李靜
(濟(jì)南軍區(qū)煙臺(tái)療養(yǎng)院,264001)
股骨頭壞死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)的發(fā)病機(jī)制比較復(fù)雜,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)其仍然沒(méi)有系統(tǒng)完整的闡述。有研究發(fā)現(xiàn):①由激素引起的ONFH中,黏附因子-1(VCAM-1)、氧自由基、內(nèi)皮素-1(ET-1)、血管性血友病因子(von willebrand factor,vWF)、纖溶酶原激活物抑制因子-1(PAI-1)、凝血酶調(diào)節(jié)素(TM)等影響血管內(nèi)皮功能的內(nèi)源性因子,引起脂肪代謝障礙的脂肪栓子和血小板栓子[1-3],成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞以及內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡等都在由激素引起的ONFH中起到關(guān)鍵作用[4-6]。②酒精引起的ONFH中,骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow stromal cells,MSCs)受酒精誘導(dǎo)分化為脂肪細(xì)胞而使成骨細(xì)胞增生能力下降可能是引起ONFH的原因[7-8]。隨著對(duì)發(fā)病機(jī)制的研究,ONFH可能與凝血機(jī)制的障礙、基因的易感性等有關(guān),而其相應(yīng)的臨床治療也有了一些新的進(jìn)展。
1.1 降脂藥(他汀類(lèi)藥物) 脂質(zhì)代謝紊亂是形成ONFH的原因之一:糖皮質(zhì)激素通過(guò)體內(nèi)脂肪動(dòng)員和組織細(xì)胞對(duì)血液中脂肪的抑制而誘發(fā)高脂血癥,同時(shí)其還能誘導(dǎo)骨髓干細(xì)胞向脂肪細(xì)胞分化,最終導(dǎo)致股骨頭內(nèi)脂肪栓塞和微血栓形成,骨組織缺血壞死。他汀類(lèi)藥物是羥甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶抑制劑,能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制膽固醇生物合成限速酶,增加肝細(xì)胞低密度脂蛋白受體的表達(dá)和減少富含三酰甘油脂蛋白的合成和分泌,抑制抗磷脂抗體介導(dǎo)的血管內(nèi)皮炎癥前和凝血前特性?,F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),他汀類(lèi)藥物還可以促進(jìn)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化、促進(jìn)成骨作用、改善股骨頭的血供,具有抗炎作用的同時(shí)糾正脂類(lèi)代謝紊亂[9-11]。然而,Ajmal等[12]研究發(fā)現(xiàn),大劑量使用激素的同時(shí)服用他汀類(lèi)藥物未能顯著降低腎移植患者激素誘導(dǎo)的ONFH發(fā)病率。
1.2 抗凝血藥 抗凝血藥:蚓激酶、血小板活化因子、低分子右旋糖酐、阿司匹林、藻酸雙酯鈉等??鼓幬锿ㄟ^(guò)抑制血小板活化,糾正血液高凝低纖溶狀態(tài),以改善骨內(nèi)微循環(huán)血栓形成、栓塞以及骨內(nèi)高壓和骨吸收等,從而預(yù)防治療ONFH的發(fā)生和進(jìn)展[13]。Jones等[14]認(rèn)為脂肪代謝紊亂和凝溶紊亂共同組成激素性O(shè)NFH的發(fā)病機(jī)制,這使通過(guò)治療脂肪代謝紊亂和凝溶紊亂預(yù)防ONFH成為可能。Glueck等[11]采用低分子肝素(依諾肝素60 mg/d,12周)治療伴有高凝血、低纖溶狀態(tài)的早期ONFH,2年后35例ONFH患者中的31例(89%)仍處于Ficat和Arlet的影像學(xué)1~2期。另有研究[15-16]表明前列素類(lèi)藥物(伊洛前列素)通過(guò)擴(kuò)張血管,抑制血小板凝集,對(duì)早期的ONFH有緩解ONFH癥狀,改善關(guān)節(jié)功能的作用。
