小针刀治疗膝关节骨性关节炎疗效观察及对关节滑液TNF-α、MMPs表达的影响

孟锋 殷源 王天赋 冯丽

·论著·

小针刀治疗膝关节骨性关节炎疗效观察及对关节滑液TNF-α、MMPs表达的影响

孟锋 殷源 王天赋 冯丽

目的 观察小针刀治疗膝关节骨性关节炎(KOA)的疗效及其对关节滑液肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、基质金属蛋白酶(MMMs)水平的影响。方法 将69例KOA患者随机分为针刀组(n=36)和对照组(n=33)。针刀组采用小针刀治疗，对照组采用关节腔内注射玻璃酸钠治疗，连续治疗4周。分别于治疗前及疗程结束后1周，采集患膝关节滑液检测肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、基质金属蛋白酶-3(MMP-3)、MMP-9、MMP-13含量；采用西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎调查量表(WOMAC)量表评价两种治疗方案对患者症状、体征的改善情况，并对综合疗效进行评定。结果 治疗结束后，2组关节滑液TNF-α及MMP-3、MMP-9、MMP-13水平，WOMAC各项评分及总分相对于本组治疗前均有明显下降(P<0.05)，且针刀组下降后的水平低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。综合疗效结果显示，针刀组临床控制率，总有效率均高于对照组(P<0.05)。结论 小针刀能够通抑制炎性细胞因子TNF-α的释放，阻断其诱导MMPs的高水平表达，抑制软骨基质的降解，保护软骨细胞，从而发挥治疗KOA的作用。

小针刀；膝关节骨性关节炎；滑液；肿瘤坏死因子-α；基质金属蛋白酶

膝关节骨性关节炎(KOA)是一种以的膝关节软骨变性、破坏及骨质增生为特征的慢性关节病，在中老年群体中有较高的发病率，60岁以上人群发病率为10%～15%[1]，主要临床表现为关节疼痛、肿胀及功能障碍。近年来，随着我国人口老龄化、高龄化的趋势，KOA发病率、致残率逐年上升，不仅给患者躯体功能造成影响，而且还影响了患者的心理健康及社会功，加重患者及家庭负担[2]。KOA可分为原发性和继发性两大类型，前者发病机制尚不明确，因此目前尚未有绝对有效的治疗药物或方案。KOA临床治疗的目的在于缓解疼痛，延缓病情进展，避免或减少畸形，改善肢体功能，提高生活质量。目前，临床报道的治疗方法有物理疗法、药物疗法、针灸、小针刀、运动康复、基因疗法、手术等多种治疗方法，但缺少公认统一的高疗效方法。小针刀作为一种新的中医微创技术，是在中医理论指导下的针灸与现代医学解剖及手术技术的有机结合，近年来在治疗KOA方面显示出了较好的疗效，相关的作用机制也得以阐明。本研究对此方法的疗效进行进一步验证，并对其可能存在的作用机制进行进一步的分析，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2015年1月至2016年1月诊于我科的KOA患者69例，采用随机数字表法分为针刀组(n=36)和对照组(n=33)。针刀组中，男20例，女16例；年龄44～67岁，平均(55.32±11.41)岁；病程6个月～6年，平均(4.29±1.15)年；单膝发病21例，双膝发病15例；病情分级：Ⅰ级5例，Ⅱ级17例，Ⅲ级14例。对照组中，男18例，女15例；年龄43～69岁，平均(56.46±13.25)岁；病程5个月～8年，平均(4.77±1.56)个月；单膝发病19例，双膝发病14例；病情分级：Ⅰ级4例，Ⅱ级16例，Ⅲ级13例。2组性别比、年龄、病程及病情分级等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准:全部病例均符合中华医学会骨科学分会颁布的2007年版《骨关节炎诊治指南》中的诊断标准，结合症状、体征、实验室检查及X线检查等明确诊断[3]。根据Kallgren-Lawrence放射性病情分级标准，纳入Ⅰ～Ⅲ级者；年龄40～70岁，性别不限；签署知情同意书，并承诺接受、配合本研究。

