阮 珍，寇久社

（1.陜西中醫(yī)藥大學第二臨床醫(yī)學院，咸陽 712046；2.陜西中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院，咸陽 712000）

臭氧由3個氧原子組成，是一種不穩(wěn)定分子。醫(yī)用臭氧是以醫(yī)用純氧制備所得的臭氧-氧氣混合氣體。自第一次世界大戰(zhàn)期間臭氧被用來治療厭氧梭狀芽胞桿菌感染以來，其在醫(yī)學上的應(yīng)用已有100多年。醫(yī)用臭氧具有殺菌、抗炎、抗氧化、鎮(zhèn)痛及免疫調(diào)節(jié)等作用[1]。在適當?shù)臐舛认鲁粞跏且环N理想的藥物。隨著臭氧應(yīng)用的不斷發(fā)展及新型醫(yī)用臭氧發(fā)生器的出現(xiàn)，臭氧濃度可被精確測定，且臭氧的生物學機制逐漸被闡明，其在臨床上的應(yīng)用越來越廣泛，治療效果也逐漸得到人們的認可。目前已廣泛應(yīng)用于骨科、皮膚科、婦科、口腔科、疼痛科等多個醫(yī)學領(lǐng)域，對血管疾病、退行性疾病、口腔疾病、慢性感染、急慢性軟組織損傷等多種疾病有著很好的療效[2-6]，也可改善局部血液循環(huán)，改善組織缺氧、減輕腦水腫，用于腦卒中的輔助治療[7]。臭氧為綠色醫(yī)療做出了極大貢獻，目前，世界各地都在使用醫(yī)用臭氧，臭氧療法逐漸邁入正統(tǒng)醫(yī)學。本文主要介紹醫(yī)用臭氧治療急慢性軟組織損傷的現(xiàn)狀及其可能的機制。

1 軟組織損傷的概述

軟組織損傷是由各種急性外傷、慢性勞損等原因造成的除骨骼外的各組織出現(xiàn)功能或者結(jié)構(gòu)的異常，臨床上常表現(xiàn)為疼痛、腫脹、畸形，嚴重者可累及肌肉、肌腱、關(guān)節(jié)等，造成運動功能障礙[8]。軟組織損傷的就診人數(shù)占臨床相關(guān)科室的50%～80%[9]。急性軟組織損傷包括扭傷、挫傷、強力拉傷等。慢性軟組織損傷多由急性軟組織損傷發(fā)展而來，是一種遷延難愈的慢性疾病，如腰肌勞損、韌帶損傷等。急性損傷期，毛細血管破裂出血導(dǎo)致淤血、局部腫脹，腫脹壓迫神經(jīng)，產(chǎn)生疼痛，導(dǎo)致肌肉痙攣，血管收縮，組織缺血、缺氧、代謝產(chǎn)物蓄積，刺激末梢神經(jīng)使疼痛進一步加劇[10]。損傷區(qū)域微循環(huán)改變及能量代謝障礙促使炎性單核細胞從循環(huán)中募集遷移至損傷部位分化為巨噬細胞，這些巨噬細胞在早期表現(xiàn)為促炎表型（M1型），分泌大量促炎因子，包括腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-1（interleukin-1，IL-1）和誘導(dǎo)性一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）等，清除病原微生物及損傷組織，但其也可加強炎性反應(yīng)，促進組織損傷。在急性炎癥的晚期，M1型巨噬細胞發(fā)生凋亡或轉(zhuǎn)換為抑炎表型（M2型），分泌IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factorβ，TGF-β）、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等，促進組織愈合[11-12]。另外，在疾病的發(fā)展過程中，局部組織釋放大量5-羥色胺、前列腺素等致敏物質(zhì)，造成局部神經(jīng)損傷、組織攣縮變性。因此，早期減少炎癥因子的釋放、促使巨噬細胞轉(zhuǎn)化為抑炎表型、改善微循環(huán)障礙、緩解疼痛癥狀等是軟組織損傷治療的關(guān)鍵。已有研究表明，臭氧具有抑制促炎因子TNFα、IL-6等的表達，刺激抑炎因子IL-10的釋放，抑制前列腺、緩激肽等致痛物質(zhì)的釋放，增強局部血流灌注，提高局部氧濃度等作用，可有效應(yīng)用于各種軟組織損傷的治療[3，13]。