1.3 破骨細(xì)胞抑制劑(二磷酸鹽類(lèi)藥物) 由激素或酒精作用于ONFH引起和激活了破骨細(xì)胞活性,抑制成骨細(xì)胞活性,并促進(jìn)骨質(zhì)疏松。因此抑制破骨細(xì)胞活性和骨吸收的藥物,如降鈣素類(lèi),二磷酸鹽類(lèi)(阿侖磷酸鈉和羥乙磷酸鈉等)和促進(jìn)軟骨修復(fù)的藥物(氨基葡萄糖等)形成新的治療ONFH的發(fā)展藥物。二磷酸鹽是一類(lèi)與含鈣晶體具有高度親和力的人工合成化合物。通過(guò)抑制破骨細(xì)胞的骨吸收能力、促進(jìn)破骨細(xì)胞的凋亡以及抑制破骨細(xì)胞的形成,增加骨的強(qiáng)度,預(yù)防股骨頭塌陷和畸變。Agarwala等[17]采用口服阿侖磷酸鈉10 mg/d,連續(xù)3年治療395例ONFH,平均隨訪4年,臨床滿(mǎn)意率(定義為無(wú)需手術(shù)干預(yù))為92%,影像學(xué)進(jìn)展率為45%,股骨頭的塌陷率為29%。FicatⅠ、Ⅱ、Ⅲ期ONFH的關(guān)節(jié)置換率分別為2%、8%和33%。目前雙磷酸鹽類(lèi)被認(rèn)為能夠延遲ONFH外科手術(shù)干預(yù)的臨床上最有前途的治療藥物。
1.4 其他藥物 尚有一些血管活性藥物及降脂藥物正在試驗(yàn)中。比如大蒜素、川穹嗪、葛根素、銀杏葉等,現(xiàn)在在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,比如:近年來(lái)發(fā)現(xiàn),葛根素能抑制脂質(zhì)過(guò)氧化,清除超氧離子自由基,保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞。它還可以促進(jìn)微循環(huán),減少微循環(huán)缺血,王義生等[18]通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)檢測(cè)葛根素作用于酒精引起的動(dòng)物血清學(xué)、肝臟和股骨頭組織學(xué)、基因表達(dá)等變化,結(jié)果顯示,葛根素能夠預(yù)防骨壞死,抑制小鼠酒精性O(shè)NFH的發(fā)生。
2.1 介入治療 介入治療是一種微創(chuàng)手術(shù),應(yīng)用Seldinger技術(shù),在X線(xiàn)輔助下,將多種有效藥物直接、快速注入供給股骨頭血運(yùn)的血管(如旋股內(nèi)、外動(dòng)脈)內(nèi),使血管擴(kuò)張,繼而溶解脂肪栓子,疏通股骨頭微循環(huán),改善血液供應(yīng),降低骨內(nèi)壓,促進(jìn)壞死骨吸收和新骨形成。介入治療ONFH尚處于探索階段,有多數(shù)報(bào)道介入療法療效確切[19-20]。常用藥物有尿激酶、低分子右旋糖酐、復(fù)方丹參、骨肽等。隨著ONFH的基因研究,現(xiàn)在通過(guò)介入治療聯(lián)合基因以及干細(xì)胞治療成為發(fā)展趨勢(shì)[21-22],通過(guò)以細(xì)胞因子及其受體微創(chuàng)植入以及通過(guò)將壞死骨清除,將干細(xì)胞連同生骨材料(人造骨)作載體,打入壞死骨清除區(qū),使新生血管和骨長(zhǎng)入而達(dá)到保存自身關(guān)節(jié)的目的。這些新型的研究都有創(chuàng)傷輕微,不損傷關(guān)節(jié)囊血液循環(huán),關(guān)節(jié)活動(dòng)功能好的優(yōu)勢(shì)。對(duì)年輕病人中早期ONFH的治療有很大價(jià)值。
2.2 干細(xì)胞移植治療 近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn):骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSCs)不轉(zhuǎn)化為成骨細(xì)胞,而轉(zhuǎn)化為脂肪細(xì)胞造成骨細(xì)胞的數(shù)量減少或活性降低是導(dǎo)致ONFH的重要發(fā)病原因[23]。隨著再生醫(yī)學(xué)的理論和技術(shù)發(fā)展:MSCs表現(xiàn)的生物學(xué)特性具有多向分化能力,MSCs所到達(dá)的組織微環(huán)境會(huì)誘導(dǎo)其定向分化[24]且容易獲取,經(jīng)多次傳代后性質(zhì)保持不變,極少引起免疫排斥反應(yīng)等使得干細(xì)胞移植有望成為治愈ONFH的新方法。MSCs的移植治療主要有:①M(fèi)SCs的介入移植。通過(guò)介入輸注MSCs,應(yīng)用簡(jiǎn)便手術(shù)創(chuàng)傷面小,能保證移植部位輸注足夠數(shù)目的細(xì)胞,成功率高。