PRP治疗膝关节骨性关节炎患者

作者：朱瑶 北京积水潭医院

骨关节炎（OA）是一种全关节疾病，是成人疼痛和残疾的主要原因。炎症是OA的已知促因，局部和周围炎症都与疾病活动、疼痛和膝关节僵硬有关。OA的复杂发病机制给治疗策略的制定带来了重大挑战，目前几乎没有替代全关节置换的可行方案。现有的非手术干预旨在通过减少炎症来延缓疾病进展、改善功能和治疗疼痛。
目前临床医生治疗关节炎症的标准方法包括口服非甾体抗炎药和皮质类固醇注射。然而，这些治疗与不同的结果相关，因此，临床医生已经开始使用“原生物制剂”，因为它们具有减轻炎症、促进合成代谢和修复的潜力，并且其“最低限度的操作”和自体性质不受食品和药物管理局的上市前监管许可。
富含血小板血浆（PRP）是一种自体血液产品，通过离心全静脉血来分离和浓缩血小板。据信，血小板含有并释放多种生长因子，可促进愈合，抑制炎症，减轻疼痛。这些血液衍生产品已被用于增强软骨生成，治疗骨骼，肌腱和韧带损伤，最近已成为膝关节OA的潜在治疗药物。
现有的研究将关节内注射PRP与其他非手术治疗膝OA的方法进行了比较，结果表明，接受PRP的患者通常受益匪浅。目前的观点是，OA患者的阳性临床结果主要与PRP的抗炎作用有关，而不是与关节软骨中合成代谢和修复作用的增加有关。然而，由于可用PRP制剂的高度可变性，这些报告没有定论，关于这些血液制品中影响膝关节骨性关节炎患者临床反应的相关特征的可用信息有限，治疗方案和结果收集缺乏共识和标准化，以及对特定治疗的疾病候选或特定细胞/组织靶点缺乏了解。
在目前的研究中，我们旨在开发一个综合工作流，以评估体外PRP的组成和生物活性是否与膝OA患者的临床结局相关。由于滑膜成纤维细胞和巨噬细胞之间具有特征性的细胞串扰，以及这些细胞对OA疾病的贡献，我们评估了PRP在共培养物中的抗炎作用，共培养物再现了炎症滑膜组织中发生的细胞串话。我们使用转录组学分析表征巨噬细胞和成纤维细胞对PRP的反应。根据临床结果，我们确定膝OA患者对关节内注射PRP有不同的疼痛反应。使用我们的生物测定和来自这些患者的PRP，我们能够检测到与患者报告结果相关的PRP生物活性差异。
我们的目的是开发一种综合方法，允许使用对PRP有不同反应的患者的PRP在体外评估PRP生物活性。首先，我们建立了人巨噬细胞和滑膜成纤维细胞的共培养系统，并比较了它们对TNFα的反应，单独或与PRP联合作用时的转录谱。我们之所以选择这种共培养系统，是因为滑膜成纤维细胞和巨噬细胞对OA的贡献众所周知，而且这种共培养体系和这些细胞对TNFα的反应的串扰也得到了很好的确立。我们对单独或联合使用10 ng/ml TNFα和10%（vol:vol）PRP处理的4个独立共培养物（由来自不同组织供体的巨噬细胞和成纤维细胞制备，并使用来自4个独立供体的PRP样本）进行了RNA序列分析。巨噬细胞和成纤维细胞共处理24小时，然后分别从每种细胞类型中分离RNA，进行RNA序列分析。
PRP、TNFα和TNFα后巨噬细胞分离的RNA分析+ 如主成分分析,PRP处理揭示了相对于未处理对照组的独特转录谱。与未经治疗的对照组相比，经PRP治疗的巨噬细胞表现出几种典型NF-κB靶点和应激反应基因（包括S100A12和TNFα）的表达降低，MAP2K6 mRNA的表达显著上调。正如预期的那样，TNFα处理的细胞显示典型NF-κB靶点（包括CCL5和NFKB1）的表达增加，先前报道的TNFα诱导的IFN应答16，CXCL10、NKG7和IL1B mRNA增加。PRP之间的比较 + TNFα与TNFα处理的巨噬细胞发现559个差异表达基因，包括已知炎症调节剂的表达减少（JUN、IRF4和SMAD3；完整列表的补充表S3）。NanoString多重基因表达分析证实了通过RNA序列分析确定的巨噬细胞基因表达的变化。接下来，我们使用RNA序列数据进行QuSAGE途径分析29。PRP处理的巨噬细胞与未处理对照组相比发现NF-κB/MAPK的变化（主要由S100A12和MAP2K6的表达减少引起），TNFR1和NLRP3炎性体通路的表达减少，PPAR信号通路的表达增加。与未经治疗的对照组相比，经TNFα治疗的巨噬细胞表现出WNT信号减少，TNFα途径中的基因表达预期增加。TNFα之间的比较 + PRP和TNFα组发现了七条差异表达的途径，包括巨噬细胞中胆固醇生物合成途径的表达减少和丙酮酸脱氢酶PDH复合物信号的表达增加。
接下来，我们旨在评估从PRP治疗后疼痛结果改善的患者中获得的PRP的体外生物活性是否不同于报告不良结果的患者的PRP生物活性。为此，我们招募了51名接受单次低白细胞PRP注射的患者（3.7 ± 0.7 ml，使用Arthrex ACP®试剂盒配制），用于治疗膝OA。患者人口统计和PRP特征见表1。我们收集了基线检查时的相关临床信息、自我报告的膝关节损伤和骨关节炎预后（KOOS-JR）以及注射PRP后6周和6个月的数字疼痛评定量表（NPRS）得分。根据注射PRP后6个月的最小临床重要差异（MCID）值，我们使用这些患者报告的结果来确定PRP有应答者（resp）或无应答者（n-resp）。我们选择6个月作为时间点，定义PRP的resp和n-resp，并根据评估6个月和12个月PRP治疗后膝OA患者疼痛评分的研究23进行分析。图5A和B显示了随时间推移的结果指标分布，仅代表在基线检查时（d0，PRP给药前）和PRP治疗后6周和6个月完成两份问卷的患者（N = 20).