何翔鵬，劉永明，陳海生，徐亞非

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）是由膝關(guān)節(jié)軟骨纖維化、潰瘍、皸裂、脫失等一系列病變引起，以關(guān)節(jié)疼痛為主要癥狀的退行性改變，是導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)功能障礙及慢性疼痛的首要疾病[1]。據(jù)美國營養(yǎng)與健康調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，癥狀性KOA的發(fā)病率達12.1%，對于年齡超過80歲的患者，通過影像學(xué)診斷為KOA的人群比例甚至高達43.7%[2]。在中國，人群癥狀性KOA的發(fā)病率為8.1%，伴有功能受限的KOA患者超過四百萬，平均每十萬人中有968人伴有不同程度的膝關(guān)節(jié)功能受損[3]。

目前對于KOA的處理包括保守治療和手術(shù)治療。對病變程度較輕的患者，可采取健康教育、運動療法等改善其生活質(zhì)量；若癥狀仍未緩解，可考慮使用藥物對癥治療。當(dāng)前推薦的藥物包括非甾體類抗炎藥（nonsteroidal antiinflammatory drugs，NSAIDs）、激素等[4-6]。但這些藥物僅能控制患者的疼痛癥狀，不能逆轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軟骨的進行性退行性變，不良反應(yīng)也較大。研究表明，富血小板血漿（platelet-rich plasma，PRP）具有促進細胞增殖和膠原合成的作用，能有效修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨，延緩其退行性改變[7-9]，近年來在治療骨關(guān)節(jié)炎，特別是KOA方面應(yīng)用廣泛[10-14]。本文就PRP基礎(chǔ)和臨床研究進行綜述，以期為KOA治療選擇提供參考依據(jù)。

1 PRP的生物學(xué)特性

PRP是自體全血通過離心后提取的血小板濃縮液，含高濃度的血小板、白細胞和纖維蛋白，加入凝血酶后可變?yōu)槟z狀物，因此也被稱為富血小板凝膠或富血小板白細胞凝膠（plateletleukocyte-enriched gel，PLG）[15-16]。局部組織受損后，存在于血小板內(nèi)α顆粒中的相關(guān)生長因子，如血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growthfactor，TGF）-β等，通過胞吐作用得以釋放，修復(fù)損傷組織[17-19]。臨床上將PRP與凝血酶、氯化鈣等催化劑混合，可起到釋放生長因子、促進組織修復(fù)與再生的目的。

2 PRP治療KOA的基礎(chǔ)研究

2.1 PRP的作用機制研究

關(guān)節(jié)軟骨無神經(jīng)和血管，其營養(yǎng)主要來源于滑液和滑膜血管的滲透作用，軟骨受損后修復(fù)過程極其緩慢，甚至難以修復(fù)，PRP在修復(fù)軟骨損傷方面有獨特優(yōu)勢。

2.1.1 促進軟骨細胞增殖 有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，骨關(guān)節(jié)炎患者軟骨細胞中SOX-9、ColⅡ、AGN等具有軟骨形成作用的基因表達受到抑制，經(jīng)透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA）+PRP處理后，基因表達可逆轉(zhuǎn)，前炎性因子受到抑制，促進了關(guān)節(jié)軟骨細胞增殖，軟骨修復(fù)進程加快[20]。Moussa等[7]分離骨關(guān)節(jié)炎軟骨細胞，在不同PRP濃度（5%、10%、20%）條件下培養(yǎng)48 h，結(jié)果顯示，PRP處理后軟骨細胞可維持正常形態(tài)，且隨著濃度的升高，軟骨細胞增殖效果越來越強。這些體外研究證實，PRP可通過調(diào)控基因表達水平，促進相關(guān)蛋白的表達，提供有利于軟骨細胞增殖的微環(huán)境，在該種微環(huán)境下，軟骨細胞的增殖作用可達到最大。

