醫(yī)用臭氧治療肌肉骨骼疾病的研究進展

唐賽清 寇久社 騫 童 阮 珍 馬阿雪

臭氧是一種帶有刺激性氣味、氧化性極強的藍色氣體，臭氧的性質(zhì)不太穩(wěn)定，在20℃下能夠自行分解，其半衰期約為40 min[1]。醫(yī)用臭氧是由專門的臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧與氧氣的氣體混合物，具有良好的抗炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化應(yīng)激、免疫調(diào)節(jié)功能，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于骨關(guān)節(jié)炎、腰椎間盤突出、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、粘連性肩關(guān)節(jié)囊炎等肌肉骨骼疾病的臨床治療，并取得了顯著的療效[2-3]。本文對醫(yī)用臭氧在肌肉骨骼疾病中抗炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化應(yīng)激等方面的應(yīng)用及研究進展進行回顧，以期為今后的臨床研究提供參考。

1 醫(yī)用臭氧的作用機制

醫(yī)用臭氧可增加粒細胞的吞噬能力、促進單核細胞的形成和T細胞的激活以抵抗外來病原體的入侵。T細胞抗原受體識別各種病原體后,可激活磷脂酶Cγ1 (phospholipase Cγ1 ，PLCγ1)。PLCγ1可使肌醇三磷酸水平升高，從而使胞漿中鈣離子增加,進而激活鈣調(diào)磷酸酶，后者將核因子激活的T細胞(nuclear factor activated T-cells ，NFAT)去磷酸化，并將其運輸?shù)郊毎?。NFAT隨后誘導(dǎo)細胞因子如白細胞介素2(interleukin-2，IL-2)、IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)和干擾素-γ (interferon-γ，IFN-γ)的轉(zhuǎn)錄，參與機體的免疫反應(yīng)。此外，PLCγ1還可激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)信號通路，促進細胞核內(nèi)活化蛋白-1 (activated protein-1，AP-1)的易位并激活免疫反應(yīng)[4]。研究[4]表明，醫(yī)用臭氧能與多種不飽和脂肪酸發(fā)生反應(yīng),生成脂質(zhì)過氧化物(lipid peroxides, LOPs)和過氧化氫。過氧化氫作為醫(yī)用臭氧的重要信使，能夠誘導(dǎo)NFAT或AP-1的激活，刺激機體的免疫系統(tǒng)，促進各種免疫反應(yīng)，從而起到免疫調(diào)節(jié)作用。醫(yī)用臭氧能夠激活紅系衍生核轉(zhuǎn)錄因子2-相關(guān)因子2 (nuclear factor-erythroid 2-related factor 2, Nrf2)，Nrf2隨后進入細胞核與抗氧化反應(yīng)元件(an-tioxidant response element，ARE)結(jié)合并誘導(dǎo)合成超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶、血紅素加氧酶1(heme oxygenase 1，HO-1)等抗氧化酶，以清除多余的自由基，以維持機體正常功能[5]。此外，HO-1可催化血紅素產(chǎn)生一氧化碳以降低核因子κB (nuclear factor-κB,NF-κB)的活性，從而抑制白介素、腫瘤壞死因子、前列腺素、緩激肽等炎癥介質(zhì)的釋放，以發(fā)揮抗炎作用[6]。醫(yī)用臭氧的鎮(zhèn)痛作用可能與它能迅速滅活神經(jīng)末梢釋放的P物質(zhì)、磷酸酶A2等炎性化學(xué)物質(zhì)有關(guān)[7]。

2 醫(yī)用臭氧在肌肉骨骼疾病中的應(yīng)用

2.1 骨關(guān)節(jié)炎 骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis ，OA)是一種常見的關(guān)節(jié)退行性疾病，常表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛腫脹、關(guān)節(jié)功能減退及活動受限等，嚴重影響患者生活質(zhì)量[8]。研究[2]證實，醫(yī)用臭氧已在OA的治療上取得了確切的療效。Xu等[9]在大鼠OA模型實驗中通過測定大鼠機械刺激縮足反應(yīng)閾值(mechanical withdrawal threshold ，MWT) 和熱刺激縮足潛伏期(paw withdrawal latency ，PWL)來評估OA大鼠的疼痛程度發(fā)現(xiàn)，與模型組相比，醫(yī)用臭氧治療組大鼠的MWT和PWL明顯增加，說明醫(yī)用臭氧可有效減輕OA大鼠的疼痛癥狀。此研究同時發(fā)現(xiàn)，醫(yī)用臭氧干預(yù)可下調(diào)軟骨基質(zhì)金屬蛋白酶13(matrix metalloproteinase，MMP-13)的表達水平及促進Ⅱ型膠原蛋白的分泌，提示醫(yī)用臭氧可抑制軟骨細胞外基質(zhì)的分解和促進基質(zhì)的合成，從而延緩關(guān)節(jié)軟骨的破壞。與模型組相比，醫(yī)用臭氧治療組大鼠軟骨中自噬相關(guān)蛋白LC3Ⅱ的表達明顯增加，p62蛋白的表達明顯下降，說明醫(yī)用臭氧可通過增加軟骨細胞的自噬來抑制關(guān)節(jié)軟骨的變性。此外，醫(yī)用臭氧干預(yù)后，大鼠血清中IL-6和TNF-α的濃度明顯下降，提示醫(yī)用臭氧能夠有效地抑制炎癥反應(yīng)，延緩OA進展。Babaei-Ghazani等[10]將 68例膝骨關(guān)節(jié)炎患者隨機分為兩組，分別給予曲安奈德40 mg(1 mL)和10 mL濃度為15 μg/mL的醫(yī)用臭氧在超聲引導(dǎo)下行關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射,并在治療后1周及1、3個月進行評估，發(fā)現(xiàn)曲安奈德組在治療1周、1個月后視覺模擬評分法(visual analogue scale, VAS)和西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨性關(guān)節(jié)炎指數(shù)(Western Ontario And Mcmaster Universities osteoarthritis index, WOMAC)評分低于醫(yī)用臭氧組，而治療3個月后VAS和WOMAC評分高于醫(yī)用臭氧組，說明醫(yī)用臭氧治療對膝關(guān)節(jié)炎的影響比曲安奈德治療的持續(xù)時間更長。

