董晤訊 馬勇 郭楊 朱亞亮 朱愛洪 黃浩 陳茂康 方穎
富血小板血漿(platelet-rich plasma,PRP)是通過離心自體血液得到的富含血小板的少量血漿[1]。血小板的α顆粒中含有生長(zhǎng)因子和介質(zhì),如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、血小板衍生生長(zhǎng)因子、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、表皮生長(zhǎng)因子、胰島素樣生長(zhǎng)因子[2-3]。通過離心濃縮,注射到損傷部位,可以提高組織的自愈能力。與正常全血相比,PRP中的生長(zhǎng)因子和分化因子一般高出3~5倍[4]。PRP制劑通常細(xì)分為富白細(xì)胞的PRP(LRPRP)和少白細(xì)胞的 PRP(LP-PRP)[5]。PRP 因獲取方便,如今已被應(yīng)用到骨科大部分疾病的治療中。為了評(píng)估不同PRP制劑的臨床適應(yīng)證,本文就當(dāng)前國(guó)內(nèi)外PRP在骨科疾病中的應(yīng)用作一綜述。
目前PRP尚無統(tǒng)一的制備標(biāo)準(zhǔn),由于各種PRP收集和制備工藝存在較大差異,不同制備系統(tǒng)的血小板收集率均不同。通常將采集的全血與抗凝血因子(如檸檬酸鈉、右旋糖酐和乙二胺四乙酸)混合,然后離心分離紅細(xì)胞(RBC)、貧血小板血漿(PPP)以及含有濃縮血小板的“血沉棕黃層”,移去RBC和PPP層,進(jìn)一步分離血小板濃縮層,最終得到PRP[6]。PRP可以直接注射到患部,也可以加入氯化鈣或凝血酶“激活”,激活后的血小板脫顆粒并釋放生長(zhǎng)因子和分化因子。激活后約70%的儲(chǔ)存生長(zhǎng)因子在10min內(nèi)被釋放,1h內(nèi)幾乎100%釋放。剩余極少數(shù)生長(zhǎng)因子在血小板存活期(8~10d)內(nèi)釋放[7]。就PRP的具體成分而言,個(gè)體之間存在差異,同一個(gè)體不同時(shí)間也有差異。目前已知患者特異性因素(服用藥物)和不同商業(yè)制備系統(tǒng)都會(huì)影響PRP的特定成分。有研究表明,LRPRP與促炎作用有關(guān),其中存在的白細(xì)胞濃度與分解代謝細(xì)胞因子濃度呈正相關(guān),如白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP),它們可能拮抗血小板中的合成代謝細(xì)胞因子[8]。這可能是相關(guān)研究報(bào)道PRP臨床療效不同的主要原因。
體外研究中,PRP治療骨折模型時(shí),可促進(jìn)骨折愈合。有研究表明PRP可以提高動(dòng)物截骨模型的骨強(qiáng)度[9]。盡管體外研究有積極的發(fā)現(xiàn),但基于高質(zhì)量的臨床研究,沒有共識(shí)表明常規(guī)使用PRP可促進(jìn)骨折愈合。在一項(xiàng)關(guān)于脛骨骨不連的臨床隨機(jī)對(duì)照研究中,PRP治療組與骨形態(tài)發(fā)生蛋白7治療組在臨床和影像學(xué)愈合方面均無優(yōu)勢(shì)[10]。在一項(xiàng)小樣本隨機(jī)對(duì)照研究中,應(yīng)用PRP聯(lián)合骨髓濃縮物(bone marrow aspirate concentrate,BMAC)促進(jìn)脛骨延長(zhǎng),與單獨(dú)應(yīng)用BMAC相比,隨訪24~34個(gè)月后,PRP聯(lián)合BMAC組在骨皮質(zhì)平均愈合指數(shù)、平均負(fù)重指數(shù)方面均有明顯提升,但兩組骨痂形態(tài)類型和平均外固定指數(shù)均無明顯差異[11]。
研究表明,PRP在治療肌腱損傷方面具有較好療效。肌腱修復(fù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,包括炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖與分化及組織重塑3個(gè)階段[12]。PRP中許多細(xì)胞因子參與這些階段的信號(hào)通路。PRP還可以促進(jìn)新血管形成,這不僅增加了受損組織細(xì)胞再生時(shí)所需的血液供應(yīng)和營(yíng)養(yǎng),而且有助于受損組織碎片[13]。這兩種作用機(jī)制在肌腱損傷修復(fù)時(shí)尤為重要。
3.1 肱骨外上髁炎 多項(xiàng)臨床研究評(píng)估了PRP對(duì)物理治療無效的肱骨外上髁炎患者的療效。有研究比較了LR-PRP治療組與局麻對(duì)照組的療效,結(jié)果表明在24周時(shí),LR-PRP組患者疼痛評(píng)分改善71.5%,而對(duì)照組改善56.1%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);LR-PRP組殘余肘壓痛的患者比例為29.1%,而對(duì)照組為54.0%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)[14]。