2.1.2 促進軟骨基質(zhì)修復(fù) Akeda等[21]自8只成年小型豬獲得外周血，經(jīng)處理制備成PRP、貧血小板血漿（platelet-poor plasma，PPP）后取其軟骨細胞，分別與10%PRP、10%PPP和10%FBS共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PRP組蛋白聚糖合成比例、蛋白聚糖積聚、膠原蛋白合成量相較于另外兩組明顯升高（P＜0.05），且3組合成的蛋白聚糖及膠原蛋白主要特性相似；進一步的研究顯示，PRP共培養(yǎng)組的蛋白聚糖基因和COL1A1 mRNA表達水平高于HA共培養(yǎng)組，PRP對軟骨的修復(fù)效果更優(yōu)。Simental-Mendia等[22]將10例行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee replacement，TKR）患者的關(guān)節(jié)軟骨分別與貧白細胞 PRP（leukocyte-poor platelet-rich plasma，LP-PRP）、白細胞介素（interleukin，IL）-1β和LPPRP+IL-1 β共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LP-PRP 組和LP-PRP+IL-1β組分解代謝因子的基因（MMP13、ADAMTS5和IL1β）表達減少，合成代謝因子的基因（COL2A1、ACAN和SOX9）表達增強，且Ⅱ型膠原蛋白的表達更多。這些結(jié)果均提示，合理使用PRP可促進基質(zhì)合成，達到修復(fù)軟骨的目的。

2.1.3 抗炎作用 一項體外研究將12例接受TKR手術(shù)的KOA患者的關(guān)節(jié)軟骨與5%、10%、20%PRP共培養(yǎng)，結(jié)果證實，促炎因子COX-2和IL-6呈劑量依賴性下降，抗炎因子IL-10、IL-4和IL-13均顯著上調(diào)；與10%、20%PRP共培養(yǎng)條件下，TGF-β表達水平也明顯增強[7]。同樣，Sundman等[23]將取自21例擬行TKR的KOA患者的關(guān)節(jié)軟骨與PRP、HA共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相較于對照組，腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α在 PRP+HA共培養(yǎng)組明顯降低；TNF-α與骨關(guān)節(jié)炎疼痛程度關(guān)系密切，因此人們推測，PRP和HA可能通過抑制TNF-α水平來減輕患者的疼痛癥狀。

2.1.4 提供軟骨修復(fù)的三維環(huán)境 Xie等[24]將激活的PRP與間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stem cell，MSC）混合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，活化PRP在纖維蛋白基質(zhì)中形成三維凝膠，其中分布著高度濃縮的血小板。PRP凝膠支架可用于包覆成軟骨細胞，其中的PDGF可促進細胞增殖和分化；混合MSC的PRP支架亦可在較短時間內(nèi)增加軟骨細胞的密度，增強細胞外基質(zhì)相關(guān)基因的表達；而在PRP凝膠支架的降解過程中，血小板可持續(xù)進行軟骨修復(fù)。目前尚無相關(guān)的動物實驗和臨床研究，今后有待進一步深入探索。

2.2 PRP治療的動物實驗研究

膝關(guān)節(jié)組織形態(tài)學(xué)方面，Chen等[20]將小鼠KOA模型分成3組，分別在其膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射HA、PRP和HA+PRP，結(jié)果顯示，HA組動物半月板撕裂及關(guān)節(jié)軟骨磨損情況改善并不明顯，PRP組受損軟骨表面有少許修復(fù)，HA+PRP組半月板及軟骨均得到顯著修復(fù)；對獲得的關(guān)節(jié)軟骨進行IHC染色，PRP組和HA+PRP組Ⅱ型膠原表達明顯增強，推測兩組可能通過提高Ⅱ型膠原含量來增強對受損關(guān)節(jié)的修復(fù)效果。Chouhan等[25]將36只早期KOA模型豚鼠分為對照組、單次注射PRP組和3次注射PRP組，結(jié)果證實，PRP組滑膜炎評分明顯低于對照組，治療后3個月1次及3次注射PRP組關(guān)節(jié)軟骨評分低于對照組，說明膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射PRP能有效控制滑膜炎癥，起到短期保護關(guān)節(jié)軟骨的作用。

膝關(guān)節(jié)功能方面，Lee等[26]制作比格犬前交叉韌帶離斷KOA模型，分別在其膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射生理鹽水、HA和HA+PRP，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相較于生理鹽水對照組，HA組和HA+PRP組能有效增加關(guān)節(jié)活動范圍，提高關(guān)節(jié)功能，臨床殘疾評分也明顯降低；隨訪至20周，HA+PRP組較HA組臨床結(jié)局更具優(yōu)勢。上述動物實驗研究均表明，PRP能夠很好地修復(fù)膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，改善膝關(guān)節(jié)功能，減輕疼痛癥狀，從而為臨床使用PRP提供一定的證據(jù)支持。

