譚雁夫 艾雙春 (成都中醫(yī)藥大學(xué)養(yǎng)生康復(fù)學(xué)院,四川 成都 60000;綿陽市中醫(yī)醫(yī)院康復(fù)科)
凍結(jié)肩又稱粘連性關(guān)節(jié)囊炎、肩周炎等,是以盂肱關(guān)節(jié)活動受限和疼痛為主要臨床表現(xiàn)的慢性進(jìn)展性炎癥性疾病,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。發(fā)病年齡在40~70歲之間〔1〕,女性發(fā)病率高于男性〔2,3〕,患病率為2%~5%,左肩更易受累〔1〕。1875年,Dulplay首次描述了肩關(guān)節(jié)疼痛及活動受限,并將其命名為肩關(guān)節(jié)周圍炎,并推測病理位置為肩峰下滑囊〔4〕。1934年,Codman認(rèn)為未鈣化性肌腱炎導(dǎo)致了凍結(jié)肩綜合征〔5〕。Nevasier于1954年發(fā)現(xiàn)腋下皺襞和肱骨解剖頸處粘連性炎性反應(yīng)后將這類病癥命名為粘連性關(guān)節(jié)囊炎,認(rèn)為該病變與盂肱關(guān)節(jié)滑囊液體的缺失及腋下皺襞關(guān)節(jié)囊冗長有關(guān)〔5〕。1949年,Simmonds推測盂肱關(guān)節(jié)活動障礙與岡上肌腱繼發(fā)性炎性改變及關(guān)節(jié)退行性改變有關(guān),并推測病因?yàn)猷辜珥g帶的反復(fù)磨損。1962年Nevasier通過關(guān)節(jié)鏡研究提出了凍結(jié)肩四階段分類:粘連前期、急性粘連性滑膜炎期、成熟期、慢性期,并指出長期制動為致病因素之一。目前對于凍結(jié)肩病因和病理機(jī)制的了解〔6~8〕,多認(rèn)為是與炎癥纖維化因子、神經(jīng)性因子、血管因素、精神內(nèi)分泌等因素相關(guān)。
1.1白細(xì)胞介素(IL)及相關(guān)因子 Bunker等〔9〕報(bào)道凍結(jié)肩中關(guān)節(jié)囊纖維化是主要病變,關(guān)節(jié)囊內(nèi)Ⅰ型、Ⅲ型膠原的沉積明顯。另外幾項(xiàng)研究的結(jié)果也表明關(guān)節(jié)囊中發(fā)生了滑膜炎癥和纖維化〔10~14〕。此外,IL是以單核巨噬細(xì)胞為主多種細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,其中IL-1α、IL-1β、IL-6在凍結(jié)肩中表達(dá)增高,并與纖維化存在相關(guān)性。Rodeo等〔12〕證實(shí)在凍結(jié)肩患者的盂肱關(guān)節(jié)滑膜中存在上述炎癥因子。Chen等〔15〕發(fā)現(xiàn)凍結(jié)肩患者血清、關(guān)節(jié)滑膜中IL-1β表達(dá)上調(diào),通過對IL-1β基因多態(tài)性分析發(fā)現(xiàn)IL-1βrs1143627對凍結(jié)肩易感性及其對漢族人群患者IL-1β表達(dá)有顯著影響,其中IL-1βrs1143627 CC基因型降低凍結(jié)肩發(fā)病風(fēng)險(xiǎn),IL-1βrs1143627 TT基因型增加發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。
乳鐵蛋白衍生肽(PXL)01是從人乳鐵蛋白中提取的肽鏈氨基酸,存在于乳液和黏膜分泌物中的鐵結(jié)合糖蛋白,抗炎、抗菌及纖維溶解特性明顯〔16〕,能下調(diào)炎癥細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子(TNF)-α、IL-1β、IL-6、IL-8,抑制纖溶酶原激活物抑制因子(PAI)-Ⅰ的分泌〔17〕,減少粘連的形成,為凍結(jié)肩治療的可能突破點(diǎn)之一。透明質(zhì)酸鈉(SH)是一種線性黏多糖,廣泛存在于人體結(jié)締組織細(xì)胞外基質(zhì)中。