與皮質(zhì)類固醇激素注射相比,PRP治療肱骨外上髁炎療效持續(xù)時(shí)間更久。有研究比較了LR-PRP與皮質(zhì)類固醇激素治療慢性肱骨外上髁炎的療效,隨訪1年發(fā)現(xiàn)兩組視覺模擬評(píng)分(visual analogue scale,VAS)均有改善,但LR-PRP組治療成功率明顯高于皮質(zhì)類固醇組(P<0.01)。LR-PRP組患者在接受注射后1年仍報(bào)告癥狀緩解,而皮質(zhì)類固醇激素的作用在12周后逐漸減少。LR-PRP組患者接受治療后2年,癥狀無明顯反復(fù)[15]。
總之,PRP是治療肱骨外上髁炎的有效方法,其短期和長(zhǎng)期療效均有高質(zhì)量研究證據(jù),并有證據(jù)明確表明LR-PRP可作為首選治療方案。
3.2 髕腱損傷 有研究比較了針刺療法聯(lián)合LR-PRP與單純針刺治療髕腱損傷的療效,結(jié)果顯示在12周時(shí),LR-PRP組維多利亞運(yùn)動(dòng)學(xué)院評(píng)分(Victorian institute of sports assessment,VISA)明顯高于單純針刺組(P<0.05)。但是26周后,LR-PRP療效逐漸減小,與單純針刺組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[16]。這表明LR-PRP在早期對(duì)髕腱損傷較單純針刺有一定的優(yōu)勢(shì)。在另外一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究中,患者隨機(jī)分為PRP組和體外沖擊波治療組,隨訪2個(gè)月發(fā)現(xiàn),兩組間療效無差異,隨訪6個(gè)月和12個(gè)月時(shí),PRP組VISA評(píng)分及VAS評(píng)分均較體外沖擊波組明顯改善[17]。
3.3 跟腱損傷 一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)對(duì)照研究評(píng)估了LRPRP輔助跟腱康復(fù)鍛煉對(duì)跟腱炎的修復(fù)作用,與注射0.9%氯化鈉注射液組相比,在跟腱結(jié)構(gòu)、血管新生程度和臨床結(jié)果方面均無明顯差異[18]。一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究比較了LP-PRP注射組與假注射組(注射0.9%氯化鈉注射液)的療效,隨訪6個(gè)月發(fā)現(xiàn)LP-PRP注射組較假注射組VAS評(píng)分、功能和活動(dòng)評(píng)分均有改善[19]。
動(dòng)物研究表明,當(dāng)PRP作為輔助治療時(shí),可促進(jìn)急性跟腱斷裂的愈合。在一項(xiàng)大鼠跟腱斷裂模型的研究中,發(fā)現(xiàn)PRP組Ⅰ型膠原纖維含量明顯高于對(duì)照組,表明PRP有助于斷裂跟腱的愈合[20]。在另一項(xiàng)兔跟腱損傷模型中,PRP可促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖、膠原沉積,并縮短炎癥期進(jìn)而促進(jìn)跟腱愈合[21]。
3.4 肩袖損傷 目前有關(guān)PRP保守治療肩袖損傷的高質(zhì)量隨機(jī)對(duì)照研究還很少。有研究將慢性肩袖損傷患者分為關(guān)節(jié)鏡下肩峰成形術(shù)(AA)組和AA+PRP組,結(jié)果發(fā)現(xiàn)AA+PRP組肌腱細(xì)胞數(shù)、血管分布明顯減少,細(xì)胞凋亡率增加,表明PRP可能對(duì)跟腱愈合有不利影響[22]。與之結(jié)果相反的一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究發(fā)現(xiàn),與安慰劑組相比,LR-PRP注射組疼痛明顯改善[23]。
一項(xiàng)有關(guān)PRP輔助治療肩袖斷裂的研究表明PRP結(jié)合關(guān)節(jié)鏡修補(bǔ)肩袖與單獨(dú)肩關(guān)節(jié)鏡相比沒有明顯優(yōu)勢(shì)[24]。在另一項(xiàng)研究中,PRP輔助治療組與對(duì)照組在Constant肩關(guān)節(jié)評(píng)分、加州大學(xué)肩關(guān)節(jié)評(píng)分、美國(guó)肩肘外科醫(yī)師評(píng)分和肩關(guān)節(jié)簡(jiǎn)單評(píng)分方面比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[25]。在肩袖大撕裂修補(bǔ)手術(shù)中,PRP沒有促進(jìn)肩袖修復(fù)的效果;在肩袖中、小撕裂手術(shù)中,PRP可降低術(shù)后復(fù)發(fā)率[26]。