3 PRP治療KOA的臨床研究

3.1 與傳統(tǒng)療法的比較研究

對于早中期KOA，關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射HA已被證實是切實有效的治療方法[27-28]。諸多臨床對照研究結(jié)果證實，PRP在改善關(guān)節(jié)功能、緩解關(guān)節(jié)疼痛方面的作用優(yōu)于HA。Ahmad等[29]納入89名KOA患者，隨機采用關(guān)節(jié)腔內(nèi)HA或PRP注射（2周/次，共3次），結(jié)果顯示，注射后3、6個月兩組患者視覺模擬量表（visual analogue scale，VAS）和國際膝關(guān)節(jié)文獻委員會膝關(guān)節(jié)評估表（International Knee Documentation Committee knee evaluation form，IKDC）評分均較治療前明顯好轉(zhuǎn)，其中PRP組改善更好，超聲檢查提示PRP組能有效改善滑膜增生、減少滑膜滲出并提高滑膜血管分數(shù)。一項Meta分析囊括15個PRP和HA治療KOA的隨機對照試驗（randomized controlled trial，RCT）研究（n=1 314），結(jié)果表明，兩組不良反應(yīng)發(fā)生率相似，隨訪6、12個月時PRP組較之HA組WOMAC疼痛評分和功能評分更優(yōu)[30]。

關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射糖皮質(zhì)激素是臨床上緩解患者關(guān)節(jié)疼痛的常用方法，但副作用較大，不建議頻繁使用。Forogh等[31]對48例KOA患者分別進行PRP和糖皮質(zhì)激素關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PRP組可更長時間、更大程度地減輕關(guān)節(jié)疼痛癥狀，增強日常生活活動能力，提高生活質(zhì)量。Migliorini等[32]對30項比較PRP和糖皮質(zhì)激素治療KOA患者的RCT研究進行Meta分析（n=3 463），結(jié)果顯示，隨訪3、6、12個月時PRP組相較于糖皮質(zhì)激素組WOMAC評分和VAS評分均有改善。這些研究提示，PRP在緩解KOA患者疼痛方面的作用優(yōu)于糖皮質(zhì)激素，副作用較少，不失為一種安全有效的治療選擇。

臭氧能夠有效緩解疼痛，改善關(guān)節(jié)功能，臨床應(yīng)用廣泛。Duymus等[33]對102名輕中度KOA患者進行PRP或臭氧關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨訪3、6和12個月時PRP組膝關(guān)節(jié)WOMAC評分和VAS評分明顯優(yōu)于臭氧組，證實PRP能夠更好地改善KOA患者的關(guān)節(jié)功能，減輕關(guān)節(jié)疼痛。

3.2 與傳統(tǒng)治療的聯(lián)合應(yīng)用

PRP和傳統(tǒng)療法聯(lián)合應(yīng)用，可以發(fā)揮兩種治療模式的優(yōu)勢，產(chǎn)生協(xié)同作用，取得更好療效。目前的臨床研究主要集中在PRP與HA、臭氧、NSAIDs等的聯(lián)合應(yīng)用。

Zhao和Huang[34]對5項比較PRP聯(lián)合HA治療與單獨使用HA或PRP治療KOA的RCT研究進行薈萃分析（n=941），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨訪6個月聯(lián)合用藥組VAS評分和lequesne指數(shù)優(yōu)于單純PRP組；隨訪12個月患者膝關(guān)節(jié)WOMAC功能評分及總評分較PRP組明顯降低；不良反應(yīng)發(fā)生率3組相似。有學(xué)者對80例KOA患者分別進行PRP和PRP聯(lián)合臭氧關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射，結(jié)果顯示，術(shù)后3個月聯(lián)合治療組患者WOMAC功能評分及總分、VAS評分均較PRP組降低；術(shù)后6個月WOMAC僵硬度評分明顯減低，提示聯(lián)合治療能有效緩解患者早期疼痛，促使關(guān)節(jié)功能的快速恢復(fù)[35]。另外，王紅云和王雪春[36]對47例KOA患者行PRP關(guān)節(jié)腔注射聯(lián)合塞來昔布和鹽酸氨基葡萄糖口服治療，3個月后患者膝關(guān)節(jié)疼痛癥狀、功能均得到明顯改善。

