郑成 王广兰 彭云栋
随着肌腱退行性病变和人口年龄增长,肩袖损伤的发生率越来越高,损伤往往会导致患者肩部疼痛和功能受限,随着肩袖修复技术的不断发展,即使在一些大面积撕裂中也可进行修复,并取得令人满意的结果,但修复后仍存在高复发率的情况,据报道肩袖修复后的再撕裂率在 11%~94%,其复发率受多种因素影响,包括患者年龄、肩袖撕裂大小和撕裂类型、修复前持续时间、肌腱受累数量和脂肪浸润程度等。有研究表明,在进行肩袖修复后,肌腱愈合并非组织正常化再生,而是通过瘢痕组织形成所实现的。所以修复后的肌腱机械性能差,更易导致再撕裂。近年来将研究重心开始转向生物愈合机制上,这对于降低术后再撕裂率和改善功能是至关重要的。
富血小板血浆 ( platelet-rich plasma,PRP ) 作为一种生物增强技术已广泛用于运动医学和骨科等领域。PRP 作为一种自体血小板浓缩物,其血小板浓度往往高于全血,已知 PRP 中含有超过 1500种生物活性蛋白质,在激活后释放肌腱愈合各阶段所需的生长因子。如参与组织修复的转化生长因子-β ( TGF-β )、血小板衍生因子 ( PDGF )、成纤维细胞生长因子 ( FGF ) 和表皮生长因子 ( EGF ) 等。这些生长因子参与诱导有丝分裂、新生血管生成、细胞外基质再生、细胞增殖分化。血小板还通过 FGF刺激成纤维细胞增殖、诱导细胞基质的合成,从而促进修复组织更好的愈合;这也为增强组织的愈合潜力提供一定基础,有研究报道了 PRP 治疗肩袖撕裂的疗效,一部分作者认为 PRP 使用对肩袖修复术后愈合和功能恢复方面显示出更好的结果,然而有作者未发现益处。因此,PRP 在肩袖愈合的作用仍具有一定争议性。为此,本研究旨在探讨PRP 对关节镜下肩袖修复后的恢复情况。
1. 文献纳入标准与排除标准:
( 1 ) 纳入标准:① 随机对照实验 ( randomized controlled trial,RCT );② 临床研究;③ 文献证据水平:Ⅰ 级。
( 2 ) 排除标准:① 回顾性研究;② 实验室研究;③ 个例研究。
2. 患者纳入标准与排除标准:
( 1 ) 纳入标准:① 患者均接受关节镜肩袖修复;② 术后结果测量至少包括以下一项:疼痛视觉模拟评分 (visual analogue score,VAS )、简单肩部测试 ( simple shoulder test,SST )、美国肩肘外科协会( american shoulder and elbow surgeons,ASES ) 评分、康斯坦特肩关节功能 ( Constant ) 评分、加州大学洛杉矶分校 ( The shoulder rating scale of the university of california at los angeles,UCLA ) 评分和影像学检测[ 磁共振成像 ( MRI ) 或超声下检测 ];③ 诊断为肩袖撕裂并行关节镜修复患者;治疗组接受 PRP;④ 患者随访 > 12 个月,随访率 ≥ 80%。
( 2 ) 排除标准:① 研究后续未随访;② 曾接受手术患者。
检索 PubMed、Embase、Cochrane、中国知网、万方等数据库,搜集 PRP 治疗关节镜下肩袖修复的 RCT,检索范围从各数据库建库至 2021年 3 月1 日,并检索相关参考文献获取相关信息。使用以下检索词:“Platelet Rich Plasma”,“PRP”,“Rotator Cuff tear”,“富血小板血浆”、“肩袖撕裂”以尽可能识别符合标准的研究。
由 2 位作者独立完成以确定符合纳入标准的研究,2 位作者产生意见不一致与第 3 作者商讨确定。下列数据均摘自符合上述纳入标准的研究:第一作者姓名、出版日期、患者人数、性别、年龄、撕裂类型、修复方法、临床和影像学随访时间、研究结果、PRP 类型以及复发率。
对文献方法学评估采用 Cochrane 干预措施系统评价手册 5.3 进行,为确定偏倚风险可能性,本研究对选择偏倚 ( 随机序列和分配隐藏 )、实施偏倚 ( 医师和患者盲法 )、测量偏倚 ( 结果评估者盲法 )、随访偏倚 ( 结果数据完整情况 )、报告偏倚 ( 选择性报告结果 ) 以及其它偏倚来源进行分析。使用 Cochrane Review Manager 软件 5.3 生成偏倚风险数据。