1.2.2 排除标准:患有风湿性、肿瘤、原发性软骨瘤、结核、痛风、关节腔内外积液、炎症性关节疾病等累及关节的疾病；KOA继发于创伤、感染或内分泌性疾病者；合并有膝关节骨折、半月板损伤等疾病者；近三个月内接受过相关治疗者；凝血功能异常者；合并有严重肝、肾功能不全及糖尿病患者；施术局部存在皮肤破损、创伤，或近三个月有手术史者；女性妊娠期、哺乳期；治疗过程中患者擅自改为其他治疗的。

1.3 治疗方法

1.3.1 针刀组:进行针刀治疗。患者仰卧位，膝关节屈曲30°左右，暴露膝关节寻找治疗点，即在髌骨周围及内外侧韧带、髌腱的附着点等处进行触摸，有明显压痛点或结节、索条状物处即为治疗点，标记治疗点，根据患者疼痛位置、骨赘生成位置及关节功能受限方向，每次选择3～5个治疗点。标记治疗点，常规消毒铺巾，1%盐酸利多卡因每个治疗点处皮下注射麻醉。左手拇指按压施术部位，右手持小针刀，针刀体与皮肤垂直，刀口线平行肌纤维方向刺入皮下及皮下组织，然后放慢进针速度，当针体进入病灶或一定深度时，患者有较强的针感(酸胀感)，然后根据局部情况纵向剥离3～4刀，后横行剥离3～4刀，刀下明显松动后出刀，压迫针眼片刻。如痛点靠近髌骨边缘，先不出刀，顺进针刀方向斜刺达髌骨外缘骨面，转动刀口线与外缘正垂直方向，左右横剥2～3刀，有松动感后顺原针刀方向拔出。病灶处有结节可给予切开。无菌纱布覆盖伤口，禁止清洗患处 ，避免剧烈活动。1次/周，连续治疗4周。

1.3.2 对照组：关节腔内注射玻璃酸钠。患者仰卧位，膝关节屈曲70°左右，取髌上部位内侧或外侧为穿刺点，常规消毒，对患者膝关节进行穿刺，回抽无回血后，若有关节腔积液，则抽尽积液，将2ml注射玻璃酸钠(山东正大福瑞达制药有限公司生产)注入，加压包扎固定。然后让患者被动屈伸活动患膝数次，以利于药物均匀分布于关节腔。1次/周，连续治疗4周。

1.4 观察指标

1.4.1 实验室指标:分别于治疗前及疗程结束后1周，采集患膝关节滑液2ml，离心分离上清液，-70℃冰箱保存待检。肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、基质金属蛋白酶-3(MMP-3)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、基质金属蛋白酶-13(MMP-13)含量采用酶联免疫吸附(ELISA)法测定，试剂盒均购自上海恒远生物科技有限公司，操作按试剂盒说明书进行。

1.4.2 功能评价:采用西安大略和麦克马斯特骨关节炎调查量表(WOMAC)量表评价两种治疗方案对患者症状、体征的改善情况。该量表包括疼痛、僵硬、关节功能三大方面，总共有24个项目，分值越高，表示症状越严重。治疗前、疗程结束后及结束后3个月分别评定[4]。

1.4.3 综合疗效评价:临床控制：膝关节肿胀、疼痛消失，关节活动正常，积分减少≥95%，X线显示正常；显效：膝关节肿胀、疼痛明显减轻，关节活动基本恢复正常，积分减少≥70%且<95%，X线显示明显好转；有效：膝关节肿胀、疼痛减轻，关节活动轻度受限，积分减少≥30%且<70%，X线显示有好转；无效：膝关节肿胀、疼痛及功能均未改善，积分减少<30%[5]。

2 结果

2.1 2组治疗完成情况 2组患者均按疗程完成治疗及随访，无脱落病例。治疗组4例在针刀治疗结束后出现心慌、胸闷、冷汗现象，平卧休息10min后症状消失。2组患者均未出现针眼红肿、渗液等感染情。

