変形性膝関節症に対する新しい治療“PRP療法”について

124. 座長（中村洋）. 齋田良知先生は，2001 年に順天堂大学医学部医学科を卒業され，同年に順天堂大学整形外科・スポーツ診療科に入局されています．2007 年に医学博士を取得されました．2015 年から 16 年にかけて，イタリア・ミラノにあるガレアッツィ整形外科病院に留学されています．アメリカ骨代謝学会の Young investigator Award や，アジアサッカー協会の Young Medical Officer Award を受賞されました．また，スポーツドクターとしても国内外のサッカー選手のサポートに携わっています．U18 男子や U20 女子のサッカー日本代表，なでしこジャパンなどの帯同ドクター，AC Milan（イタリア）の Fellowship，そして 2017 年からはいわき FC チームドクターに就任されています．本日は，変形性膝関節症の新しい治療として注目されている“PRP 療法” についてご講演をいただきます．. 世界で注目されている PRP 療法. ご紹介をありがとうございます．今日はこのような機会をいただき，感謝申し上げます．現在，順天堂医院では多くの患者さんが PRP という療法を受けておられます．PRP 療法とはどういったものかについて情報を提供できればと思っています．. 私の専門は，スポーツ外傷・障害の予防と治療，靭帯再建や人工関節といった膝関節外科，そして，細胞治療として PRP 療法や皮下脂肪由来の細胞を使った再生療法になります．再生医療や細胞治療は薬物療法ではなくて，自分の細胞を使う，また，例えば元気が. 変形性膝関節症に対する新しい治療 “PRP 療法 ”について齋田良知順天堂大学整形外科准教授いわき FC チームドクター. ない方が元気のある方の細胞を使って治療（同種移植）するという方法です．. 変形性膝関節症（OA）に対しては，保険が適応する既存の様々な治療法がありますが，いまは自由診療として細胞治療があります．細胞治療は軟骨の細胞や脂肪細胞，骨髄細胞などいろいろな細胞を使いますが，PRP 療法では多血小板血漿（Platelet rich plasma：PRP）を用います．自分の PRP を自分の傷んだ部分に注射する療法で，イタリアではかなり以前から膝の変形に対して行われています．. PRP 療法に関する文献の数を PubMed で調べると， 2000 年以降急上昇しており，世界中で注目されてきている療法だということがわかります．. 血小板中にはたくさんの成長因子が含まれます（表 1）．それぞれの成長因子にそれぞれの役割があり，それらがカクテルのように混ざり合っています．また，それぞれどのくらいの量が含まれるかは，その人ごとに異なります．その違いが，この治療の効果を決めている因子かもしれませんが，まだ解明されておりません．. PRP 療法は，自分の組織を自分で治す方法です．自分の細胞を使いますから，ほとんど副作用もなく，非常に安全で，しかも簡便な治療法です．もともとは皮膚科や歯科で盛んに行われてきた治療法です．イン. 表 1 血小板中の成長因子と機能. PDGF 血管新生・細胞増殖. VEGF 血管新生. TGFβ 細胞外基質産生・細胞増殖. FGF 細胞増殖・血管新生. EGF MSC や内皮細胞増殖・他の GF を刺激. HGF 血管新生・内皮細胞増殖. IGF1 筋芽細胞増殖・骨格筋修復. （Taylor DW et al. Clin J Sport Med 2011; 21: 344-352）. 血小板のα顆粒⇒成長因子が放出される. 125Functional Food Research Vol.16 2020. プラントをつくる時の骨の再生やシワ取りといった美容整形，また海外では自分の血液由来の点眼剤として，さらには薄毛の治療にも PRP は用いられています．. 欧米では PRP 療法は傷んだ部分を修復する効果があるのではないかと考えられており，硬組織の骨や軟骨，軟組織の靱帯や筋・腱（けん），それから神経など，ほぼすべての運動器疾患に対して適用するのではないかといわれています．. 膝OAに対する PRP の作用機序. 膝 OA に対する効果については，動物実験や細胞レベルでまとめたレビューがあります．膝 OA に有効なのは，軟骨細胞に作用して細胞外基質の産生を増すのではないか，あるいは骨芽細胞などに作用して，軟骨下骨の骨代謝を改善させるのではないかと考えらえています．また，滑膜細胞に作用してヒアルロン酸の産生を増すのではないか，あるいは免疫系の細胞に作用して抗炎症効果をもたらすのではないかなど，いろいろなメカニズムが示唆されています．大きく分けると，組織修復と抗炎症効果の両方を併せ持つ治療法になります．. 膝 OA とは外傷というよりは変性疾患です．組織が慢性的に傷ついているので，PRP の注射を打つことで膝が元どおりになるはずはありません．