2 醫(yī)用臭氧在軟組織損傷中的應(yīng)用

對于軟組織損傷，臨床上暫無統(tǒng)一的治療措施。臭氧治療具有操作簡單、價格低廉、不良反應(yīng)少、患者容易接受等優(yōu)勢，是目前治療軟組織損傷安全有效的措施之一[14]。臨床上，臭氧治療已應(yīng)用于各種急慢性軟組織損傷，可有效減輕軟組織損傷的疼痛，改善臨床癥狀，治療效果確切，應(yīng)用濃度集中于30～40 mg·L-1。既往數(shù)據(jù)[15-16]分析表明，臭氧治療的時間窗為10～80μg·mL-1。2018年臭氧治療的共識中指出，臭氧軟組織痛點注射推薦濃度不超過30 mg·L-1。

對急慢性軟組織損傷、肩周炎等軟組織炎性疾病，臭氧有消炎鎮(zhèn)痛的效果，能顯著改善癥狀，提高患者生活質(zhì)量。經(jīng)臨床驗證，將臭氧準確無誤地注射浸潤至病變相關(guān)位置，可使療效達到最優(yōu)，故準確地判斷病變位置和病理類型非常重要，進行靶向注射確保臭氧浸潤至病變組織，或根據(jù)患者的實際情況，結(jié)合其他治療技術(shù)綜合治療以達到治療的最佳效果，如臭氧聯(lián)合小針刀治療、臭氧聯(lián)合針刺療法、臭氧聯(lián)合推拿治療等[17-19]。聯(lián)合治療既可縮短療程，又能減少臭氧的用量及濃度，保證了治療安全性。臭氧的治療呈劑量-效應(yīng)關(guān)系，濃度低時效果欠佳，濃度過高時則具有一定的毒性。高濃度的臭氧會導(dǎo)致一些生物分子被氧化，喪失生物活性，不利于細胞生存[6]。有研究表明[20]，臭氧對肺組織有嚴重的損傷作用，這取決于其使用劑量及暴露時間。Oliviero等[3]共納入6項隨機對照實驗，共353例患者，做了一項關(guān)于臭氧注射對膝關(guān)節(jié)炎患者疼痛和生理功能影響的系統(tǒng)評價，6項研究中均未發(fā)現(xiàn)嚴重不良事件。表明臭氧雖然有毒性作用，但控制在適當濃度及劑量下可避免毒性，產(chǎn)生良好的治療作用，且極少發(fā)生不良反應(yīng)，安全性高。

3 醫(yī)用臭氧治療軟組織損傷的可能機制

3.1 醫(yī)用臭氧可促進組織再生

醫(yī)用臭氧具有促進組織再生的作用。在一項納入了9項臨床研究的Meta分析結(jié)果中[21]顯示：臭氧局部注射治療慢性創(chuàng)傷（包括糖尿病潰瘍、動靜脈瘺、槍傷和慢性燒傷等），可有效促進傷口愈合。Leroy等[22]的研究表明，暴露0.5μg·mL-1臭氧可顯著增加傷口愈合過程中各種基因的表達。動物實驗證明[23]，臭氧油的局部應(yīng)用可使α-平滑肌肌動蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）和TGF-β1等基因作用增強，通過PI3K/Akt/mTOR信號通路增加成纖維細胞的活化和遷移，從而促進創(chuàng)面愈合。臭氧治療對小鼠肝臟缺血再灌注損傷具有保護作用，可減少促炎因子的釋放（IL-6、TNF-α等），并促進肝臟組織的再生[24]。Zhang等[25]采用標準治療加臭氧的套袋療法治療糖尿病足，患者傷口滲出液中VEGF、TGF-β及血小板源性生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）水平明顯增高。VEGF促血管內(nèi)皮細胞生長，是血管形成的重要因子；TGF-β可促進傷口愈合，在骨骼肌再生修復(fù)中起關(guān)鍵作用[26]；PDGF可以促進細胞增殖，并參與毛細血管的生成，修復(fù)微循環(huán)，加速組織損傷修復(fù)。這些因子的改變表明臭氧可有效促進創(chuàng)面組織的修復(fù)。另外，臭氧治療既可以觸發(fā)氧化應(yīng)激，又可抑制氧化應(yīng)激，調(diào)控氧化應(yīng)激處于對機體有利的水平。研究顯示[15]，機體每毫升血液中存在20～40μg的臭氧就會觸發(fā)氧化應(yīng)激，激活多種生物學過程。而在用臭氧自血療法治療纖維肌痛癥患者的實驗中發(fā)現(xiàn)，臭氧可以降低外周血單核細胞中活性氧（reactive oxygen species，ROS）、脂質(zhì)過氧化物（lipid peroxidation，LP）和蛋白質(zhì)羰基（protein carbonyl，PC）的含量，輕度降低氧化應(yīng)激水平，改善患者的癥狀[27]。中度氧化應(yīng)激可激活核因子-E2相關(guān)因子2（nuclear factor-erythroid 2-related factor-2，Nrf2），誘導(dǎo)抗氧化反應(yīng)元件（antioxidant response element，ARE）的轉(zhuǎn)錄[28]。Nrf2靶向基因具有細胞保護功能，并可抑制促炎基因的誘導(dǎo)，在炎癥介導(dǎo)的疾病中起保護作用[29]。臭氧能夠上調(diào)內(nèi)皮細胞中血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）的表達，HO-1可調(diào)控炎性反應(yīng)及Nrf2/ARE通路，HO-1還可調(diào)節(jié)NF-κB通路，降低促炎細胞因子表達，誘導(dǎo)抗炎細胞因子釋放[30-31]。中度的氧化應(yīng)激還可誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子-α（hypoxia inducible factor-α，HIF-α）的產(chǎn)生，HIF-α調(diào)控缺氧誘導(dǎo)的信號通路，可提高機體對慢性缺氧的耐受能力，增加VEGF的產(chǎn)生，促進新生血管的生成，HIF-α還可以正向調(diào)節(jié)造血干細胞的形成，促進組織修復(fù)過程[32]。中度氧化應(yīng)激還能增強組織細胞抗氧化和抗自由基的能力，在面神經(jīng)損傷的大鼠模型中，臭氧可改善自由基對神經(jīng)的損傷，促進面神經(jīng)的再生[33]。此外，低臭氧濃度可促進脂肪來源的成人干細胞（human adiposederived adults stem cells，hADAS）的脂肪生成，而脂類作為信號因子在調(diào)節(jié)新陳代謝及細胞修復(fù)中起著關(guān)鍵作用[34]。TNF-α可致細胞凋亡，抑制組織再生。Hao等[35]在切除尾鰭的斑馬魚模型中，觀察到臭氧水可促進尾鰭的再生，并發(fā)現(xiàn)臭氧對TNF-α具有雙重調(diào)控作用，損傷早期臭氧促進TNF-α的表達，有利于清除壞死組織，后期抑制TNF-α的表達，促進組織再生。