徐軍等[25]采用髖關(guān)節(jié)鏡及自體外周血MSCs移植,術(shù)后所有患者疼痛消失,步態(tài)正常,髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度接近正常,X射線(xiàn)片檢查顯示壞死區(qū)囊性變消失。MSCs介入移植已經(jīng)成為治療早中期ONFH的最具生命力的發(fā)展趨勢(shì)。②髓心減壓注射MSCs治療。Hernigou等[26]采用離心方式從患者自體骨髓中分離得到骨髓基質(zhì)細(xì)胞,通過(guò)外科手術(shù)為Ⅲ期患者股骨頭鉆孔減壓并向股骨頭輸注。在平均7年的隨訪期中,其中有5例進(jìn)行了髖關(guān)節(jié)置換,其生存率為58.33%。但是該方法的缺點(diǎn)是不能確定回輸?shù)腗SCs是否停留在股骨頭處。③復(fù)合材料支架聯(lián)合MSCs移植。以目標(biāo)材料為載體移植入MSCs的方式治療ONFH是一種新型的治療方法,也是目前研究的熱點(diǎn)之一。Yamasaki等[27]通過(guò)羥基磷灰石聯(lián)合骨髓MSCs移植治療ONFH,表明該方法對(duì)ONFH起到顯著療效。杭棟華等[28]將目標(biāo)基因通過(guò)載體轉(zhuǎn)入MSCs內(nèi)再與不同載體材料復(fù)合后植入治療ONFH,也是目前研究新方向之一。
研究發(fā)現(xiàn)在ONFH中存在著影響骨重建的細(xì)胞因子:一些細(xì)胞因子能夠促進(jìn)骨的生長(zhǎng),另一部分細(xì)胞因子則控制、促進(jìn)骨的重吸收。生長(zhǎng)和分化因子可以與相應(yīng)的手術(shù)方法結(jié)合作為治療ONFH的一個(gè)附加保護(hù)方法,對(duì)于解決ONFH的具體問(wèn)題:局部缺血、骨內(nèi)壓增高、軟骨下骨塌陷和繼發(fā)性關(guān)節(jié)炎等都有積極的作用[29]。大體有以下幾類(lèi):包括①白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)的信號(hào)分子。②骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)。③血管源性因子:血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、血管生成素(Angiopoietin)。④胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin-like growth factors,IGFs)等。骨形態(tài)發(fā)生蛋白能夠使間葉細(xì)胞首先分化成軟骨細(xì)胞,然后分化成骨細(xì)胞。血管源性因子有促進(jìn)再血管化的功能。目前這些實(shí)驗(yàn)研究都主要是離體或者動(dòng)物實(shí)驗(yàn),在人體中是否有效尚不明確。由于人體中各種生長(zhǎng)分化因子的作用非常復(fù)雜,還有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究與臨床發(fā)展。
物理療法主要通過(guò)熱效應(yīng)或機(jī)械應(yīng)力作用于骨組織或細(xì)胞后,引起電位變化和空化效應(yīng)等,活化細(xì)胞和組織,激活細(xì)胞增生,促進(jìn)組織生長(zhǎng),從而改善局部血液循環(huán)。物理療法包括體外沖擊波(extracoporeal shock wares,ECSW)、超短波、分米波(ANFH)、高頻電場(chǎng)、高壓氧(HBO)、磁療、臭氧等多種治療方法。在預(yù)防和治療早期股骨頭缺血性壞死以及術(shù)后康復(fù)方面有著積極的作用。Wong等[30]于2003年提出ONFH治療新概念即聯(lián)合體外沖擊波療法(extracorporeal shock wave therapy,ESWT)、高壓氧和口服雙磷酸鹽治療的“雞尾酒”療法。Hsu等[31]比較雞尾酒療法與單純ESWT治療早期ONFH的效果,隨訪2年,“雞尾酒”療法組改善率為74%,與單純ESWT組改善率79.2%比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但“雞尾酒”療法對(duì)治療早期ONFH有效。同時(shí),“雞尾酒”療法的協(xié)同療效有待進(jìn)一步研究。
