异位骨化
异位骨化(HO)是指在非骨骼组织(包括肌肉、肌腱或其他软组织)中出现病理性骨组织形成,主要继发于创伤、烧伤、神经损伤以及关节置换术后,是临床上严重的并发症。据报道,烧伤后HO的发生率为0.2%~0.4%。另外,神经损伤导致的HO又称为神经源性异位骨化(NHO),其发生率为3%~23%。而在大关节周围HO发生率最高,其中肘关节创伤后达89%,膝关节置换术后发生率为42%,髋臼骨折或髋关节置换术后发生率可高达90%。由于异位骨化的高发病率以及其发病机制的复杂性,其预防及治疗一直受到人们的重视,且治疗的关键在于患者疼痛的缓解以及功能的改善。但目前对异位骨化发病机制的认识,最有效的预防方案,手术时机的选择,物理治疗的必要性以及基因靶向治疗的临床应用等问题尚不明确。
于文强:
尽管在1000多年前就有异位骨化的相关报道,但其具体的发病机制仍未完全阐明。近年来,多数研究认为异位骨化形成所需的3大条件包括:(1)成骨诱导因子。骨形态发生蛋白2(BMP-2)和骨形态发生蛋白4(BMP-4)是目前研究最多的成骨诱导因子,他们可以通过与丝氨酸/苏氨酸激酶受体结合介导胞内信号传递,促使周围的细胞向成骨细胞转化。(2)成骨前体细胞。长期存在的炎症反应会导致周围或血液中成骨前体细胞群聚集,从而促使周围组织发生异位骨化。而普遍认为参与异位骨化形成最主要的细胞群是间充干细胞。(3)局部微环境。在缺氧的环境中,容易产生缺氧诱导因子1α,并由此产生血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍生的生长因子和血管生成素2等多种血管生成因子,从而使血管内皮细胞运动、聚集和增殖,参与异位骨化形成。因而,HO的形成机制可能是由于局部炎症反应导致机体释放成骨诱导因子,在局部微环境的作用下,诱导成骨前体细胞分化为软骨细胞,进而通过软骨内成骨形成异位骨。
于文强:
药物干预 目前预防异位骨化形成公认的最有效的药物是非甾体类抗炎药物(NSAIDs),其作用机制主要是通过抑制环氧化酶,抑制生理和炎性前列腺素的形成,减少局部炎性反应和阻止间充质细胞向成骨细胞转化,达到预防异位骨化的作用。目前临床上使用最广泛且对预防异位骨化效果较为肯定的非甾体类药物主要是吲哚美辛,但对用药的最佳时间、剂量及持续时间尚不明确。另一方面,吲哚美辛的应用存在胃肠道不良反应、消化道出血以及骨不连的风险。鉴于此,近年来,有部分学者主张选择应用选择性COX-2抑制剂如美洛昔康,以规避上述不良反应事件,但多数是短期使用,因为长期服用存在增加心血管事件发生率的风险。
于文强:
因而寻求新型安全有效的预防药物成为临床研究热点。有研究发现自由基清除剂可通过改变异位骨化形成的组织环境和诱导因子浓度,抑制骨骼肌细胞、血管内皮细胞的氧化损伤,获得预防HO的形成、发展的效果。另有研究还进一步证明自由基清除剂预防HO的效果与NSAIDs相差无几,但二者之间并没有协同作用,不建议联合用药。Guigonis等应用硫代硫酸钠(STS)治疗8例继发于假性甲状旁腺功能减退症的HO患者,发现STS可以通过重新结合内源性一氧化氮合酶充当自由基清除剂,但存在严重的消化系统疾病,代谢性酸中毒的患者使用后却会出现明显的不良反应。综上所述,对于异位骨化药物预防,应根据患者的年龄、合并基础疾病情况等因素个体化选择药物和用药时机、剂量、疗程,以获得最佳效果和最大程度规避不良反应事件。
于文强:
放疗 放疗的作用机制是通过杀灭局部的单核细胞、巨噬细胞阻止骨形态形成蛋白(BMP)的生成,并灭活多能间充质细胞,阻断其对BMP产生应答,从而达到抑制HO发生的效果。有研究证实小剂量的放疗具有复发率低、安全性高的优点,不仅可以有效地预防脊髓损伤后出现的HO,还可以作为全膝关节置换术后HO的一级预防。另外,尽管有学者认为放疗可能会诱发恶性肿瘤的发生,但临床上却少见相关报道。
于文强:
中医药相关手段 异位骨化在中医学归属于“瘀血痹”范畴,多为损伤或术后,筋脉损伤致使气滞血瘀,经脉痹阻或致血溢脉外,卫外不固,风寒湿邪乘虚而入,筋骨痹阻。治法当以补气活血、化瘀止痛、软坚散结为主。临床上可选择中药内服、中药熏洗、小针刀松解等预防异位骨化形成。陈建良等提出应用补阳还五汤加减可以明显减少全髋关节置换术后异位骨化的发生率。此外,林光锚等还介绍了一组可以达到减轻疼痛症状,提高关节活动度,增加肌肉肌力和预防异位骨化形成的中医综合疗法,其方法是通过以桃红四物汤加减进行中药内服与熏洗,配合中医按、推、揉、擦等推拿理筋手法,并指导患者主被动的功能锻炼,从而分阶段进行组合治疗。
于文强:
药物治疗 目前临床上除了吲哚美辛对轻度异位骨化有确切的疗效外,还有研究发现其对于髋臼骨折术后轻度异位骨化的患者有确切的治疗效果。其他临床常用药物主要用于异位骨化的预防,在治疗方面并无显著的效果。因此,便有学者尝试通过实验研究来探索能有效治疗异位骨化的药物,比如γ-维甲酸受体(RARr)的选择性激动剂帕罗伐汀。Chakkalakal等通过小鼠实验发现具有R206H突变的ACRV1骨形态发生蛋白受体特异性突变会引起软骨内的HO,从而研究了帕罗伐汀,它可以快速附着于RARy,改变祖细胞的成骨能力,以不可逆的方式阻止软组织和皮下组织的骨化,从而达到治疗异位骨化的效果。笔者认为,尽管该药物已证实可以有效治疗小鼠的HO,但还需进行大量的临床研究,确认其安全性及有效性。
于文强:
物理治疗 尽管有部分学者认为早期进行理疗可能会加重HO,但其对于神经源性或以关节功能障碍为主的HO患者仍然会有所帮助。研究证明,脉冲低强度电磁场形式的电磁干预可以有效地缓解疼痛和改善关节功能,并且没有任何副作用,尤其是应用于慢性神经源性异位骨化。此外,体外冲击波治疗也被认为是治疗慢性神经源性异位骨化的新型非侵入性干预措施。有学者等通过对11例创伤性脑损伤后的慢性神经源性异位骨化患者进行体外冲击波治疗,结果发现可以有效缓解HO患者的疼痛并改善肘关节功能,并认为其作用机制可能与影响抗炎细胞因子的产生有关。尽管上述研究已经表明理疗对异位骨化的治疗有一定的效果,但关于物理治疗的手段选择、应用时机、适应证、治疗频率和强度的选择,尚无确切的标准和依据,需待进一步研究商榷。
于文强:
手术治疗 目前多数观点认为,手术是最主要、最有效的治疗手段,且手术适应证与患者年龄的大小、异位骨化发生时间、所涉及的关节或原发损伤的因素无关。现今临床上应用最多且疗效最佳的手术方式是异位骨化的切除加关节松解术,手术治疗的主要目的是改善关节功能,但术后仍须结合药物、放疗和关节的主被动锻炼以巩固手术效果和预防HO复发。当前关于手术时机的选择存在较大分歧。多数学者一致认为手术时机应选择在HO成熟后,此时X线表现为异位骨边界清晰,有完整的骨皮质包裹,伤口无水肿。如选择在HO代谢活跃期进行手术松解,复发率高并且只能获得短期疗效,而过于延后手术,则容易导致关节周围组织挛缩。但也有部分研究发现不选择该手术时机,同样可获得较为满意的效果。
于文强:
异位骨化在临床上并不少见,但其发病机制尚不完全清楚,主要是由骨骼肌肉创伤、骨关节术后或者神经系统损伤所导致,临床表现以关节肿胀、疼痛、活动障碍为主,多发生于髋、膝和肘关节周围。目前对异位骨化预防主要包括药物、放疗、分子生物学机制干预和中医药相关手段,其中药物及放疗是预防异位骨化较为肯定有效方法。对于异位骨化药物预防,尤其是NSAIDs类药物的选择,应根据患者的年龄、合并基础疾病情况等因素个体化选择药物和用药时机、剂量、疗程,以获得最佳效果和最大程度规避不良反应事件。放疗尽管可以有效预防HO的发生,但价格昂贵,且在基层医院该技术尚不成熟,故对于经济条件一般且无相关禁忌证,或医疗条件不允许的患者,仍然建议优先选择NSAIDs药物预防。另外,也可以适当尝试进行中医药手段的选择。
尽管通过分子生物学机制干预预防异位骨化成为近年来新的研究方向和关注热点,但目前基本处于实验研究阶段。而关于异位骨化的治疗主要包括药物、物理治疗及手术等多种方法,其中手术是被公认的最有效的治疗手段,但关于手术时间和术式的选择尚存在一定争议和分歧。因此,对于手术时机的选择,笔者认为应结合异位骨化的成熟程度以及发生原因进行综合权衡考虑。手术方式的选择上,尽管异位骨化的切除加关节松解术是现今临床上应用最多且被公认为疗效最佳的术式,但随着关节镜技术的发展及相关手术设备的改进,关节镜手术也不失为未来治疗HO的一种优良的微创手术方式。