3.2 醫(yī)用臭氧的抗炎作用

軟組織損傷時，炎癥因子貫穿始終。組織損傷早期促炎因子釋放，晚期出現(xiàn)抗炎因子。觀察創(chuàng)傷性前交叉韌帶撕裂患者的滑膜液，早期炎性因子IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α水平顯著增高，晚期滑膜液中IL-10、IL-4的水平增高，對軟骨細胞起到保護作用[35]。而這些因子的來源可能是滑膜巨噬細胞、成纖維細胞和軟骨細胞[36]。有研究[1]顯示，3%和5%臭氧關(guān)節(jié)腔注射治療類風濕性關(guān)節(jié)炎，可減少促炎細胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α等的表達，且不會產(chǎn)生任何毒性或嚴重的副反應(yīng)?？芫蒙绲萚37-38]的研究表明，臭氧治療可明顯降低兔骨骼肌損傷后損傷組織及血漿中IL-6及TNF-α等炎癥因子的釋放，減輕組織變性。Y?ld?r?m等[39]制備了大鼠軟組織損傷模型，將大鼠隨機分為3組，臭氧治療組、高壓氧治療組、對照組，干預(yù)后結(jié)果顯示，臭氧治療組iNOS明顯下降，HIF-1、HO-1等明顯上升，臭氧治療組水腫在治療第1天即明顯緩解，表明臭氧治療明顯減輕了軟組織損傷的炎性反應(yīng)，改善了缺氧及微循環(huán)障礙。臭氧抗炎作用的機制可總結(jié)為：1）減少促炎因子的釋放，如IL-1β、IL-6以及TNF-α等；2）抑制NF-κB的活化：TNF-α可激活NF-κB途徑，導(dǎo)致下游其他促炎細胞因子的級聯(lián)反應(yīng)，形成惡性循環(huán)，臭氧治療可抑制TNF-α釋放，從而抑制NF-κB的活化；3）可通過調(diào)節(jié)氧化-抗氧化的平衡，中和反應(yīng)性氧化產(chǎn)物發(fā)揮抗炎作用[40]。

3.3 改善組織缺血缺氧狀態(tài)

