李 謙

(天津市濱海新區(qū)中醫(yī)醫(yī)院骨傷科,天津市濱海新區(qū) 300451)

【提要】 腰椎間盤突出癥是現(xiàn)階段我國臨床中較為常見的疾病,其不但嚴(yán)重影響患者的正常生活及工作,同時(shí)也帶來巨大的社會負(fù)擔(dān)。當(dāng)前,自體富血小板血漿(PRP)治療腰椎間盤突出癥是較為新穎的治療方式,雖然醫(yī)學(xué)界對PRP的關(guān)注越來越多,但仍需可靠的臨床證據(jù)證明其實(shí)用性及有效性。深入探討PRP治療腰椎間盤突出癥有助于更好地理解PRP治療的病理生理機(jī)制、制備方式和修復(fù)作用,從而為PRP的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

腰椎間盤突出癥是現(xiàn)階段我國臨床中較為常見的疾病,其臨床癥狀多為腰痛和坐骨神經(jīng)痛,部分患者出現(xiàn)下肢放射性疼痛、麻木[1]。腰椎間盤突出癥不但嚴(yán)重影響患者的正常生活及工作,同時(shí)也帶來巨大的社會負(fù)擔(dān)。目前臨床治療腰椎間盤突出癥的方式很多,但各種治療方式的效果均差強(qiáng)人意,不能從根本上阻止或治療腰椎間盤退變。近年來,學(xué)者力求在生物學(xué)治療方式中找到能夠有效修復(fù)或再生腰椎間盤的方法,以期從本質(zhì)上預(yù)防腰椎間盤突出癥的發(fā)生。治療腰椎間盤突出癥的生物學(xué)方法包括生長因子輸注治療、細(xì)胞治療、組織工程材料植入、基因治療等,其中開展較早、應(yīng)用較廣泛的是生長因子輸注治療,其療法操作簡單,技術(shù)難度較小,現(xiàn)已成為修復(fù)或再生腰椎間盤的有效治療方法。因此,生長因子輸注治療可在臨床大規(guī)模推廣,具有較好的研究前景?，F(xiàn)階段已知的多種生長因子都可起到減緩腰椎間盤突出癥病情進(jìn)展等效果,并能夠?qū)ρ甸g盤起到修復(fù)作用,但在腰椎內(nèi)輸注單一的生長因子,對腰椎間盤的修復(fù)效果不明顯。為提升生長因子的治療效果及延長其療效持續(xù)時(shí)間,有學(xué)者嘗試使用多種生長因子輸注治療,結(jié)果證實(shí)其修復(fù)作用顯著提高[2-3]。富血小板血漿(platelet rich plasma,PRP)是自體的活性物質(zhì),含有大量生長因子,多種生長因子均具有刺激細(xì)胞增殖、增強(qiáng)細(xì)胞功能、減緩細(xì)胞死亡等作用,能夠較大地改善腰椎間盤內(nèi)環(huán)境?，F(xiàn)就PRP治療腰椎間盤突出癥的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 PRP的分類及概述

1.1 分類 根據(jù)PRP中的白細(xì)胞及纖維蛋白含量,PRP制備液主要分為四種類型。(1)純富血小板纖維蛋白:含有較少的白細(xì)胞及較低濃度的纖維蛋白;(2)富白細(xì)胞:含有大量的白細(xì)胞及較低濃度的纖維蛋白;(3)純富血小板:含有較少的白細(xì)胞及較高濃度的纖維蛋白;(4)富白細(xì)胞富血小板纖維蛋白:含有大量的白細(xì)胞及較高濃度的纖維蛋白。

1.2 概述 PRP是一種含高濃度血小板的自體血漿。20世紀(jì)50年代起國外便研究PRP在臨床中的應(yīng)用,我國最早報(bào)道關(guān)于PRP的研究文獻(xiàn)是在20世紀(jì)80年代末,且相關(guān)研究在近年得到了長足的發(fā)展。PRP中血小板含量較多,其含有較多的生物因子、細(xì)胞因子等物質(zhì),能夠起到促進(jìn)細(xì)胞繁殖和組織修護(hù)的作用[4],因此PRP應(yīng)用于臨床骨科的相關(guān)報(bào)道較多。有研究顯示[5]PRP治療骨科疾病的效果較好,但現(xiàn)階段PRP治療的適應(yīng)證和禁忌證尚不明晰,使其在臨床及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)較多問題。