肩關(guān)節(jié)囊及附近腱鞘所含滑液中的SH具有營養(yǎng)和潤滑作用,而且能在肌腱周圍形成物理包膜,改善肌腱的滑移功能,減少粘連的形成。透明質(zhì)酸(HA)與其受體CD44和CD168結(jié)合能減少炎癥細(xì)胞的數(shù)量及IL-1、前列腺素E2、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)合成和釋放,減輕炎癥反應(yīng)〔18〕。Chou等〔19〕研究發(fā)現(xiàn),HA可抑制成纖維細(xì)胞的增殖,降低肩關(guān)節(jié)相關(guān)膠原及細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)水平,這可能是其治療凍結(jié)肩的機(jī)制。在兔肌腱手術(shù)中,使用以SH為載體的PXL01能減少粘連形成,增加關(guān)節(jié)活動度,證實(shí)SH、PXL01之間具有協(xié)同抗炎作用〔20〕。
1.2轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β TGF-β是人體單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等產(chǎn)生的一組調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分化的超家族細(xì)胞因子,生物學(xué)活性多樣,可直接參與成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的募集和增殖、血管生成、膠原合成,拮抗炎癥、促進(jìn)創(chuàng)傷的愈合〔21,22〕。TGF-β主要有三種同分異構(gòu)體:TGF-β1、2、3,成人主要存在TGF-β1,主要參與炎癥和瘢痕反應(yīng),可以促進(jìn)膠原、蛋白多糖、纖維連結(jié)蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)成分合成。TGF-β3主要是抑制瘢痕形成。TGF-β能增強(qiáng)MMP組織抑制劑(TIMPs)活性,抑制蛋白酶活性,影響基質(zhì)和基質(zhì)細(xì)胞功能,直接參與成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞募集和增殖、血管再生與粘連性瘢痕形成〔23〕。Rodeo等〔12〕發(fā)現(xiàn)在凍結(jié)肩患者肩關(guān)節(jié)囊中TGF-β與對照組比較明顯增高,且認(rèn)為TGF-β是凍結(jié)肩炎癥纖維化的重要原因,機(jī)制可能是細(xì)胞因子導(dǎo)致了膠原的異常表達(dá),促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖。TGF-βR1是轉(zhuǎn)化生長因子β信號的主要傳遞者〔24〕。Cohen等〔20〕通過檢測原發(fā)性粘連性關(guān)節(jié)囊炎患者TGF-β1及其受體等在滑膜囊中的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)TGF-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可能與粘連性囊膜炎有關(guān),其在滑膜中的表達(dá)明顯增高;TGF-βR1在粘連性關(guān)節(jié)囊炎患者關(guān)節(jié)囊內(nèi)mRNA的表達(dá)與癥狀的持續(xù)時間密切相關(guān)。TGFβ1可調(diào)控賴氨酰羥化酶1和2(分別由PLOD1和PLOD2基因編碼)〔25~27〕。據(jù)報(bào)道,從掌腱膜攣縮患者的肥厚性瘢痕、瘢痕疙瘩和手掌筋膜中分離出的成纖維細(xì)胞中PLOD2表達(dá)增加〔28〕,其在凍結(jié)肩患者中同樣有明顯增加〔20〕。