研究异质性由 2 位独立评估员 ( P-Y.D. 和 Z-C ) 根据 Cochrane 干预措施系统评价手册进行评估,考虑到临床异质性和统计异质性,通过观察漏斗图来评估,同时为确定研究结果不一致性,各项研究间统计异质性采用检验检测,客观测量采用测试,异质性使用进行量化,大致的分级如下:0%~25% 无异质性,25%~50% 中度异质性,50%~75%实质性异质性,75%~100% 表相当大异质性。
亚组分析和敏感性分析用来评估潜在异质性,由于数据缺乏,本研究可能无法进行全部计划分析( 方案与回顾分析之间的差异 ),分析取决于纳入数量,变量间的可用性通过逐一排除单次实验异常值来确定,研究中若存在异质性,则进行亚组分析。敏感性分析 ( 逐一剔除法 ) 用于剔除研究中不明确和高风险的选择偏倚和测量偏倚的影响。
统计学分析用 Review Manager 5.3 进行的,使用分类变量评估相对风险,使用连续变量评估平均值标准差,< 0.05 为差异有统计学意义,95% 的置信区间 ( CIs ),同质性用检验 (< 0.1 ) 和统计(> 50% ) 具有显著性水平进行检验,假如检验和统计具有显著性水平使用随机效应模型;反之用固定效应模型。
研究选择过程及流程见图 1。在对 PubMed、Embase、Cochrane、中国知网和万方数据库文献检索结果显示,在删除重复项、筛选标题和摘要、阅读全文后,共纳入 11 篇文献 ( 表 1 ),在研究结束时进行重复检索未新增任何相关研究。
表1 个体研究特征总结Tab.1 Summary of individual research characteristics
图1 系统评价和 Meta 分析 ( PRISMA ) 研究选择的流程图Fig.1 Flow chart of systematic review and meta-analysis ( PRISMA )research selection
本研究共纳入 11 篇文献,666 例 ( PRP组 335 例,对照组 331 例 ),各研究样本量为 28~102 例,表 2 强调研究独特性、各研究间术前撕裂程度,包括从小至巨大程度肩袖撕裂;表 3 概括研究中的 PRP 制备方法、修复技术和康复方案,关于并发症,Ebert 等报道 5 例未接受评估的患者,4 例( PRP 组 2 例、对照组 2 例 ) 出现复发并再次手术,Castricini 等报道 3 例肩部僵硬 ( 2 例 PRP 组,1 例对照组 ),随后通过物理治疗解决,Antuña 等报道 4 例中 1 例 ( PRF 组 ) 在治疗后 22 个月,因疼痛选择再手术,其它 7 例未报告并发症。
表2 独特研究特征和相关发现总结Tab.2 Summary of unique research characteristics and related findings
表3 PRP 制备方案、手术技术和康复程序总结Tab.3 Summary of PRP preparation, surgical technique and rehabilitation
11 篇文献中,4 篇文献在表现偏倚方面存在较高偏倚风险,7 篇文献缺乏随机序列详细信息和 5 篇文献的随访分配隐藏不完全,可能因缺乏实验标准声明或意向性治疗分析,导致报告数据不明确 ( 图 2 )。
图2 方法学质量评估Fig.2 Methodological quality assessment
1. VAS 评分 ( 图 3 ):5 篇文献 ( 283 例 ) 报道了VAS 评分,两组恢复效果差异有统计学意义 (=0.02 ),数据表明在肩关节进行关节镜修复时,PRP能改善 VAS 评分 ( Mean difference,-0.2;95%;-0.36~-0.03 ),未发现统计异质性 (= 0%;= 0.49 )。
图3 VAS 评分森林图Fig.3 VAS forest map
2. UCLA 评分 ( 图 4 ):5 篇文献 ( 311 例 ) 报道了 UCLA 评分,两组差异有统计学意义 ( Mean difference,1.43;95%;0.61~2.25;= 0.0007 ),PRP 治疗提高 UCLA 评分,未发现统计异质性 (=0%;= 0.6 )。