ONFH的確切發(fā)病機(jī)制目前尚未完全闡明,ONFH的病因、病理學(xué)改變?nèi)孕柽M(jìn)一步研究,目前對(duì)ONFH的治療重要的還是早期診斷,在股骨頭塌陷前預(yù)防和選擇有效的治療方法,以防止病程進(jìn)展到骨性關(guān)節(jié)炎階段從而盡量保全髖關(guān)節(jié)和延緩關(guān)節(jié)置換的時(shí)間。細(xì)胞因子聯(lián)合治療、MSCs結(jié)合中藥、成骨因子、組織工程骨已經(jīng)成為研究ONFH的新熱點(diǎn),有望在ONFH的治療上取得突破。
[1]Han N,Yan Z,Guo CA,et al.Effects of p-glycoprotein on steroid-induced osteonecrosis of the femoral head[J].Calcif Tissue Int,2010,87(3):246-253.
[2]Gunal I,Karatosun V.Avascular necrosis of the femoral heads after single corticosteroid injection[J].CMAJ,2006,175(1):31.
[3]Wolverton SE.Can short courses of systemic corticosteroids truly cause osteonecrosis?[J].Dermatol Ther,2009,22(5):458-464.
[4]Sakaguchi M,Tanaka T,F(xiàn)ukushima W,et al.Impact of oral corticosteroid use for idiopathic osteonecrosis of the femoral head:a nationwide multicenter case-control study in Japan[J].J Orthop Sci,2010,15(2):185-191.
[5]Spreafico A,F(xiàn)rediani B,F(xiàn)rancucci CM,et al.Role of apoptosis in osteoporosis induced by glucocorticoids[J].J Endocrinol Invest,2008,31(7 Suppl):22-27.
[6]Kerachian MA,Cournoyer D,Harvey EJ,et al.New insights into the pathogenesis of glucocorticoid-induced avascular necrosis:microarray analysis of gene expression in a rat model[J].Arthritis Res Ther,2010,12(3):R124.
[7]Suh KT,Kim SW,Roh HL,et al.Decreased osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells in alcohol-induced osteonecrosis[J].Clin Orthop Relat Res,2005(431):220-225.
[8]Cui Q,Wang Y,Saleh KJ,et al.Alcohol-induced adipogenesis in a cloned bone-marrow stem cell[J].J Bone Joint Surg Am,2006,88(3 Suppl):148-154.
[9]Pritchett JW.Statin therapy decreases the risk of osteonecrosis in patients receiving steroids[J].Clin Orthop Relat Res,2001(386):173-178.
[10]Wang GJ,Cui Q,Balian G.The Nicolas Andry award.The pathogenesis and prevention of steroid-induced osteonecrosis[J].Clin Orthop Relat Res,2000(370):295-310.
[11]Glueck CJ,F(xiàn)reiberg RA,Sieve L,et al.Enoxaparin prevents progression of stages I and II osteonecrosis of the hip[J].Clin Orthop Relat Res,2005(435):164-170.