しかし，痛みが取れる方は多いので，抗炎症の作用がメインで働いている可能性が示唆されています．. 膝 OA に対する国際的なガイドラインでは，いろいろな国の学会の中で「推奨する」「推奨しない」という評価があります．NSAIDs（非ステロイド性抗炎症薬）やステロイドはある程度推奨されていますが，例えばヒアルロン酸の関節内投与は，これは日本では保険適用となっていますが，ほとんどの学会で. “Uncertain”か“Not recommended”となっています．一方，PRP は国際的ガイドラインでどう評価されているかというと，実は評価されていません．薬物療法ではないためかもしれませんし，自己由来なので品質が評価できないという点もあるかもしれません．. 薬物療法や手術，プラセボ，PRP の関節内投与やステロイドなど様々なものを含めた，膝 OA に対する保存加療についてメタアナリシスをしたレビュー（米国整形外科学会誌，2018 年）をみると，「痛みを取る」「機能を改善させる」「痛みを取って機能を改善さ. せる」という中では，関節内の PRP 投与は 3 位，5 位と上位を占める療法となっています．ヒアルロン酸はいずれにおいても PRP よりも下位に位置しています．. 膝 OA に対する細胞治療は，膝の変形が進んでいる時の保存加療と，手術が必要になった時の手術加療の間を埋める治療として期待されてきています．. PRP の質によって効果が異なる. 「PRP は効果がありますか」とよく聞かれますが，その場合はワインに例えて効果の説明をしています．ワインは赤か白かという色だけではなくて，ブドウの種類や熟成の仕方，またどんな樽（たる）で寝かせたかによって味わいが変わってきます．. PRP の材料は末梢血ですから，いろいろな細胞が含まれます．赤い PRP も黄色い PRP もあります． PRP をつくる時は肘の正中から採血することが多いのですが，採った血液を遠心分離します．そうすると血球と血漿に分かれます．プレーン管の上のほうは血漿で，下がるにつれて血小板が少しずつ増えていきます．グラデーションしている真ん中あたりに血小板が多く，さらに下のほうになると赤血球ばかりになります．なぜこうなるのかは，血球によって比重が違うため，遠心分離すると重いほうから下に沈んでいくためです（図 1）．. 例えば白血球が 4,000 /µl の方からバフィーコートという血小板が最も多い部分を含む PRP をつくると，白血球が 11,000/µl も含まれる PRP になります． PRP とは血小板だけでなく，白血球も多いのではと思われるかもしれませんが，実は PRP というのは，血小板だけでなく，白血球や赤血球，血漿も含まれていて，その含まれる度合いによって PRP が分類されています．. ワインには赤や白やロゼがあるように，白血球が多く含まれる PRP（Leukocyte Rich PRP：LR-PRP）もあれば，白血球を多少含む PRP（Leukocyte Poor PRP：LP-PRP）や，ほとんど含まない PRP もあります．つくり方によって含まれる成長因子が違ってきますが，そのすべてが PRP になります．. では，PRP は質によって効果が異なるのではないかという疑問が生まれます．そこで PDGF，VEGF， TGF-β1，FGF-b などの成長因子の濃度差を調べてみました．LR-PRP と LP-PRP，そして Pure な PRP. 126. を比べると，LR-PRP で一番高い成長因子もあれば， LP-PRP のほうが高いものもあります．つまり，PRP の質によって成長因子は異なることがわかりました．. また，タンパク異化酵素であるマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）を調べると，LR-PRP が非常に高いことがわかりました．つまり LR-PRP は，タンパクの同化作用だけでなくて異化作用も有している PRP というように分類されるということがわかりました．. さらに，偏相関分析によって血小板と白血球と成長因子の相関をみると，どちらにも正の相関を示すグループの成長因子もあれば，血小板とは相関するけれど白血球とは負の相関を示す成長因子があったり，血小板とはまったく相関しないけれど白血球とだけ相関するというようなものもあったりするということがわかりました．（表 2）. 以上のことから，LR-PRP は白血球も血小板も多く，成長因子が豊富に含まれていますが，タンパク質の異化作用もあり，組織の代謝を促す働きがあります．例えば器質化され，代謝がされてない組織部分に LR-PRP を打つと，リモデリングを促してくれるような作用もあるのではないかと考えられます．