2.2 2组患者治疗前后关节滑液相关因子水平比较 治疗前，2组关节滑液TNF-α及MMP-3、MMP-9、MMP-13水平比较差异无统计学意义(P<0.05)，治疗结束后，2组关节滑液TNF-α及MMP-3、MMP-9、MMP-13水平相对于本组治疗前均有明显下降(P<0.05)，且针刀组下降后的水平低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

项目针刀组(n=36)治疗前治疗后对照组(n=33)治疗前治疗后TNF-α(pg/ml)86.34±16.7131.06±7.45*#89.57±18.2346.22±9.16*MMP-3(ng/ml)216.32±25.23103.39±18.31*#222.62±20.62153.35±16.46*MMP-9(ng/ml)64.17±15.3735.87±10.64*#67.25±18.6748.31±12.63*MMP-13(ng/ml)261.07±29.26165.42±13.23*#273.36±23.19198.44±11.42*

注：与治疗前比较，*P<0.05；与对照组比较，#P<0.05

2.3 2组治疗前后WOMAC量表评分变化比较 治疗前，患者WOMAC量表疼痛、僵硬、功能障碍评分及总分比较差异无统计学意义(P>0.05)，治疗2组患者各项评分及总分较治疗前均明显下降(P<0.05)且2组评分同期比较显示，针刀组评分较对照组更低(P<0.05)。 见表2。

表2 2组治疗前后WOMAC量表评分变化比较 分

注：与治疗前比较，*P<0.05；与对照组比较，#P<0.05

2.4 2组综合疗效评价结果 治疗后综合疗效，针刀组临床控制率为55.55%，总有效率为91.67%，对照组分别为36.36%、78.79%。针刀组临床控制率、总有效率均高于对照组(P<0.05)。见表3。

表3 2组综合疗效评价结果 例

注：与对照组比较，*P<0.05

3 讨论

KOA的发病机制尚未完全明了，普遍认为与年龄、软骨代谢、内分泌、累积性微小创伤、骨内高压症、免疫抑制生物力学及遗传等因素有关。近年来，随着对KOA发病机制研究的深入，越来越多的证据显示，滑膜炎症是KOA发展的重要因素之一，病理特点是无菌性慢性滑膜炎[6]。以往临床多采用美洛昔康、罗非昔布等非甾体抗炎药治疗，效果显著，但长期使用患者会出现不同程度的不良反应。我国的《骨关节炎诊治指南(2007年版)》推荐使用玻璃酸钠关节腔注射。玻璃酸钠是关节软骨基质和关节液的主要成分之一，玻璃酸钠关节腔注射能够诱导自身透明质酸钠的分泌与释放，改善关节腔内环境而起到保护关节软骨的作用，同时还可形成物理屏障，抑制炎性介质释放，减轻滑液组织的炎症，改善变性软骨代谢，缓解疼痛。大量的临床及实验室研究已经证实，玻璃酸钠关节腔注射治疗KOA有特定的疗效。但KOA的发机制复杂，因此玻璃酸钠注射治疗仍存在一定的局限性。