2.2 腰椎間盤突出癥 腰椎間盤突出癥(lumbar disc herniation ，LDH)是由多種因素引起的髓核從破裂的纖維環(huán)中突出，刺激或壓迫椎間盤周圍神經(jīng)而引起的一種臨床綜合征。此病主要臨床癥狀為腰腿痛、活動范圍受限等[3]。研究[11]表明，醫(yī)用臭氧能夠直接氧化髓核中的蛋白多糖，導(dǎo)致基質(zhì)細胞降解、基質(zhì)的水分丟失，椎間盤的體積減小，從而減輕椎間盤對神經(jīng)根的壓迫癥狀，改善周圍組織的血液循環(huán)，緩解患者的疼痛癥狀。Niu等[3]選擇了80例LDH患者進行不同濃度醫(yī)用臭氧的療效研究，結(jié)果提示20 μg/mL和40 μg/mL濃度的醫(yī)用臭氧均能減輕患者炎癥反應(yīng)，緩解患者疼痛癥狀，且40 μg/mL濃度的醫(yī)用臭氧治療效果更好；而60 μg/mL濃度的醫(yī)用臭氧治療卻會加劇炎癥反應(yīng)和疼痛癥狀。Zhang等[6]應(yīng)用醫(yī)用臭氧進行椎間盤內(nèi)、椎間孔內(nèi)注射治療LDH患者與醫(yī)用臭氧聯(lián)合類固醇對比，治療后3周及6、12個月，兩組VAS評分均降低，日本骨科協(xié)會評估治療分數(shù)(Japanese orthopaedic association scores，JOA)評分均升高，治療3周后聯(lián)合用藥組JOA治愈率更高，但治療6、12個月后兩組JOA無明顯差別，這可能是因為類固醇的治療作用是短暫的，同時也提示筆者在術(shù)前或術(shù)中不需要應(yīng)用硬膜外類固醇浸潤治療時，可選擇醫(yī)用臭氧治療LDH，這樣也能收獲比較滿意的療效。

2.3 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種以滑膜炎癥為主要病理特征的自身免疫性疾病，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨破壞、關(guān)節(jié)變形等[12]。醫(yī)用臭氧具有抗炎、鎮(zhèn)痛、免疫抑制等作用，近年來成為RA的一種新興療法。Tartari等[12]采用醫(yī)用臭氧干預(yù)RA大鼠模型后，發(fā)現(xiàn)大鼠滑液中促炎因子TNF-α、IL-12的表達水平明顯降低，抑炎因子IL-10的表達量顯著升高，說明醫(yī)用臭氧通過減輕炎癥反應(yīng)刺激，起到了治療RA的作用。Vaillant等[13]通過RA大鼠模型實驗發(fā)現(xiàn)，醫(yī)用臭氧能夠減少促炎因子TNF-α、IL-1β的分泌，減輕炎性反應(yīng)和關(guān)節(jié)腫脹，維持細胞氧化還原平衡，從而在RA的治療上取得顯著的療效。León Fernández等[14]對60例RA患者進行了臨床研究，發(fā)現(xiàn)醫(yī)用臭氧聯(lián)合甲氨蝶呤治療不僅明顯改善了患者的疼痛癥狀和炎癥反應(yīng)，還降低了患者的自體免疫和氧化應(yīng)激反應(yīng)，聯(lián)合用藥比單獨應(yīng)用甲氨蝶呤的療效更好，說明醫(yī)用臭氧與甲氨蝶呤在RA的治療上具有一定的協(xié)同作用。