图4 UCLA 评分森林图Fig.4 UCLA forest map
3. SST 评分 ( 图 5 ):4 篇文献 ( 203 例 ) 报道 SST评分,森林图显示 PRP 有提高 SST 评分的趋势,但未出现差异无统计学意义 ( Mean difference,0.29;95%;-0.01~0.60;= 0.06 ),未发现统计异质性 (= 0%;= 0.44 )。
图5 SST 评分森林图Fig.5 SST forest map
4. Contant 评分 ( 图 6 ):9 篇文献 ( 555 例 ) 报道了 Contant 评分,PRP 能促进 Contant 评分改善 ( Mean difference,2.72;95%;0.46~4.97,= 0.02 ),结果存在统计异质性 (= 64%,= 0.004 ),敏感性分析使用逐一剔除法发现 Antuna 为异质性来源,将其剔除后无异质性。
图6 Constant 评分森林图Fig.6 Constant forest map
5. 复发率 ( 图 7 ),11 篇文献 ( 629 例 ) 报道了复发率,PRP 组的 318 例中有 57 例再撕裂,对照组的 311 例中 85 例复发 ( Mean difference,0.66;95%;0.51~0.86,= 0.002 ),异质性检验结果显示中度异质性 (= 36%,= 0.11 )。
图7 肩袖复发率森林图Fig.7 Forest plot of rotator cuff recurrence rate
11 篇文献均报道了复发率,漏斗图发表偏倚评价结果显示两侧分布对称性不足,说明复发率指标的文献存在一定发表偏倚 ( 图 8 )。
图8 纳入研究复发率指标的发表偏倚漏斗图Fig.8 Funnel chart of publication bias of recurrence rate in included studies
本研究对 11 篇 RCT 进行了 Meta 分析,研究证据水平均为 Ⅰ 级,比较应用和不应用 PRP 对关节镜肩袖修复后的愈合情况。结果发现 PRP 应用对术后临床结果和复发率有显著影响,包括 Constant 评分、UCLA 评分、SST 评分和 VAS 评分。结果也支持了本研究假设,即在关节镜肩袖修复中应用 PRP能改善功能和复发率。
肩袖撕裂是临床上常见损伤,患者损伤后肩部出现疼痛并影响功能,正常的腱骨结合部由 4 层组成:腱、非钙化纤维软骨、钙化纤维软骨和骨,在损伤后的自愈能力有限,在撕裂插入部位进行修复后的肩袖肌腱易发生再撕裂,这是由于肌腱生物力学特性所导致的,尽管当前修复技术取得一定进步,但在功能恢复和复发率仍未得到很好的改善,因此更多研究者将注意力转向到生物学愈合方面。PRP 作为一种浓缩血小板制剂,已被普遍应用到骨科和运动医学领域,PRP 被认为可加速组织愈合,促进组织再生和恢复功能。其愈合潜力主要源自生长因子的释放,生长因子从血小板释放后能在修复部位起关键作用。具体来说,PRP 通过刺激毛细血管再生,提高血小板脱粒过程中释放的细胞生长因子浓度来加速自然愈合级联反应。动物实验表明,PRP 能显著改善肩袖修复的组织学和生物力学特性,在所有时间点中血管增殖和弹性纤维增加。虽然实验室研究证明 PRP 有助于腱骨结合部的恢复,但在临床研究仍存在一定争议性。
动物研究发现,PRP 治疗对大鼠肩袖愈合初始阶段有益。Jo 等实验室研究显示,PRP 能促进退行性撕裂的肩袖肌腱细胞增殖,同时增加肌腱基质合成和相关基因表达;而在 Jo 等的一项临床试验中,在关节镜肩袖修复中应用 PRP,结果显示 PRP组患者复发率降低,临床结果差异不明显,但 PRP组在结构性上更好的结果说明 PRP 可能有益于患者的长期恢复。