一方， LP-PRP は成長因子の量自体が LR-PRP よりも低いのではないか，そして，Pure な PRP はつくり方にもよりますが，同じ採血量で Pure なものをつくろうとすると，あまり量をつくることができないし，白血球をほとんど含まない代わりに成長因子もあまり含まれないのではないかと考えられます．. なお，この研究は 2016 年にバルセロナで開催された ESSKA というヨーロッパの学会で，順天堂大学の. 後輩の小林洋平先生が発表してくれて，ベストペーパーアワードをいただきました．. PRP をつくるための精製キットは数え切れないぐらい市販されていますが，どのキットを使ったかで，含まれる血小板，赤血球，白血球が違ってきます．ですから，つくり方によってワインの味が異なるのと同じように，「PRP は効きますか」と聞かれると「どんな PRP のことでしょうか」と尋ねたくなると思います．. よく効く人と効かない人がいるのはなぜか. PRP の作用メカニズムは，先ほどお話ししたように組織修復と抗炎症ですが，膝 OA に関しては組織修復より抗炎症のほうがメインかもしれません．. PRP には，抗炎症性サイトカインの IL-1ra （Interleukin-1 receptor antagonist）や TNFα. リンパ球好中球. 赤血球. 血小板. ← 重い. → 軽い. 血球・血小板の比重. 図 1 血球・血小板の比重. Correlation (r). vs. 血小板 vs. 白血球. TGF︲β1 0.58** ︲0.20. FGF︲ｂ 0.90** ︲0.44*. PDGF︲BB 0.87** 0.56**. VEGF 0.62** 0.65**. MMP︲9 0.33 0.81**. 表 2 PRP に含まれる血小板 /白血球数と各種成長因子の相関. Partial correlation coeffi cient * P<0.05 ** P<0.01 Kabayashi et al. 2016 JOS. 127Functional Food Research Vol.16 2020. soluble receptor が含まれているといわれています．実際に 10 名の方から PRP を作成して IL-1ra の割合を調べてみると，かなりの個人差が出ます．一番多い人と一番少ない人を比べると，10 倍近くの差があります．もし，投与する薬物の薬理作用を調べようとした場合，その薬物の濃度が 10 倍違えば作用はかなり違ってくるはずです．抗炎症性のサイトカイン１つだけみても，PRP は人によってこれだけのばらつきがあります．. PRP はつくり方によってまず血球の濃度が違います．血球が違うと，そこに含まれている成長因子が違ってきます．さらに，一人ひとり，固体ごとに血中に含んでいる生理活性物質が異なってきます．ですから，私たちは PRP の質によって効く人と効かない人がいるのではないか，あるいは，もっと効果的な治療をするにはどうしたらよいかを考えるキーポイントになるのではないかと考えています．. いま当院では３つの PRP を使い分けてます． Leukocyte Poor なものと Leukocyte Rich なものと，さらにこの Leukocyte Rich な PRP を脱水処理し，フィルタリングして血漿タンパクだけを抽出した新しい PRP です．この新しい PRP は，従来の PRP よりも抗炎症サイトカインが豊富に含まれていることを，私たちは検証しました．. もともと関節の中には，組織を再生したり，抗炎症性の働きがあると思いますが，膝が変形したり，炎症が起きている状態だと，そのバランスが崩れています．関節内のバランスを調整することが，PRP 療法のメカニズムではないかといわれています．そこで現在，PRP 療法を受ける方の血液中の成長因子や生理活性物質を測定し，より効果的な PRP 療法を確立する研究を文科省科学研究費で行っています．臨床の疑問から基礎に戻って，基礎からまた臨床へという形で研究を進めています．. 日本における PRP 療法の現状. PRP 療法は再生医療かどうかは，「再生医療等の安全性の確保等に関する法律」（平成 25 年法律第 85 号）ができた時に盛んに議論にされましたが，厚生労働省からは「PRP は細胞加工物であるため，法の対象である」と回答がなされました．そのために，関節内に PRP 療法を行う場合，第２種の再生医療等提供計画の届け出をし，登録しなければなりません．2018 年. ３月時点では，登録されている施設は８施設ぐらいでしたが，どんどん増えていき，現在はおよそ 70 施設近くになります．順天堂医院もそのうちの１つです．使用している PRP の成分は施設によって全く違います．. 一方，PRP-FD という治療法があります．費用が結構高額になりますが，PRP をフリーズドライにさせたものを使用する療法です．凍結・乾燥させてパウダー状にし，使用する際には生理食塩水などに溶いて注射します．