在TKA手術(shù)方面，PRP也可起到輔助作用，一項系統(tǒng)評價研究納入6個PRP用于TKA手術(shù)的RCT研究（n=529），結(jié)果顯示，TKA術(shù)中應(yīng)用PRP在不增加不良事件發(fā)生率前提下，能有效減少術(shù)后失血量，控制血紅蛋白降低情況，縮短住院時間[37]。

4 PRP治療KOA的爭議

盡管目前有大量臨床研究報道PRP治療KOA的優(yōu)勢，但在2013年美國骨科醫(yī)師學(xué)會指南中，專家們既不贊成也不反對癥狀性KOA患者使用PRP[38]；2018年中國醫(yī)療保健國際交流促進會骨科分會撰寫的臨床實踐指南則提出，關(guān)節(jié)腔注射PRP更適合年輕、嚴重程度輕的KOA患者，但推薦強度低，仍需要大量研究提供證據(jù)支持[39]。

也有小部分學(xué)者的臨床研究結(jié)果不支持使用PRP。Filardo等[40]將192例膝骨關(guān)節(jié)炎患者分為兩組，分別進行PRP和HA治療，在注射前，注射后2、6、12、24個月進行隨訪，基于IKDC評分量表、VAS評分、Tegner評分進行結(jié)局評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組治療雖能改善患者膝關(guān)節(jié)功能及其癥狀，但除了注射后24個月PRP組相較于HA組再干預(yù)率低且具有統(tǒng)計學(xué)差異外，其余任何隨訪時間點兩組各方面評價均未有統(tǒng)計學(xué)差異，提示PRP治療KOA并未優(yōu)于HA；Cole等[41]對49例患者進行PRP和HA治療，結(jié)果亦表明，兩組患者WOMAC疼痛評分并無統(tǒng)計學(xué)差異。

這些臨床結(jié)果的差異可能與患者年齡、PRP白細胞含量、PRP血小板濃度、制備流程、儲存方式、應(yīng)用方式等密切相關(guān)，規(guī)范化的制備和使用流程、適應(yīng)證的恰當(dāng)選擇以及對患者個性化因素的關(guān)注等，都是提高PRP治療效果的有力措施。

5 KOA療效的影響因素

研究表明，采取不同的PRP制備方式，最終得到的PRP產(chǎn)物可能在血小板濃度、白細胞含量及其他成分方面有所差異，從而影響其臨床療效。Filardo等[42]納入144例KOA患者并將其分為兩組，分別采用單次離心和雙次離心PRP，結(jié)果顯示，兩組治療對KOA疼痛及功能均有較好的改善作用，但雙次離心組腫脹不良事件更多。盧萌等[43]從新西蘭大白兔獲得靜脈血，分別進行4種不同轉(zhuǎn)速的二次離心，分別為一、二次離心均為200 g，一次離心200 g、二次離心1 200 g，一次離心1 200 g、二次離心200 g，一、二次離心均為1 200 g，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第二種離心模式獲得的PRP回收率和血小板濃度最高，是PRP較為有效的制備方法。

合適的儲存及解凍方式對PRP作用的發(fā)揮具有一定的影響，有學(xué)者對志愿者血液標(biāo)本進行PRP制備，分別置于24℃、4℃和-70℃條件下儲存，結(jié)果顯示，相關(guān)生長因子在PRP中的濃度因貯藏溫度、貯藏時間和活化方式的不同而有顯著差異[44]。Nakatani等[45]將志愿者外周血離心制備成PRP，在-20℃環(huán)境下冷藏1個月后分別解凍為同體積或1/3體積（濃度分別為新鮮PRP的1倍和3倍），結(jié)果發(fā)現(xiàn)同體積解凍組PDGF-BB、TGF-β1水平及骨形成作用與新鮮PRP相似，而1/3體積組PDGF-BB、TGF-β1含量是新鮮PRP的3倍，骨形成作用更強。適當(dāng)?shù)膬Υ鏃l件和激活方式能夠更好地發(fā)揮PRP在KOA方面的治療作用，臨床獲益更多。