2.4 粘連性肩關(guān)節(jié)囊炎 粘連性肩關(guān)節(jié)囊炎又稱為肩周炎，是由多種原因引起的肩關(guān)節(jié)囊及周圍軟組織的慢性無菌性炎癥。該病具有自限性，但病程持續(xù)時間長，如果不加以重視、予以治療，嚴重者可喪失肩關(guān)節(jié)活動能力[15]。醫(yī)用臭氧的關(guān)節(jié)腔注射為一種微創(chuàng)的介入治療手段，在肩周炎的治療上療效確切。李莉等[16]將60例肩周炎患者隨機分為兩組，分別用2.5 mL玻璃酸鈉和2.5 mL玻璃酸鈉聯(lián)合10 mL濃度為40 μg/mL的醫(yī)用臭氧進行肩關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射，發(fā)現(xiàn)兩種方法都能減輕患者疼痛癥狀，改善肩關(guān)節(jié)的活動范圍，但是玻璃酸鈉聯(lián)合醫(yī)用臭氧治療組調(diào)整的肩關(guān)節(jié)功能評分(constant-murley score，CMS)高于單獨應(yīng)用玻璃酸鈉組，說明玻璃酸鈉聯(lián)合醫(yī)用臭氧的治療效果更好。周友龍等[17]應(yīng)用濃度為20 μg/mL的醫(yī)用臭氧進行肩關(guān)節(jié)腔及穴位注射治療60例肩周炎患者，發(fā)現(xiàn)治療前后患者的疼痛癥狀明顯減輕，總有效率高達96.67%；治療前后患者肩關(guān)節(jié)的功能活動也明顯改善，有效率為88.33%，證明醫(yī)用臭氧在肩周炎的治療上頗有成效。

2.5 骨骼肌損傷 骨骼肌損傷常發(fā)生于日常運動和體育訓(xùn)練中，會導(dǎo)致患者出現(xiàn)疼痛不適、活動受限等癥狀，如不加以正確處理，還可能會造成終身殘疾。醫(yī)用臭氧因抗炎鎮(zhèn)痛效果好、成本低、安全性高等優(yōu)點，逐步推廣應(yīng)用于骨骼肌損傷的臨床治療。寇久社等[18]在制備兔骨骼肌損傷模型后，分別用不同濃度的醫(yī)用臭氧進行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)20 μg/mL、30 μg/mL、50 μg/mL濃度的臭氧均可下調(diào)骨骼肌組織與血漿中IL-1α的分泌，且治療效果隨著臭氧濃度的增加而增強，證實醫(yī)用臭氧能夠抑制炎癥反應(yīng)，在受損的骨骼肌修復(fù)過程中發(fā)揮重要作用。賈雅蕊等[19]在急性骨骼肌鈍挫傷大鼠模型實驗中發(fā)現(xiàn)，濃度為40 μg/mL的醫(yī)用臭氧治療后能顯著降低血漿中炎癥因子TNF-α、IL-6及前列腺素 E2的表達量，說明 40 μg/mL濃度的醫(yī)用臭氧能夠有效地抑制炎癥反應(yīng)，促進受損骨骼肌的修復(fù)。目前關(guān)于醫(yī)用臭氧治療骨骼肌損傷的基礎(chǔ)和臨床研究較少，應(yīng)加強這方面的研究以促進這一項技術(shù)在臨床上的應(yīng)用與推廣。

2.6 纖維肌痛綜合征 纖維肌痛綜合征(fibromyalgia syndrome，F(xiàn)MS)是一種常見的風(fēng)濕性疾病，常常表現(xiàn)為全身廣泛性肌肉疼痛，并經(jīng)常伴有疲勞乏力、頭痛、睡眠障礙、焦慮、抑郁等癥狀。FMS的發(fā)病機制尚不明確，可能與氧化應(yīng)激反應(yīng)增強有關(guān)[20]。醫(yī)用臭氧具有顯著的鎮(zhèn)痛、抗氧化應(yīng)激等作用，在臨床上可應(yīng)用于FMS的治療。Moreno-Fernández等[20]應(yīng)用醫(yī)用臭氧自血療法治療20名FMS患者，發(fā)現(xiàn)治療后患者的睡眠質(zhì)量、乏力癥狀、精神狀態(tài)明顯改善，頭痛的發(fā)作次數(shù)和強度明顯降低，氧化應(yīng)激水平也明顯降低，血清中5-羥色胺的水平也明顯提高，證明醫(yī)用臭氧自血療法可能通過上調(diào)5-羥色胺的表達水平，維持體內(nèi)氧化還原水平穩(wěn)定，起到治療FMS的作用。

3 小結(jié)與展望

醫(yī)用臭氧療法因操作簡單、成本低、易于患者接受，且抗炎鎮(zhèn)痛、抗氧化應(yīng)激、免疫調(diào)節(jié)等作用顯著，值得在臨床上加以推廣。醫(yī)用臭氧在肌肉骨骼疾病的治療上取得了確切的療效，但具體的作用機制還不太明確，需廣大學(xué)者進行更深入的研究。此外，醫(yī)用臭氧具有毒性和治療雙重作用，其治療的適應(yīng)癥和安全劑量范圍也有待進一步的探究。期望隨著國內(nèi)外學(xué)者的基礎(chǔ)及臨床研究的不斷深入，醫(yī)用臭氧的應(yīng)用范圍不斷擴大，讓更多的患者從中受益。