针刀疗法将中医针刺治疗与西医外科手术相结合，发挥针刺及刀的双重作用，同时又减小了手术所造成的创伤。临床研究已经证实，针刀治疗能够减轻KOA患者疼痛，增加关节活动度，改善晨僵等症状[7]。本研究结果也显示，针刀治疗后，KOA患者WOMAC量表疼痛、僵硬、功能障碍评分及总分明显下降(P<0.05)，症状明显改善，效果优于玻璃酸钠注射治疗(P<0.05)。关于其作用机制，目前主要观点为：恢复生物力学平衡。该观点认为，膝关节周围韧带等软组织的力学变化在KOA的发生发展中发挥重要作用，当膝关节周围内、外侧副韧带及髌韧带损伤及生物力学平衡受到破坏时，直接影响膝关节内应力分布，从而引起膝关节及其周围组织的失代偿，加速关节软骨的退行性改变。针刀通过对对关节周围软组织的剥离、松解，消除软组织挛缩，一方面恢复了关节内外张力平衡，缓解了关节活动障碍；其次减轻了关节腔内压力，改善骨内微循环，从而改善张力性疼痛、僵硬等症状，同时针刀还能调节中枢神经系统5羟色胺等神经递质等合成、代谢发挥镇痛作用；再次，针刀在解除关节内异常应力的同时，也使受压迫的血管、神经末梢得以恢复，血液循环得以改善，从而促进软骨组织的修复[8]。近年来有学者进一步从微观角度对针刀恢复生物力学平衡的作用机制进行了研究。梁楚西等[9]研究指出，针刀“调筋治骨”法对软骨Integrinβ1、Col-ⅡmRNA表达量有良性调节作用，这种作用可能与改善膝关节对内侧副韧带的生物力学特性有关。秦谊等[10]研究指出，针刀治疗KOA的作用机制可能是通过改善韧带力学特性，调整关节内应力环境，通过IL-4力学信号通路，调整Aggrecan、MMP-3mRNA表达，阻抑软骨退变，从而起到“调筋治骨”的治疗作用。金英利[11]研究指出，针刀治疗有效地调节韧带胶原相关因子基因蛋白表达，恢复韧带的结构和功能,抑制膝骨关节炎病理进程。针刀治疗KOA的抗炎机制已得到部分阐释。此外，关节软骨磨损、退化，导致软骨基质软化，也是K0A形成的关键环节，因此本研究从针刀对软骨细胞及基质的保护机制入手[12]。

TNF-α不仅是重要的炎性介质，而且还是重要的软骨基质降解介质，它能影响软骨细胞的基因表达，抑制软骨基质Ⅱ型胶原和蛋白多糖合成并促进其降解，从而对关节软骨造成破坏。此外，在TNF-α作用下，滑膜成纤维细胞增生，促进软骨降解；滑膜巨噬细胞可以进一步分化为破骨细胞，导致边缘骨质破坏，对软骨自身修复起到抑制作用。TNF-α还能诱导其他细胞因子，如IL-6、IL-1β等炎性介质共同介导对关节软骨的破坏[13,14]。临床报道显示，KOA患者膝关节腔液中TNF-α水平显著高于正常人群，且随着病情的加重，TNF-α水平越高[15]。

实验证明，KOA患者血清及关节液中MMP-3含量显著高于正常对照组，且关节液中MMP-3越高，病情越严重[16]。MMP-9又称为明胶酶B、Ⅳ型胶原酶，可降解Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原，也可切割天然Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅺ 型胶原，破坏软骨基质及胶原形成的网状结构，使胶原碎裂分解，从而更易被MMP-3裂解，二者联合作用使得胶原网状结构失去原有的坚固特性，从而导致软骨不可逆改变[17]。报道显示，KOA患者关节液及血清中MMP-9含量显著高于正常对照组，并且随着病情的加重， 关节液及血清中MMP-9水平显著均显著升高[18]。MMP-13可对各种胶原进行有效降解，尤其是对Ⅱ型胶原的降解活性最高，是MMP-3的5～10倍，为目前所知酶中最有效的Ⅱ型胶原降解酶，可直接降解软骨基质胶原骨架，破坏软骨的完整性，是KOA早中期基质降解的关键酶[19]，软骨组织破坏程度越严重，MMP-13的表达越高[20]。相关性研究显示，MMPs可诱发炎性介质的释放，如白细胞介素、TNF-α等，加重骨关节炎的炎性反应，而TNF-α又能特异性的作用于软骨细胞及滑膜细胞，刺激MMPs表达增多，加速关节软骨外基质降解[21]。临床报道显示，KOA患者膝关节液中TNF-α与MMP-3水平存在正相关性，TNF-α能促进软骨细胞表达MMP-3，加重软骨损伤，二者联合检测有助于病情的判断[22]。TNF-α能上调MMP-9的表达，使MMPs/TIMPs比例失衡，引起软骨基质的破坏,参与KOA发病及渐进性加重[23]。且TNF-α、MMP-3、MMP-9、MMP-13的含量与患者的病变程度呈正相关，对预后判断具有较高的准确性，可作为反映KOA软骨损伤程度的重要生物学标志物[24]。实验研究表明，针刀对能够抑制兔膝骨关节炎大鼠MMP-3、MMP-13mRNA和蛋白表达，降低关节液中TNF-α水平，达到治疗膝骨关节炎的作用[25,26]。临床报道显示，针刀松解术能够降低KOA患者关节滑液中MMP-9、TNF-α水平，抑制炎性反应与软骨细胞外基质的降解，从而发挥治疗膝骨性关节炎的作用[27]。有关本研究结果显示，针刀治疗后，KOA患者膝关节滑膜液中TNF-α、MMP-3、MMP-9、MMP-13含量均减少(P<0.05)，意味着加速软骨中胶原和蛋白聚糖的降解的相关因素得到控制，从而减轻软骨及其基质继发性侵害，进而延缓关节软骨退行性改变，促进软骨修复，达到改善膝骨关节炎的症状的目的，且效果优于玻璃酸钠关节腔注射(P<0.05)。提示针刀能够通抑制炎性细胞因子TNF-α的释放，阻断其诱导MMPs的高水平表达，抑制软骨基质的降解，保护软骨细胞，从而发挥治疗KOA的作用，这又为小针刀治疗KOA的机制研究提供新的依据。