PRP是全血經(jīng)離心后提取出的濃縮血小板,其含有高濃度的生長因子。PRP的收集方法簡單便捷,最大限度地減少了血液性疾病傳染的發(fā)生,治療相對安全可靠。PRP經(jīng)激活后可釋放出大量的生長因子用于組織修復(fù),如轉(zhuǎn)化生長因子-β1、血小板衍生生長因子、胰島素樣生長因子、血管內(nèi)皮生長因子和表皮生長因子等。PRP還含有多種抗炎因子,如可溶性腫瘤壞死因子受體、白細(xì)胞介素-1受體拮抗劑、白細(xì)胞介素-4、白細(xì)胞介素-10和白細(xì)胞介素-13等[6]。PRP中的黏附因子、趨化因子等可引導(dǎo)內(nèi)源性細(xì)胞轉(zhuǎn)移至身體損傷部位,參與組織修復(fù)及再生過程。各種因素相互配合,加速組織細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)合成,進(jìn)而促使機(jī)體組織恢復(fù)。PRP能夠緩解及逆轉(zhuǎn)腰椎間盤的退變,且以其突出的止血、抗炎、促使細(xì)胞增殖的能力,為腰椎間盤突出癥提供了可靠的生物治療方式。

2 腰椎間盤突出癥的發(fā)病機(jī)制

腰椎間盤是一種較為特殊的組織結(jié)構(gòu),其主要作用是連接相鄰椎體,給脊柱提供微動,并吸收震蕩傳導(dǎo)、抵抗拉力及扭轉(zhuǎn)力。腰椎間盤突出與年齡、身體機(jī)能退化、遺傳、外傷損傷等眾多因素有關(guān)。腰椎間盤突出癥的具體發(fā)病機(jī)制尚不明確,但已知其在生物化學(xué)方面的變化較為突出,例如蛋白多糖和Ⅱ型、Ⅸ型膠原纖維蛋白含量下降及膠原質(zhì)量降低,從而導(dǎo)致髓核脫水及缺失,與此相對應(yīng)的Ⅰ型膠原纖維蛋白含量增加,引起髓核組織纖維化,從而導(dǎo)致腰椎間盤突出[7]?；|(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)水平與腰椎間盤退變進(jìn)程的關(guān)系密不可分,其能夠降解腰椎間盤細(xì)胞的蛋白聚糖,促進(jìn)細(xì)胞死亡進(jìn)而誘發(fā)腰椎間盤突出癥?；|(zhì)金屬蛋白酶-1屬于膠原酶,可以降解Ⅱ型膠原并由Ⅰ型膠原替代。正常情況下基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制劑在體內(nèi)互相協(xié)助,處于平衡狀態(tài),一旦平衡遭到破壞,基質(zhì)金屬蛋白酶會相對上調(diào),從而引起Ⅱ型膠原的合成速度慢于分解速度,基質(zhì)分解減少導(dǎo)致髓核纖維化,纖維化再遭損壞,遂出現(xiàn)腰椎間盤突出的情況。另外,促使炎癥發(fā)生的因子如腫瘤壞死因子-α和白細(xì)胞介素-β等能激活下游信號通路,使得細(xì)胞自噬、炎癥消失及細(xì)胞死亡,這也是引發(fā)腰椎間盤突出癥的主要原因之一。

