且可以解釋FS患者嚴(yán)重疼痛的原因。

上述研究表明肩周炎在一種以肩關(guān)節(jié)滑膜囊增厚和攣縮為特征的纖維增生性疾病[6]。細(xì)胞因子如IGF-2、ASIC、TGF-β1、MMP、TIMP、VEGF 和CD34可能參與肩周炎的纖維化改變。它們導(dǎo)致I型和III型膠原蛋白的表達(dá)增加，使肩關(guān)節(jié)滑膜囊攣縮和增厚，減少關(guān)節(jié)體積，并最終限制肩部運(yùn)動(dòng)。

3 其他因素

3.1 代謝紊亂

有文獻(xiàn)報(bào)道，肩周炎的易患率與糖尿病相關(guān)[31]。另一些研究發(fā)現(xiàn)，肩周炎也與高脂血癥相關(guān)，尤其是以全國(guó)性人口為基礎(chǔ)隊(duì)列的研究[32]表明，高脂血癥是肩周炎的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。發(fā)現(xiàn)高脂血癥對(duì)肌腱有不利影響。高膽固醇血癥患者的患肩袖疾病風(fēng)險(xiǎn)增加，并增加患繼發(fā)性肩周炎的可能性。然而，服用羥甲基戊二酰輔酶A（HMG-CoA）還原酶抑制劑的患者易出現(xiàn)肩部僵硬[36]，其帶來(lái)的影響是肩周炎的患病可能性隨之升高。因此，肩周炎可能與脂肪組織的代謝相關(guān)。脂聯(lián)素能通過(guò)p38絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）高度選擇性誘導(dǎo)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis, OA）病理生理學(xué)中主要介質(zhì)IL-6、MMP-1和MMP-3的表達(dá)增加，表明MAPKs尤其是p38，可能是軟骨細(xì)胞中脂聯(lián)素信號(hào)傳導(dǎo)的重要途徑[5,35]。由此，我們推測(cè)脂質(zhì)代謝異常導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)滑膜增生和滑膜囊纖維化。

3.2 機(jī)械應(yīng)激

當(dāng)人們處在應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，機(jī)體通過(guò)細(xì)胞粘附分子來(lái)激活絲裂原活化蛋白（MAP）激酶[36]。MAP激酶可以誘導(dǎo)細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)，如TNF-α或IL-6的表達(dá)，從而增強(qiáng)成纖維細(xì)胞的增殖[36]。Kanbe等人[16]利用免疫組織化學(xué)分析檢測(cè)FS滑膜中MAP激酶的表達(dá)，在肩袖間隙滑膜組織中細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）和Jun N末端激酶（JNK）表達(dá)水平增加，β1-整合素陽(yáng)性，血管或滑膜組織中的核因子κB（NF-κB）、MMP-3、IL-6和VEGF水平也較高。他們提出，應(yīng)激可以通過(guò)β1整合素轉(zhuǎn)導(dǎo)MAP激酶的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)，以改變FS成纖維細(xì)胞中的細(xì)胞因子和MMP。應(yīng)激所致細(xì)胞因子和MMP的增加導(dǎo)致肩周炎加速纖維化、粘連，與肩關(guān)節(jié)活動(dòng)度進(jìn)行性受限相關(guān)。

總之，避免應(yīng)激可以降低肩周炎的患病率，高脂血癥可能是肩周炎的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，但目前對(duì)此研究極少。一些脂肪因子如脂聯(lián)素，在OA中具有促炎和分解代謝作用，它們是否與肩周炎有關(guān)和HMGCoA抑制劑是否可以用于高脂血癥合并肩周炎的患者值得進(jìn)一步研究?，F(xiàn)今已經(jīng)提出影響MAPK途徑可以成為肩周炎治療新靶點(diǎn)。

4 小結(jié)

肩周炎肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的分子生物學(xué)研究主要集中在炎癥和纖維化的病理過(guò)程。目前的分子生物學(xué)研究已經(jīng)在很大程度上證明炎癥和纖維化是肩周炎的基本病理變化。細(xì)胞因子如IGF-2、ASIC、TGF-β、MMP和TIMP可能參上述過(guò)程，特別是TGF-β和MMPs之間的平衡紊亂可能在肩周炎纖維化過(guò)程中起非常重要的作用（圖1）。

圖1 細(xì)胞因子及蛋白質(zhì)對(duì)肩周炎的影響Fig.1 Effect of cytokines and proteins on the frozen shoulder

FS的分子生物學(xué)研究尚無(wú)明確定論，但研究表明細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、基質(zhì)金屬蛋白酶和免疫細(xì)胞等引起肩關(guān)節(jié)滑膜的炎癥和纖維化，診斷標(biāo)準(zhǔn)、取樣時(shí)間和研究技術(shù)的不同可能會(huì)影響試驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論。為了加強(qiáng)對(duì)疾病的進(jìn)一步認(rèn)知，需要我們?cè)诿鞔_定義的基礎(chǔ)上更好地研究這些過(guò)程的生物學(xué)特征，使用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化方案鑒定炎癥相關(guān)細(xì)胞因子及纖維化相關(guān)細(xì)胞因子在FS中的作用是必不可少的，這些研究的結(jié)果將清楚地闡明FS活動(dòng)受限的發(fā)病機(jī)制及其控制機(jī)制，并幫助我們找到其新的治療靶點(diǎn)。