3.5 跖筋膜炎 跖筋膜亦稱跖腱膜,在評(píng)估PRP治療跖筋膜炎療效的臨床隨機(jī)對(duì)照研究中研究對(duì)象多為慢性跖筋膜炎患者。通常情況下,當(dāng)保守治療無效后,會(huì)給予局部注射皮質(zhì)類固醇,但由于需多次注射,可能導(dǎo)致足底脂肪墊萎縮和足底筋膜破裂。而PRP局部注射則無需擔(dān)心此類并發(fā)癥。有研究發(fā)現(xiàn),PRP在治療慢性跖筋膜炎時(shí),療效可維持12個(gè)月,明顯高于皮質(zhì)類固醇組[27]。還有研究表明,在疼痛、功能方面,類固醇激素短期療效好,而PRP長(zhǎng)期療效更明顯[28]。但由于此類研究普遍質(zhì)量不高,所以需要更多高質(zhì)量隨機(jī)對(duì)照研究對(duì)此進(jìn)行論證。
4.1 前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)斷裂PRP在ACL重建手術(shù)中的應(yīng)用研究主要集中在移植物與骨隧道的愈合(腱骨愈合)、移植物的成熟度和移植物取材部位疼痛3個(gè)方面。就PRP對(duì)ACL移植物成熟的影響而言,一些研究證明應(yīng)用PRP可以促進(jìn)移植物成熟,而另一些研究對(duì)此結(jié)論持否定態(tài)度。
雖然PRP可能對(duì)ACL移植物成熟和腱骨愈合有一定促進(jìn)作用,但不一定會(huì)改善臨床功能結(jié)果。有研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用PRP在臨床功能結(jié)果的改善方面沒有明顯優(yōu)勢(shì)[29]。在一項(xiàng)研究中,評(píng)估同種異體ACL重建術(shù)后2年臨床結(jié)果,發(fā)現(xiàn)PRP組移植物形態(tài)與對(duì)照組相比有所改善,但兩組的膝關(guān)節(jié)損傷和骨關(guān)節(jié)炎評(píng)分、國(guó)際膝關(guān)節(jié)評(píng)分委員會(huì)(international knee documentation committee,IKDC)評(píng)分及馬克思活動(dòng)水平量表評(píng)分均無明顯差異[30]。
在PRP對(duì)移植物取材部位疼痛的影響方面,有研究將PRP應(yīng)用到髕韌帶取材部位,術(shù)后PRP組患者VAS評(píng)分明顯改善[31]。而在一項(xiàng)髕腱移植重建ACL的研究中,發(fā)現(xiàn)PRP組與對(duì)照組在日常生活中膝前疼痛方面無明顯差異[32]。
4.2 踝關(guān)節(jié)扭傷 有關(guān)PRP注射治療踝關(guān)節(jié)扭傷的高質(zhì)量研究很少。在一項(xiàng)臨床雙盲隨機(jī)對(duì)照研究中,患者為急性踝關(guān)節(jié)扭傷患者,比較PRP與安慰劑0.9%氯化鈉溶液的療效,結(jié)果表明兩組間VAS評(píng)分及下肢功能量表評(píng)分無明顯差異[33]。在另一項(xiàng)研究中,治療組注射LP-PRP,對(duì)照組不注射LP-PRP,結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組恢復(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間明顯少于對(duì)照組[34]。
與肌腱愈合過程類似,肌肉損傷的修復(fù)過程包括炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖與分化及組織重塑3個(gè)階段。一項(xiàng)研究評(píng)估了肌肉損傷時(shí)注射PRP的療效,結(jié)果表明PRP可以促進(jìn)肌肉損傷的修復(fù)[35]。在另一項(xiàng)研究中,發(fā)現(xiàn)PRP對(duì)腘繩肌損傷無明顯療效[36]。在一項(xiàng)急性腘繩肌損傷的研究中,發(fā)現(xiàn)PRP組恢復(fù)運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間顯著少于對(duì)照組,但VAS評(píng)分無明顯差異[37]。