軟組織損傷早期，組織的氧需求量增加為平時的20倍左右[39]，臭氧治療可改變機體組織的缺氧狀態(tài)，其可能機制：1）臭氧增加紅細胞的糖酵解率和2、3-二磷酸甘油酸，使氧血紅蛋白曲線向右移動，增加對機體組織的供氧[41]；2）改善血液流變學，降低血液黏度；3）臭氧易溶于血液和組織液，分解為單氧，使氧分壓增高；4）臭氧與組織液相互作用產(chǎn)生脂質(zhì)氧化產(chǎn)物（lipid oxidation products，LOPs），LOPs可激活內(nèi)皮細胞，引起前列環(huán)素、IL-8和一氧化氮（NO）等的釋放。IL-8是一種促炎因子，可趨化中性粒細胞至損傷組織，激活巨噬細胞等炎性細胞，促進早期組織修復(fù)，NO可刺激缺血性血管部位的血管舒張，進而減輕組織充血水腫，增加組織供氧[13]；5）組織缺氧刺激HIF-α的表達，從而升高VEGF的水平，促進新生血管的形成；6）臭氧衰變后，可直接向局部病灶組織供氧，改善缺氧，促進修復(fù)；7）臭氧治療時，可誘導(dǎo)超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶等酶的作用，使線粒體呼吸鏈中的氧氣利用更加有效；8）H2O2是臭氧發(fā)揮治療作用的主要活性氧分子[39]，H2O2可以改變血小板的聚集方式，抑制血栓的形成；可激活紅細胞中的戊糖循環(huán)，增加NADPH的生成，維持紅細胞膜的完整性[15]。

3.4 醫(yī)用臭氧的鎮(zhèn)痛作用

軟組織損傷的主要臨床表現(xiàn)為疼痛，臭氧可顯著改善疼痛癥狀。臭氧鎮(zhèn)痛機制可能如下：1）刺激中間神經(jīng)元釋放腦啡肽等物質(zhì)[42]；2）可直接作用于病灶周圍神經(jīng)末梢；3）抑制前列腺素、緩激肽及致痛物質(zhì)（P物質(zhì)、磷脂酶A2等）的釋放；4）局部注射可使抗氧化酶過度表達，清除氧自由基而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用；5）減少炎癥因子的釋放。臭氧不僅對各種急慢性軟組織損傷所致的疼痛有效，也可減輕各種原因所導(dǎo)致的神經(jīng)病理性疼痛、炎性疼痛、癌性疼痛等[43-44]。

此外，關(guān)節(jié)軟骨損傷與軟骨細胞自噬缺陷相關(guān)，臭氧可促進軟骨細胞自噬，改善軟骨細胞活力，減輕軟骨細胞損傷[45]。臭氧還具有免疫激活和免疫調(diào)節(jié)作用，可使血液中免疫細胞的數(shù)量和活性增加（主要為T淋巴細胞），增加白細胞數(shù)量，增強巨噬細胞吞噬能力。另外，臭氧還可氧化分解機體產(chǎn)生的廢物及毒性物質(zhì)，促進有害物質(zhì)排出體外。

綜上所述，臭氧對于各種軟組織損傷疾病的治療效果顯著，不會有病灶周圍結(jié)構(gòu)損傷等并發(fā)癥的存在，醫(yī)療消耗少、綠色安全，可單獨應(yīng)用也可與其他治療手段聯(lián)合應(yīng)用，聯(lián)合應(yīng)用還可減少其他治療的副反應(yīng)。目前可以根據(jù)患者的具體情況采用臭氧的不同治療方式，如臭氧局部注射、臭氧水的靜脈輸注、沖洗、直腸灌注、大自血療法、局部臭氧罩及臭氧油的應(yīng)用等，充分發(fā)揮臭氧的治療作用。新型醫(yī)用臭氧發(fā)生器能夠準確控制臭氧使用劑量，臭氧將成為多種疾病安全有效的治療選擇。但研究[46]表明，長期暴露于低濃度的臭氧，正常及腫瘤培養(yǎng)的細胞都會發(fā)生變化，導(dǎo)致細胞死亡和功能消失，對肺組織會產(chǎn)生損害，也可能會導(dǎo)致一些慢性炎癥，加之目前臭氧治療軟組織損傷的確切機制尚不明確，阻礙了其在臨床中的廣泛應(yīng)用，故確定臭氧的最佳給藥劑量和給藥頻率，探索臭氧治療的作用機制為未來臭氧的臨床應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)尤為重要。軟組織損傷早期，多種促炎癥因子（IL-1β、IL-6以及TNF-α等）釋放，加重損傷；損傷晚期大量生長因子（PDGF、VEGF、TGF-β）等水平增加，調(diào)節(jié)組織再生，促進細胞增殖和血管生成，改善局部缺氧，促進組織修復(fù)[47]，這些促炎及抗炎因子可能由不同類型的巨噬細胞產(chǎn)生，而臭氧治療可調(diào)控這些因子的表達，臭氧是否是通過影響巨噬細胞來調(diào)控這些因子的表達以達到治療目的，仍有待進一步研究。