3 PRP的病理生理機(jī)制與制備

3.1 病理生理機(jī)制 當(dāng)前PRP的具體作用機(jī)制尚不明確,PRP中含有的血小板生長因子是發(fā)揮組織修復(fù)作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。血小板的主要功能是凝血和止血,當(dāng)鈣離子與凝血酶同時(shí)存在,血小板能夠通過纖維蛋白原的聚合從而形成纖維蛋白凝塊,在起到止血作用的同時(shí)還能夠作為免疫細(xì)胞和組織生成細(xì)胞遷移生長的骨架。這類修復(fù)細(xì)胞主要包括纖維母細(xì)胞和血管生成細(xì)胞[8]。此外,血小板還能釋放生物活性蛋白,以此協(xié)調(diào)組織修復(fù)的過程,其中包括細(xì)胞的趨化、繁殖和分化,對壞死組織的處理、血管的生成、細(xì)胞外基質(zhì)的沉積和組織再生等。在機(jī)體正常修復(fù)損傷的過程中,纖維蛋白塊的血小板在被激活以后,暴露出表面受體P-選擇素,加速釋放血小板α顆粒脫粒,其中包括血小板源性生長因子、胰島素樣生長因子、血管內(nèi)皮生長因子等。上述生長因子與損傷修復(fù)和組織再生過程的關(guān)系密不可分,PRP可通過調(diào)節(jié)生長因子并促進(jìn)組織修復(fù)的作用是其在臨床骨科中應(yīng)用的基礎(chǔ)。

3.2 PRP的制備 當(dāng)前PRP的制備方法較多,已有公司研發(fā)出制備PRP的儀器,其將人體血液抽出后,運(yùn)用不同轉(zhuǎn)速的離心法將血樣分成血小板血漿、PRP及紅細(xì)胞三層,并根據(jù)離心次數(shù)將制備方法分為一步離心法和兩步離心法。分離出PRP后,將血小板的激動劑添加至PRP中以激活瀑布級聯(lián)反應(yīng),或者將分離出的PRP輸注進(jìn)組織中激活內(nèi)源性膠原而形成最終成品。最終的PRP成品的血小板濃度為采集血樣的3～5倍,但不同設(shè)備生產(chǎn)出的PRP成品的血小板濃度不同,有些甚至可達(dá)8倍,其中還可能含有白細(xì)胞及纖維蛋白等物質(zhì)[9]。因不同種類的PRP對各類疾病的治療效果不同,故探究最適合制備血小板血漿的方法尤為重要,另外還需注意患者的采血部位、身體狀況、生理狀況,血液的離心速度、離心時(shí)間、離心次數(shù)、離心后分離出的層次和PRP的濃度等。

4 PRP的修復(fù)作用

PRP中含有近千種蛋白質(zhì),通過磷酸化后會產(chǎn)生1 400多種與蛋白相關(guān)的活性生物因子,包括轉(zhuǎn)化生長因子、血小板生長因子及血管內(nèi)皮生長因子等。其中,轉(zhuǎn)化生長因子可以刺激膠原生成、血管生成、上皮生成及促進(jìn)抑制膠原降解的蛋白酶合成;血管內(nèi)皮生長因子可以保護(hù)細(xì)胞,對細(xì)胞增殖產(chǎn)生影響[10]。