纖維連接蛋白(FN)為組成膠原纖維的成分之一,可誘導(dǎo)炎癥,激活成纖維細(xì)胞,導(dǎo)致瘢痕疙瘩或者纖維化〔29〕,與肺、肝纖維化密切相關(guān)。FN可以通過控制潛伏型TGF-β結(jié)合蛋白(LTBP)1的機(jī)制來調(diào)節(jié)潛在的TGF-β〔30〕,從而影響凍結(jié)肩的發(fā)展。同時凍結(jié)肩患者中FN1表達(dá)也略有增加〔20〕,可能直接參與凍結(jié)肩的炎癥纖維化過程。
生腱蛋白(TNC)是細(xì)胞外基質(zhì)糖蛋白的高度保守家族成員之一,可在關(guān)節(jié)中表達(dá)。Carey等〔31〕報(bào)道了缺乏(TNC)的小鼠在急性肺損傷(ALI)的博萊霉素模型中受到保護(hù),免受間質(zhì)纖維化的影響。在博萊霉素暴露3 w后,TNC-空小鼠累積的肺膠原含量比野生型小鼠少85%。TNC-空小鼠肺間質(zhì)中肌成纖維細(xì)胞較少,Smad-2/3染色細(xì)胞較少,Smad2和Smad3磷酸化和核易位降低,提示TGF-β激活或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受損,降低膠原的沉積。另有報(bào)道提示TNC與TGF-β具有相互調(diào)節(jié)現(xiàn)象〔32〕,TGF-β能誘導(dǎo)TNC的表達(dá)。TNC是滑膜囊內(nèi)損傷的標(biāo)志之一,可能與凍結(jié)肩關(guān)節(jié)囊炎癥和纖維化有關(guān)〔20〕,需要進(jìn)一步研究證實(shí)。
也有研究者從TGF-β1中和抗體來研究調(diào)節(jié)粘連。Chang等〔33〕使用TGF-β1中和抗體處理兔趾損傷屈肌腱,發(fā)現(xiàn)術(shù)后8 w實(shí)驗(yàn)組趾活動范圍及肌腱強(qiáng)度較對照組明顯增加。Zhang等〔34〕檢測不同濃度的TGF-β中和抗體對體外細(xì)胞培養(yǎng)兔腱鞘成纖維細(xì)胞、腱外膜細(xì)胞、腱內(nèi)膜細(xì)胞的影響,結(jié)果表明TGF-β中和抗體能顯著下調(diào)TGF-β的生物學(xué)活性及Ⅰ型膠原合成〔23〕。但是TGF-β1中和抗體作為一種蛋白質(zhì)分子,半衰期短,在生物體內(nèi)持續(xù)效應(yīng)短暫,是其在臨床應(yīng)用的限制性因素。
隨著基因技術(shù)的發(fā)展,基因沉默和基因治療為防治粘連提供能了極具前景的治療手段。microRNA能與信使RNA結(jié)合阻斷相應(yīng)基因的表達(dá)和蛋白的合成,用基因治療方法將miRNA導(dǎo)入TGF-β1以調(diào)節(jié)粘連。Chen等〔35〕在體內(nèi)和體外驗(yàn)證了工程化miRNA基因沉默對肌肌腱細(xì)胞相關(guān)分析表達(dá)的影響,結(jié)果顯示與對照組比較,TGF-β1蛋白合成下降30%、Ⅲ型膠原基因表達(dá)下降70%,有望成為減少肌腱粘連的新方法。此外還有研究者使用TGF-β1中和抗體來調(diào)節(jié)術(shù)后肌腱的粘連〔1〕。
1.3MMPs MMPs是鋅依賴性蛋白酶,目前有26種,具有降解細(xì)胞外基質(zhì)的作用〔36〕,在炎性狀態(tài)時可由巨噬細(xì)胞大量分泌。Oshiro等〔37〕研究大鼠肌腱損傷后組織學(xué)變化及分子機(jī)制發(fā)現(xiàn)MMP-9和MMP-13參與膠原降解過程,MMP-2、MMP-3、MMP-14不僅參與膠原降解還參與膠原重塑過程。IL-1可誘導(dǎo)MMPs表達(dá)〔38〕,而TIMPs具有抑制MMP合成與活性的作用,為天然的金屬蛋白酶抑制劑。Hutchinson 等〔39〕研究認(rèn)為凍結(jié)肩的發(fā)病可能與MMP∶TIMP的比例降低有關(guān)。MMP:TIMP的比例下降增加膠原蛋白和結(jié)締組織的合成與沉積,從而促進(jìn)凍結(jié)肩病理的發(fā)展。