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Therapeutic effects of small needle knife on knee osteoarthritis and its effects on the expression levels of TNF-α,MMPs in joint synovial fluid of patients

MENGFeng,YINYuan,WANGTianfu,etal.

CommunityCentreofShijitanHospitalAffiliatedtoCapitalMedicalUniversity,Beijing100038,China

Objective To observe the therapeutic effects of small needle knife on knee osteoarthritis (KOA) and its effects on the expression levels of tumor necrosis factor (TNF-α), matrix metalloproteinases (MMPs) in joint synovial fluidof patients.Methods Seventy-nine patients with KOA were randomly divided into small needle knife group (n=36)andcontrolgroup(n=33).Thepatientsinsmallneedleknifegroupweretreatedbysmallneedleknife,however,thepatientsincontrolgroupweretreatedbyintraarticularinjectionwithsodiumhyaluronate,withatreatmentcourseof4weeksforbothgroups.ThelevelsofTNF-α,MMP-3,MMP-9,MMP-13injointsynovialfluidofpatientsweredetectedbeforetreatmentandon1weekaftertreatment,moreover,thetherapeuticeffectsandtheimprovementstatusofsymptomsandsignsofpatientswasevaluatedbyusingWesternOntarioandMcMasterUniversitiesOsteoarthritisScaleSurvey(WOMACratingscale).Results At the end of treatment,the levels of TNF-α,MMP-3,MMP-9,MMP-13 in joint synovial fluid of patients and WOMAC scores were significantly decreased in both groups,as compared with those before treatment (P<0.05),moreover,thedecreasedegreeinsmallneedleknifegroupwassignificantlylowerthanthatincontrolgroup(P<0.05).Theclinicalcontrolrateandtotaleffectiverateinsmallneedleknifegroupweresignificantlyhigherthanthoseincontrolgroup(P<0.05).Conclusion The research results suggest that small needle knife can inhibit the release of inflammatory cytokines-TNF-α,and can decrease the expressions of MMPs,inhibit the degradation of cartilage matrix and protect the cartilage cells so as to carry out the therapeutic effects on KOA.

small needle knife; knee osteoarthritis;synovial joint fluid;TNF-α;MMPs

10.3969/j.issn.1002-7386.2017.02.002

100038 北京市，首都医科大学附属北京世纪坛医院中医骨伤科(孟锋)；首都医科大学附属北京世纪坛医院社区中心(殷源、王天赋、冯丽)

冯丽，100038 北京市，首都医科大学附属北京世纪坛医院社区中心；

E-mail:bjsjtfl@sina.com

R

A

1002-7386(2017)02-0168-05

2016-09-21)