PRP的優(yōu)勢在于其具有強(qiáng)大的修復(fù)能力,其廣泛應(yīng)用于骨科臨床的重要原因是:PRP含有高于生理濃度的血小板,血小板可以通過黏附、活化、聚集起到止血的作用。在血管出現(xiàn)損傷時(shí),血小板可通過活化、脫顆粒形成纖維蛋白凝塊,阻止組織損傷、空腔形成、纖維組織和炎癥細(xì)胞生成。在損傷之后的急性或延遲期間給予PRP治療,都可以有效保護(hù)腰椎間盤的纖維環(huán)結(jié)構(gòu)、髓核中心的形態(tài),減少炎癥細(xì)胞生成,增加組織細(xì)胞的含水量。值得關(guān)注的是,在損傷急性期給予PRP治療,可保留腰椎間隙空間,腰椎間盤預(yù)后狀況最好。PRP的最大優(yōu)點(diǎn)是其含有較高濃度的生長因子,但生長因子的半衰期也約束了其持續(xù)在腰椎間盤突出中發(fā)揮的修復(fù)作用[11]。在引入更多的方式協(xié)同促進(jìn)其效果的研究中,間充質(zhì)干細(xì)胞引起了廣泛的關(guān)注。PRP和間充質(zhì)干細(xì)胞聯(lián)合使用對早期腰椎間盤突出有長期修復(fù)作用。有研究[12]通過制作動物椎間盤退行性變(intervertebral disc-degeneration, IDD)模型并將其分組,對觀察組分別輸注單純PRP、PRP及間充質(zhì)干細(xì)胞混合液,對照組輸注磷酸鹽混合液,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的推移,兩組IDD的發(fā)展有顯著差異,對照組腰椎間盤組織發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的退變;輸注后的第1周及第3周,觀察組的腰椎間盤組織均出現(xiàn)細(xì)胞再生或修復(fù)的情況,尤其在第8周,輸注PRP及間充質(zhì)干細(xì)胞混合液患者修復(fù)腰椎間盤的效果顯著優(yōu)于單獨(dú)輸注PRP。PRP及間充質(zhì)干細(xì)胞都是臨床較易獲得的自體生物材料,這為促進(jìn)腰椎間盤修復(fù)提供了新穎早期的IDD治療路徑。

5 PRP治療腰椎間盤突出癥的臨床研究

2010年美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)PRP作為新型關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射藥物,主要應(yīng)用于臨床治療。PRP的臨床優(yōu)勢為:(1)PRP源于自體,不會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng);(2)制備簡易,成本低,操作過程簡單;(3)PRP經(jīng)過凝血酶激活后呈膠體狀,能夠防止血小板流失;(4)細(xì)胞因子有利于細(xì)胞分裂、血管生成及趨化;(5)PRP內(nèi)的纖維網(wǎng)格能夠促進(jìn)細(xì)胞黏附、防止細(xì)胞流失;(6)PRP中含有白細(xì)胞,白細(xì)胞具有抗感染功能;(7)臨床中為達(dá)到修復(fù)損傷的效果,推薦PRP的濃度應(yīng)為正常血小板濃度的5～7倍。Bhatia等[13]對10例慢性腰椎間盤突出癥患者進(jìn)行臨床研究,因?yàn)榘准?xì)胞具有吞噬作用,所以使用富含血小板及白細(xì)胞的血漿替代PRP,每周輸注1次,共輸注6周,結(jié)果顯示接受硬膜外注射自體PRP的患者在評估工具評分方面有所改善。Lutz等[14]研究顯示,含有高濃度血小板的PRP制劑可以優(yōu)化慢性腰椎間盤突出癥患者的臨床結(jié)果。目前,PRP廣泛應(yīng)用于治療腰椎間盤突出癥,但考慮老年患者椎間盤中功能細(xì)胞數(shù)量減少而影響療效,故對于老年性腰椎間盤突出癥患在應(yīng)用PRP時(shí)需謹(jǐn)慎,將來需要更多的臨床研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

6 結(jié) 語

近年來PRP發(fā)展快速,已在多個(gè)領(lǐng)域展開應(yīng)用和研究,但技術(shù)尚未成熟,其臨床應(yīng)用價(jià)值尚未達(dá)成廣泛共識。在治療腰椎間盤突出癥上,PRP是未來的主要研究方向,其擁有多項(xiàng)優(yōu)勢,其中促進(jìn)組織損傷修復(fù)、自源體免疫排斥反應(yīng)等均符合治療腰椎間盤突出癥的需求。但現(xiàn)階段仍有諸多問題需要進(jìn)一步探析,如PRP的作用機(jī)制、最優(yōu)制備方法,以及其適應(yīng)證和禁忌證等。此外,還應(yīng)提升設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性?，F(xiàn)階段PRP的制備及研究方法尚未規(guī)范化,各項(xiàng)研究的差異性較大是無法對其系統(tǒng)性評價(jià)臨床應(yīng)用效果的主要原因,為了更好地展開PRP的相關(guān)研究,未來針對PRP開展的臨床研究應(yīng)重視以上問題。