Lubis等〔40〕發(fā)現(xiàn)凍結(jié)肩患者M(jìn)MP-1和MMP-2的表達(dá)降低,而TIMP-1和TIMP-2等TIMPs的表達(dá)升高;通過對緊張拉伸、監(jiān)督忽視組凍結(jié)肩患者治療觀察,發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化拉伸MMP增加和TIMP降低明顯大于監(jiān)督忽視組。證明了MMP∶TIMP與凍結(jié)肩炎癥纖維化有關(guān)。MMP∶TIMP也可以作為凍結(jié)肩康復(fù)的監(jiān)測指標(biāo)。陳文祥等〔41〕對MMP-3基因多態(tài)性與原發(fā)性凍結(jié)肩的研究關(guān)聯(lián)性發(fā)現(xiàn)MMP-3可能成為單核苷酸多態(tài)性(SNP)rs679620的A等位基因可能是原發(fā)性凍結(jié)肩的保護(hù)性因素,靶向治療凍結(jié)肩的可能研究方向。
1.4TNF-α 1985年Shalaby發(fā)現(xiàn)活化的單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)產(chǎn)生TNF-α。TNF-α具有殺傷和抑制腫瘤細(xì)胞,提高中性粒細(xì)胞吞噬能力,抗感染作用。Wree等〔42〕研究發(fā)現(xiàn)特異性炎性小體核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體家族熱蛋白結(jié)構(gòu)域(NLRP)3產(chǎn)生肝臟炎癥和纖維化的作用不僅由其產(chǎn)生的IL-1β介導(dǎo),還可以由腫瘤壞死因子(TNF)介導(dǎo),且為其關(guān)鍵效應(yīng)分子。Lho等〔11〕研究發(fā)現(xiàn)凍結(jié)肩患者關(guān)節(jié)囊組織中TNF-α表達(dá)顯著高于對照組,在關(guān)節(jié)的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要的作用。汪秋柯等〔43〕提出凍結(jié)肩患者炎癥細(xì)胞分泌的 TNF-α 可能抑制了巨噬細(xì)胞吞噬膠原,同時刺激巨噬細(xì)胞分泌 MMPs,從而參與凍結(jié)肩炎癥纖維化進(jìn)程的假設(shè)。同時TNF-α與凍結(jié)肩疼痛密切相關(guān),TNF-α和IL-1能通過環(huán)氧化酶的表達(dá)而產(chǎn)生前列腺素從而引起炎性疼痛〔44〕。
Hwang等〔45〕研究表明與肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)定、肩袖撕裂患者相比凍結(jié)肩患者關(guān)節(jié)囊膠原纖維密集、纖維間質(zhì)內(nèi)成纖維細(xì)胞增生,滑膜下有大量毛細(xì)血管和小靜脈擴(kuò)張。可以推測大量毛細(xì)血管增生是凍結(jié)肩的特征性表現(xiàn)之一。以往的研究表明肩關(guān)節(jié)囊內(nèi)的新生神經(jīng)支配及新生血管形成是凍結(jié)肩發(fā)生嚴(yán)重疼痛的主要原因。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是已知的最有力的血管形成因子,能增強(qiáng)血管的通透性;同時是巨噬細(xì)胞和粒細(xì)胞的趨化因子,形成局部炎癥反應(yīng),為形成粘連的潛在因素。Ryu等〔46〕強(qiáng)調(diào)VEGF是凍結(jié)肩新生血管形過程中的重要因素。Hulse等〔47〕研究發(fā)現(xiàn)選擇性VEGF-A mRNA剪接是神經(jīng)病理性疼痛的治療靶點(diǎn),未來可研究其對凍結(jié)肩患者夜間疼痛療效。