[12]Ajmal M,Matas AJ,Kuskowski M,et al.Does statin usage reduce the risk of corticosteroid-related osteonecrosis in renal transplant population?[J].Orthop Clin North Am,2009,40(2):235-239.
[13]Glueck CJ,F(xiàn)reiberg RA,Wang P.Heritable thrombophilia-hypofibrinolysis and osteonecrosis of the femoral head[J].Clin Orthop Relat Res,2008,466(5):1034-1040.
[14]Jones JP Jr.Coagulopathies and osteonecrosis[J].Acta Orthop Belg,1999,65(1 Suppl):5-8.
[15]Aigner N,Petje G,Schneider W,et al.Bone marrow edema syndrome of the femoral head:treatment with the prostacyclin analogue iloprost vs.core decompression:an MRI-controlled study[J].Wien Klin Wochenschr,2005,117(4):130-135.
[17]Agarwala S,Shah S,Joshi VR.The use of alendronate in the treatment of avascular necrosis of the femoral head:follow-up to eight years[J].J Bone Joint Surg Br,2009,91(8):1013-1018.
[18]王義生,劉沛霖,殷力,等.葛根素對(duì)乙醇性股骨頭壞死的預(yù)防作用[J].中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2007,24(4):479-81.
[19]葉偉龍,招衛(wèi)乾,陳忠.21例股骨頭壞死的介入治療[J].現(xiàn)代醫(yī)院,2012,12(2):36.
[20]蘇建輝,張帆,暴云鋒,等.60例雙側(cè)無(wú)菌性股骨頭壞死的介入治療[J].河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2007,28(3):178.
[21]張曄,曾炳芳,張長(zhǎng)青,等.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞預(yù)構(gòu)人工骨對(duì)兔股骨頭壞死的修復(fù)作用[J].中國(guó)臨床康復(fù),2004,8(20):3960-3962.
[22]楊操,楊述華,杜靖遠(yuǎn),等.血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子基因轉(zhuǎn)染促進(jìn)股骨頭壞死修復(fù)[J].臨床骨科雜志,2004,7(1):90-93.
[23]Gangji V,Hauzeur JP,Schoutens A,et al.Abnormalities in the replicative capacity of osteoblastic cells in the proximal femur of patients with osteonecrosis of the femoral head[J].J Rheumatol,2003,30(2):348-351.
[24]Deans RJ,Moseley AB.Mesenchymal stem cells:biology and potential clinical uses[J].Exp Hematol,2000,28(8):875-884.
[25]徐軍,田軍,許超蕊,等.應(yīng)用髖關(guān)節(jié)鏡髓芯減壓并自體外周血干細(xì)胞移植治療早期股骨頭缺血性壞死38例[J].中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù),2008,12(3):515-517.
[26]Hernigou P,Beaujean F.Treatment of osteonecrosis with autologous bone marrow grafting[J].Clin Orthop Relat Res,2002(405):14-23.
[27]Yamasaki T,Yasunaga Y,Terayama H,et al.Transplantation of bone marrow mononuclear cells enables simultaneous treatment with osteotomy for osteonecrosis of the bilateral femoral head[J].Med Sci Monit,2008,14(4):CS23-30.
[28]杭棟華,閻作勤,郭常安,等.VEGF-165基因修飾的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植修復(fù)犬股骨頭壞死[J].復(fù)旦學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2007,34(6):806-811.
[29]Fessel J.There are many potential medical therapies for atraumatic osteonecrosis[J].Rheumatology(Oxford),2013,52(2):235-241.
[30]Wong T,Wang CJ,Hsu SL,et al.Cocktail therapy for hip necrosis in SARS patients[J].Chang Gung Med J,2008,31(6):546-553.
[31]Hsu SL,Wang CJ,Lee MS,et al.Cocktail therapy for femoral head necrosis of the hip[J].Arch Orthop Trauma Surg,2010,130(1):23-29.