細胞から抽出した液のみを注射するという，PRP とは似て非なるものといえます．厚生労働省は法律をつくった時点で「サイトカインのみを投与する場合，細胞加工物を用いていないため，法の対象外である」という見解を示しています．そのために， PRP-FD は細胞加工物ではないと判断されて，再生医療の登録が必要ありません．. しかしながら，患者の方にとっては PRP か PRP- FD かは区別できないし，同じ治療だと思って受けます．どちらの療法が効くかではなく，日本の再生医療に関する法律の現状を，多少とも知っていただければと思います．. 順天堂における PRP 療法. 私たちは膝 OA を含む保存療法，抵抗性の難治性運動器疾患，中～長期の離脱が見込まれる急性スポーツ外傷に対して PRP 療法を行っています．2011 年から開始していて，2016 年には 89 件でしたが，2018 年には 3,045 件と急激に患者数が増えていき，現在は非常に多くの方が当院にいらっしゃっています．. 当院では，膝 OA に対して PRP 療法がどの程度有効かをときちんと確かめる必要があると考え，既存の保存加療の無効例に対してのみ施行しています．. 当院では LP-PRP を使っています．LR-PRP は MMP がかなり多く含まれているので，軟骨の基質などを分解してしまう恐れがあるのではないかと考え， LP-PRP を使用しています．20 cc 採血して，４ cc 程度の PRP を関節内に注射します．血小板は平均 2.6 倍，白血球は 0.5 倍でリンパ球優位の PRP です．投与回数は 1 クール３回です．また，多くの方が PRP 療法を受けられるようにと，あまり高い費用には設定していません．. 私たちが使っているキットにはゲルセパレーターというものが入っており，好中球と血小板の間ぐらい. 128. に，このゲルの比重を設定しているので，好中球や赤血球をなるべく含まない PRP をつくることができます．採血して遠心分離し，注射するまでの所要時間は 20 分ぐらいです．. 関節炎の膝が腫れている患者の方には除痛の意味も含めてアイシングを勧めていますが，この療法を行った後はタンパクの活性などをなるべく保つために「アイシングはしないでください」とお願いしています．また，血小板の働きを阻害するので NSAIDs は使用しないで経過を観察します．. 早期膝OAには 7割くらいの効果がある. どのくらい効果があったかについては，これまで治療した膝 OA 患者 222 名の 303 膝を対象にした，有効性の判定を疼痛のスケール VAS（Visual Analog Scale）と機能・生活の質の指標 KOOS（Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score）を用いたレスポンダークライテリアがあります．平均 68 歳の方の. 半年間での評価です． VAS が半分以下になり，なおかつ絶対値でも 20 ポ. イント以上よくなれば，効果があったとします．さらに，VAS，機能スコア，生活スコアがそれぞれ 20％以上で絶対値 10 以上という，これら 3 つのうち２つ以上を満たせばレスポンダーとします．図 2は VAS の治療前，３か月，６か月で示したも. ので，優位に改善されています．図 3では ADL のスコアの改善が示されています．QOL も同様です（図 4）．303 膝のうちすべてのデータを取れた 271 膝でレスポンダーの割合をみていくと，VAS50％以上・絶対値 20 以上と認められるのが 111 例で，残り 160 膝では３つのうち２つを満たすのが 59 例で合わせると 170 膝になり，有効者数は 62.7％という結果でした．. さらに，効果に影響を及ぼすのは年齢と膝の変形レベルのどちらなのかを調べてみると，年齢よりも膝の OA の重症度がひどくなればなるほど効果が低下する. VAS. P re 3 M 6 M. 2 0. 4 0. 6 0. **** ****. ****: p<0.0001. Repeated measures ANOVA Tukey's multiple comparisons test. 3M・6Mで有意に改善. P re 3 M 6 M. 0. 2 0. 4 0. 6 0. KOOS-QOL. 3M・6Mで有意に改善. ****. ****. ****: p<0.0001. Repeated measures ANOVA Tukey's multiple comparisons test. ****. 図 2 VAS のスコア 3M・6M で有意に改善している. 図 4 KOOS-QOL のスコア 3M・6M で有意に改善している. KOOS-ADL. 3M・6Mで有意に改善. P re 3 M 6 M. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0 ****. ****. ****: p<0.0001. Repeated measures ANOVA Tukey's multiple comparisons test. 図 3 KOOS-ADL のスコア 3M・6M で有意に改善している. 対象. ・ HA 治療歴あり無効であった. ・膝 OA 患者 222 名 303 膝. ・年齢 68.4 歳. ・男性 80 名女性 223 名. ・ KL1/2/3/4 ＝ 12/59/90/141. ・PRP 療法後半年での評価. 有効性の判定. ・Visual analogue scale （VAS）：疼痛の指標. ・Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score ( KOOS）：機能・生活の質の指標. 129Functional Food Research Vol.16 2020. ことがわかりました．全体では 62.7％でしたが，比較的早期の方では７割ぐらいに効果がありました．それ以外には，例えばアライメント不良があり O 脚の強い方は効きにくい，BMI が高値，肥満な方も効果は落ちてくるということも最近わかってきました．. 先ほどお話ししたように，PRP はその質がそれぞれ異なります．血小板が濃ければ濃いほどよいというわけではなく，血小板が薄くてもすごく効く方もいるし，濃くても効かない方もいます．Platelet rich plasma（PRP）という名前ですが，血小板の数だけではなくて，ほかの未知の因子が存在するのではないだろうかと考えています．. 膝の変形がグレード２の段階では治療効果が 70％ですので，比較的早期から PRP 療法を行うことでグレード３，グレード４へ進行しないようにすることができるのではと考えています．. 変形は手術で治し，組織は細胞で治す. 最後に症例を何例かお示しします．前十字靱帯損傷と半月板損傷をして膝が変形している 45 歳の方は，膝痛を訴えられて来院されました．PRP の 4 回の施行で，VAS が 80 から 30 までに低下，また関節液も 60 cc ぐらいたまっていたのですが，10 cc までに改善が得られました．治療から１年たっても膝の変形の進行はみられていません．. また，49 歳の方で関節が狭くなり始めぐらいですが，半月板が逸脱してきているような症例もあります．こういった症例では，半月板自体にも PRP を打つ治療をしています．半月板に 30 ゲージの針を刺して，半月板と関節包の境目のところに PRP を充満させる治療を６回やりました．その結果，出っ張っていた半月板がだいぶ内側のほうに戻っていき，痛みも非常に改善されました．やはり，早期の膝 OA に対する介入は，今後重要になってくるのではないかと思います．. 半月板がちょっと逸脱してきた早期 OA で，左脚だけに多少Ｏ脚が進んできている63歳の方の症例では，手術でアライメントを補正した上で，関節の中は細胞治療を行いました．. このような症例を通して，細胞治療をより早期から行うとともに，手術が必要になったような方には手術加療と組み合わせることで，人工関節にならないように関節を温存していくことが可能になるのではないか. と考えています．今日は PRP にはいろいろな種類があり，いろいろ. な注射の仕方があり，効果を分ける様々な因子があるのではないかというお話をしました．. 料理の素材によって適したワインがあるように，「この疾患にはこの PRP」というように使い分けていくことで，PRP の効果をより上げられるのではないかと思っています．. 本日，このような発表ができましたのは，様々な臨床研究や基礎研究を大学院生らに助けてもらっているためという感謝で，私の話を終わらせていただきます．ありがとうございました．. 【齋田良知プロフィール】. 2001 年順天堂大学医学部医学科卒業．同年同整形外科・スポーツ診療科入局．2007 年医学博士取得．2009 年同大学整形外科助教．2015 ～ 16 年 Istituto Orthopedico Galeazzi (Milano, Italy) 留学．2018 年順天堂大学整形外科講師．2019 年同大学整形外科准教授． 2005 年アメリカ骨代謝学会 Young investigator Award 受賞．2015 年 AFC( アジアサッカー協会 ) Young Medical Officer Award 受賞． 2002 年～ 15 年ジェフユナイテッド千葉チームドクター．2008 ～ 9 年 U18 男子サッカー日本代表帯同ドクター，U20 女子サッカー日本代表帯同ドクター．2010 年～ 15 年なでしこジャパン帯同ドクター．2015 ～ 16 年 AC Milan（イタリア）にて Fellowship．2017 年いわき FC チームドクター就任．