基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn),生長(zhǎng)因子對(duì)肌肉再生及肌細(xì)胞增殖、分化必不可少。PRP結(jié)合氯沙坦可通過刺激肌肉再生、血管生成及預(yù)防纖維化來促進(jìn)肌肉愈合[38]。PRP還可通過上調(diào)增殖細(xì)胞核抗原、細(xì)胞周期蛋白A2、細(xì)胞周期蛋白B1、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶-1和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶-2蛋白表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞增殖[39]。一項(xiàng)PRP對(duì)大鼠腓腸肌肌損傷的影響研究表明PRP不僅可以促進(jìn)肌肉愈合,還可以減少促炎癥CD68陽性細(xì)胞和凋亡細(xì)胞[40]。
使用PRP進(jìn)行軟骨再生的理念源自體外基礎(chǔ)研究,研究表明血小板α顆粒釋放的生長(zhǎng)因子可通過上調(diào)基因表達(dá),增加軟骨細(xì)胞合成細(xì)胞外基質(zhì)的能力。有關(guān)使用PRP治療軟骨損傷的臨床研究主要涉及膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)OA患者。
6.1 膝關(guān)節(jié)OA 已有大量研究評(píng)估了關(guān)節(jié)內(nèi)注射PRP治療膝關(guān)節(jié)OA的療效。有研究表明,與注射玻璃酸鈉組相比,關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射PRP組隨訪12個(gè)月時(shí)西安大略麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)(Western Ontario McMaster Universities OA index,WOMAC)評(píng)分顯著改善[41]。有研究顯示PRP組IKDC評(píng)分及VAS評(píng)分均優(yōu)于玻璃酸鈉組,但WOMAC評(píng)分及關(guān)節(jié)腔內(nèi)促炎因子IL-1β、TNF-α含量無明顯差異[42]。
有研究比較了LP-PRP和LR-PRP治療膝關(guān)節(jié)OA的療效,發(fā)現(xiàn)與玻璃酸鈉和安慰劑相比,LP-PRP注射可顯著改善WOMAC評(píng)分,但LP-PRP和LR-PRP兩者的不良反應(yīng)率明顯高于玻璃酸鈉[43]。LR-PRP較LPPRP更易導(dǎo)致細(xì)胞死亡、促炎因子蛋白表達(dá)上升[8]。白細(xì)胞濃度與分解代謝細(xì)胞因子及促炎因子表達(dá)量呈正相關(guān),因此高濃度白細(xì)胞不利于損傷組織修復(fù)。有研究發(fā)現(xiàn)MMP-9及IL-1β也與白細(xì)胞濃度呈正相關(guān),影響關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)[44]。這些研究進(jìn)一步證明,LP-PRP較LRPRP可能更適用于改善膝關(guān)節(jié)OA癥狀。
6.2 髖關(guān)節(jié)OA 有研究比較了LR-PRP與LP-PRP治療髖關(guān)節(jié)OA的療效,發(fā)現(xiàn)LR-PRP組促炎因子TNF-α、IL-6和IL-1β含量明顯增加,LP-PRP組抗炎介質(zhì)IL-4和IL-10水平明顯增加,而IL-10可以抑制促炎因子TNF-α、IL-6和IL-1β的表達(dá)[45]。有研究比較了PRP療法與玻璃酸鈉療法,結(jié)果表明兩組間無明顯差異[46]。一項(xiàng)PRP和玻璃酸鈉治療髖關(guān)節(jié)OA的研究發(fā)現(xiàn)隨訪4周時(shí),PRP組VAS評(píng)分較治療前明顯下降,而玻璃酸鈉組無明顯改善。隨訪16周時(shí),VAS評(píng)分較治療前無明顯下降,而玻璃酸鈉組較治療前明顯改善,表明PRP只可短期緩解疼痛[47]。
綜上所述,PRP由于富含多種重要的生長(zhǎng)因子和生物活性物質(zhì),能促進(jìn)細(xì)胞增殖分化、趨化和血管形成,這對(duì)加快受損組織的愈合有重要意義,也為其臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù);同時(shí)由于PRP來源于自體血,不存在異體移植免疫反應(yīng),具有較高的安全性,并且利用現(xiàn)有的商用制備系統(tǒng)可方便、快速獲取,因此深受廣大基礎(chǔ)研究人員和臨床醫(yī)師關(guān)注。PRP在骨科疾病中的應(yīng)用逐漸增多,大量臨床研究均顯示其安全性,但對(duì)于不同適應(yīng)證,其臨床結(jié)果好壞不一,這可能與PRP制劑的異質(zhì)性以及臨床研究水平高低有關(guān)。因此未來需要更多大樣本、高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照研究來明確PRP療效。盡管如此,PRP在骨科疾病中的應(yīng)用仍具有廣闊前景。