尽管有几项 Meta 分析报道了 PRP 治疗肩袖损伤,但总体结果显示 PRP 对关节镜肩袖修复没有明显益处,即不建议修复时使用 PRP。Warth 等对肩袖全层撕裂应用 PRP 的研究,结果说明在复发率和临床结果上两组并未出现差异,但亚组分析中,双排修复能明显降低肩袖撕裂复发率,Chahal 等对 PRP 治疗肩袖修复进行定量综合系统评价,结果并未发现 PRP 对降低复发率有影响,这可能是因为所纳入文献较少所致 ( 5 篇文献,261 例 ),而在Hurley 等的 Meta 分析发现肩袖修复中使用 PRP对临床评分有显著增强,并改善疼痛和降低复发率,Cai 等研究也发现两组的复发率差异有统计学意义。本研究结果也支持此结论。本研究优点在于进行了同类研究数据汇集,纳入 11 篇高证据水平临床研究,结果显示 PRP 能改善临床评分和降低复发率;同时研究对照组为未接受 PRP 治疗患者,这更突出 PRP 在关节镜肩袖修复中的疗效。
临床结果往往因肌腱损伤、修复技术、PRP 组成和应用类型而不同。虽然本研究未出现异质性结果。但其它研究中出现了相关类型的亚组分析,Warth 等发现肩袖修复后接受 PRP 液体和凝胶的患者临床结果无差异,但与液体比较发现 PRP 凝胶使用与 Constant 分数增加呈正相关,在本研究中任何类型 PRP 均改善相关评分,这种差异可能是因本研究中所纳入文献的高质量和更大的数据集。
研究表明,尽管差异有统计学意义,PRP 可能不能提供临床上的改善,但仍不能忽略 Meta 分析的显著差异,因 PRP 缺乏一个制备标准,所有纳入文献作为一个整体而不能仅代表某一临床研究疗效,研究中大多数采用全自动离心机进行 PRP 提取,虽然离心机提取 PRP 有相似提取工序,但细胞计数存在明显差异,还包括激活剂激活、PRP 给药部位等都可能产生影响,每一项因素都会对 PRP 试验增加一个可变性来源。
事实上,PRP 能否改善功能和降低复发率仍没有明确的答案,本研究结论支持将 PRP 用于临床肩袖修复,但应考虑以下因素:
1. PRP 浓度和相关细胞计数:如 PRP 中白细胞浓度与分解代谢细胞因子和代谢基因表达信号相关,增加相关分解代谢信号分子,如基质金属蛋白酶-9 和白细胞介素-1β,这些分解代谢蛋白酶可使炎症持续存在并抑制组织愈合,血小板计数为基线 3~5 倍或至少 1 000 000 / μl 具有临床意义,然而有研究发现血小板浓度超过基线水平 5 倍以上时不能促进愈合,使用过高浓度血小板可能会产生负面影响。
2. 在 PRP 治疗肩袖损伤时,须考虑注射次数、注射量和注射位置:Gwinner 等认为多次注射比单次注射能有效恢复临床功能和降低复发率。Wang等关于注射位置的研究发现,与在腱骨结合部应用 PRP,在修复肌腱处注射 PRP 的相关临床评分降低,数据表明,将 PRP 直接应用在腱骨结合部时,对临床效果影响可能是最有益的。目前这一领域研究证据仍不足,未来研究应更加关注肩袖撕裂治疗中的最合适方法。
3. 单排与双排修复技术的使用:尽管大多数文献在整体上未表现出两种修复技术间的差异,一项Meta 分析表明单排修复比双排修复导致更高的再撕裂率,然而两组间临床评分无差异,Chen 等的结果也支持了这一结论,尽管双排修复后有更高肌腱愈合率和临床结果评分。说明双排修复可能更有利临床结果的改善和组织愈合。当然修复技术对于患者恢复影响暂不清楚,因为复发率降低可解释为使用了 PRP 治疗的结果。
本研究存在以下局限性:( 1 ) 任何 Meta 分析有潜在的偏倚风险,因此本研究进行偏倚风险评估,给出相关结果来帮助解释数据;( 2 ) 由于文献未介绍原始数据,本研究无法对其它潜在因素 ( 白细胞的成分 ) 进行分析;( 3 ) 文献未对肩袖撕裂的大小进行亚组分析,有研究表明肩袖撕裂大小可能会影响结果;( 4 ) 文献中的相关临床评分 ( 如 Constant 评分 )结果并非专门验证肩袖疾病,虽然该评分已广泛用于此类文献;( 5 ) 本研究的对照组均为接受关节镜下修复的患者,未与其它治疗方法对比,将 PRP 与其它治疗方法进行比较,以确定更有利于临床疗效的治疗方案;( 6 ) 本分析中纳入文献尽管证据水平都为 Ⅰ 级,但各研究存在极大差异性,包括患者损伤程度、接受治疗的时间以及修复方法等差异,因此本研究制订严格的文献纳入标准,以确保相同研究目的文献纳入,此外还进行了异质性检验,所以不应忽略 Meta 分析结果对临床应用提供的参考价值,未来还需要多中心大样本量随机对照试验证实这一观点。
术中使用 PRP 降低了肩袖修复失败风险,改善关节镜下肩袖修复后的临床结果和降低复发率,基于研究间低异质性,结果提示 PRP 对肩袖修复有潜在治疗意义。