PRP注射部位及注射次數(shù)的不同對KOA的療效也有影響。Sánchez等[46]對60例重度KOA患者進行PRP關(guān)節(jié)內(nèi)治療和PRP關(guān)節(jié)內(nèi)、骨內(nèi)聯(lián)合治療，結(jié)果顯示，聯(lián)合治療組KOOS、WOMAC評分量表均有顯著改善，而單一關(guān)節(jié)內(nèi)治療組患者在任何一項評分上都未有改善，說明對于重度KOA患者，單純關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射PRP是無效的，只有聯(lián)合骨內(nèi)注射才能取得良好效果。學(xué)者們還發(fā)現(xiàn)，對于早期KOA患者，關(guān)節(jié)腔內(nèi)3次注射PRP臨床療效優(yōu)于單次注射[47]。然而，目前有關(guān)PRP不同使用方式影響療效的文獻普遍存在樣本量少、異質(zhì)性大的問題，今后需要開展多中心、大樣本、高質(zhì)量的研究，以探索最優(yōu)PRP使用方式。

有關(guān)PRP的成分，目前主要涉及血小板、白細胞含量以及生長因子等方面的研究。王一帆等[48]對60例KOA患者進行不同濃度血小板的PRP注射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PRP內(nèi)血小板濃度由900×109/L逐漸上升到1 800×109/L時，臨床癥狀改善程度隨之增強；而當(dāng)血小板濃度上升至2 100×109/L時，療效反而降低，提示PRP內(nèi)血小板濃度與KOA療效關(guān)系密切，且存在一個最適濃度。白細胞含量與PRP療效也存在相關(guān)性。一項Meta分析納入6個有關(guān)富白細胞PRP（leukocyte-rich platelet-rich plasma，LR-PRP）和LP-PRP的隨機對照試驗研究（n=1 055），結(jié)果表明，LP-PRP組WOMAC評分明顯優(yōu)于HA，LR-PRP卻沒有此類優(yōu)勢，LP-PRP治療效果更為理想[49]。

患者疾病嚴重程度及年齡、性別等個體因素也對PRP治療效果產(chǎn)生影響。Jang等[50]對65例KOA患者進行關(guān)節(jié)腔內(nèi)PRP注射，結(jié)果顯示，K-L分級Ⅲ級患者治療后疼痛再出現(xiàn)時間較Ⅰ級時間短，說明對于KOA病變程度嚴重的患者，PRP治療效果較差；而年齡與療效呈負相關(guān)關(guān)系，即年齡越小，PRP治療效果越好。Kon等[51]也發(fā)現(xiàn)，對于年齡＞50歲的KOA患者，PRP的療效與低分子量HA相當(dāng)，但對于年輕患者，PRP的療效明顯好于HA。Evanson等[52]獲得102名志愿者（男71人、女31人）的血液樣本并將其制備成PRP，結(jié)果顯示，女性樣本中表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）、肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）、胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor，IGF）-1和PDGF-BB含量均高于男性，而 25歲以下患者其 EGF、IGF-1、PDGF-AB、PDGF-BB和TGFβ-1含量均高于年齡＞25歲患者。這也部分解釋了某些研究PRP療效欠佳的原因。

除了上述因素之外，膝關(guān)節(jié)評價指標(biāo)多樣，評價量表在各個研究中心的使用未形成統(tǒng)一，隨訪時間較短、不能反映遠期效果等，均為PRP的評價與應(yīng)用帶來一定影響。

6 小結(jié)與展望

隨著國內(nèi)社會老齡化問題逐漸加重，KOA作為一類主要影響中老年群體的疾病，越來越引起醫(yī)療界的重視。PRP能夠修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨，緩解疼痛癥狀，改善患膝功能，延緩疾病進展，進而達到提升患者生活質(zhì)量、減輕經(jīng)濟負擔(dān)等目的。目前學(xué)者們從細胞、動物到人體各個層面揭示PRP的作用機制，探討其作用效果，為KOA的治療選擇提供一個嶄新的方向。但是，目前PRP并未作為一項常規(guī)療法應(yīng)用于臨床，其制備及使用流程尚未形成統(tǒng)一規(guī)范，同時缺乏大樣本、多中心隨機對照研究來證實其中遠期療效。無論如何，越來越多的學(xué)者致力于探索PRP的治療機制，并不斷提供新的治療思路，比如，有研究表明PRP源外泌體具有阻止糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)細胞凋亡的作用，可能對軟骨細胞起到一定的保護作用[53]。PRP結(jié)合生物材料應(yīng)用也成為一大亮點，納米羥基磷灰石、β-磷酸三鈣凝膠海綿、鎂合金支架等復(fù)合PRP修復(fù)骨缺損的優(yōu)勢正在逐漸顯現(xiàn)[54-56]。相信隨著未來對PRP研究的更加深入，其在KOA治療領(lǐng)域會有更大作為。