Hakim等〔48〕運(yùn)用經(jīng)典雙胞胎模型研究遺傳與原發(fā)性凍結(jié)肩的相關(guān)性:通過對865個單合子、963個雙合子的研究發(fā)現(xiàn)總體發(fā)病率為11.6%,原發(fā)性凍結(jié)肩的遺傳率為42%,揭示遺傳因素可能在凍結(jié)肩發(fā)病中起作用,具體機(jī)制尚不清楚。
Kalson等〔49〕對5 200名參與者端粒長度(通過qPCR測量)和感興趣的特征如:髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)僵硬、全關(guān)節(jié)置換(TJR、髖關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié))和纖維化狀況(掌腱膜攣縮病,凍結(jié)肩)的數(shù)據(jù)進(jìn)行變量Logistic回歸分析。結(jié)果顯示:端粒長度與纖維狀態(tài)(髖關(guān)節(jié)僵硬度、膝關(guān)節(jié)僵硬度和凍結(jié)肩)之間也有顯著的相關(guān)性。這些發(fā)現(xiàn)提示端粒修復(fù)缺陷導(dǎo)致關(guān)節(jié)纖維化,纖維化在不同器官中有共同的機(jī)制途徑??苟肆?s短的治療策略可為纖維關(guān)節(jié)疾病提供新的治療方法。
凍結(jié)肩與糖尿病密切相關(guān),1型和2型糖尿病患者患凍結(jié)肩的風(fēng)險(xiǎn)較明顯增加,分別為10.3%和22.4%,糖尿病患者較非糖尿病患者凍結(jié)肩發(fā)病率更高且預(yù)后欠佳。Arkkila等〔50〕發(fā)現(xiàn)凍結(jié)肩與1型和2型糖尿病患者的年齡有關(guān),與1型糖尿病患者的病程有關(guān),與1型和2型糖尿病患者的自主神經(jīng)病變相關(guān)。Kim等〔51〕報(bào)道細(xì)胞間黏附分子(ICAM)-1,一種內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞上的促進(jìn)白細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞遷移的跨膜蛋白,在凍結(jié)肩患者的滑囊組織、滑液和血清中表達(dá)增加。同時ICAM-1水平在糖尿病中也是升高的。這一研究提示凍結(jié)肩與糖尿病之間存在潛在分子聯(lián)系。Hwang等〔45〕研究發(fā)現(xiàn)凍結(jié)肩患者關(guān)節(jié)囊中晚期糖基化終產(chǎn)物(AGEs)的免疫反應(yīng)明顯高于肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)定組和肩袖損傷組。AGEs能吸引單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放炎癥細(xì)胞因子〔52〕與AGEs受體(RAGE)的相互作用而激活黏附分子、促炎細(xì)胞因子和生長因子〔53〕。這為凍結(jié)肩患者肩部纖維母細(xì)胞增生和膠原沉積提供了新的解釋。心理因素與患者凍結(jié)肩發(fā)病有關(guān),患者的過度緊張有可能影響神經(jīng)血管并加重疾病的發(fā)生。然而Sharma等〔54〕認(rèn)為心理測量參數(shù)可能影響凍結(jié)肩患者癥狀,但是不能預(yù)測其恢復(fù)的速度。因此運(yùn)用心理暗示、心理疏導(dǎo)等心理治療輔以相應(yīng)藥物治療可能對凍結(jié)肩患者癥狀改善是有益的。
綜上,凍結(jié)肩目前發(fā)病機(jī)制仍未完全明確,主要集中于炎癥纖維化機(jī)制的研究,具體體現(xiàn)在對炎癥癥纖維化因子ILs、TGF-β、MMPs、TNF-α等的研究上。關(guān)于凍結(jié)肩研究已逐步深入到各因子各亞型基因多態(tài)性與凍結(jié)肩的關(guān)系中,也是目前研究的熱點(diǎn)方向,為以后的精確靶向治療提供了可能。