黃韌帶骨化病因研究進(jìn)展

續(xù)開亮趙宇李文菁

（1.首都醫(yī)科大學(xué)密云教學(xué)醫(yī)院骨科，北京101500；2.中國(guó)醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院骨科，北京100730）

·綜述·

黃韌帶骨化病因研究進(jìn)展

續(xù)開亮1趙宇2*李文菁2

（1.首都醫(yī)科大學(xué)密云教學(xué)醫(yī)院骨科，北京101500；2.中國(guó)醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院骨科，北京100730）

黃韌帶骨化（ossification of ligament flavum,OLF）是引起脊髓壓迫癥的重要原因之一[1,2]。OLF引起脊髓病的最常見癥狀為下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙和感覺障礙，可有疼痛、麻木、跛行，甚至可出現(xiàn)大小便障礙等截癱癥狀，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[3]。了解OLF病因可為其相關(guān)脊髓疾病的預(yù)防和治療提供理論指導(dǎo)。

OLF的病理改變?yōu)檐浌莾?nèi)化骨過(guò)程，早期為纖維結(jié)構(gòu)排列紊亂，彈性纖維減少，膠原纖維大量增生、腫脹、黏液樣變性，進(jìn)一步發(fā)展為黃韌帶組織中的未分化間充質(zhì)細(xì)胞軟骨性化生形成纖維軟骨細(xì)胞，繼而軟骨鈣化，隨著新生血管長(zhǎng)入，最終鈣鹽結(jié)晶體沉著鈣化、骨化[4]。骨化的黃韌帶往往存在由淺至深的四個(gè)移行區(qū)[5]：韌帶區(qū)、纖維軟骨區(qū)、鈣化軟骨區(qū)、骨化區(qū)。任何影響此骨化過(guò)程中某個(gè)環(huán)節(jié)的因素均可能成為OLF的原因。OLF的病因尚不清楚，主要分為內(nèi)因?qū)W說(shuō)和外因?qū)W說(shuō)，以往認(rèn)為內(nèi)因更加重要，近年來(lái)逐漸認(rèn)識(shí)到外因的重要性[6]?，F(xiàn)將近年來(lái)有關(guān)胸椎OLF病因的相關(guān)文獻(xiàn)綜述如下。

1 外因?qū)W說(shuō)

OLF的外因?qū)W說(shuō)主要包括生物力學(xué)改變、解剖與力學(xué)因素、退變因素等。

1.1 生物力學(xué)改變

后縱韌帶骨化（ossification of the posterior longitudinal ligament,OPLL）和OLF被認(rèn)為是由韌帶增厚引起椎管狹窄和脊髓壓迫進(jìn)而導(dǎo)致脊髓病的原因。Kim等[7]根據(jù)MRI建立T12～L1脊髓的三維有限元模型，用von-M ises應(yīng)力分析法研究OPLL和OLF患者脊髓不同類型及不同程度受壓時(shí)的脊髓內(nèi)部和橫斷面的應(yīng)力分布情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)最大應(yīng)力增加致脊髓橫斷面面積減少30%～40%時(shí)即可出現(xiàn)脊髓受壓癥狀，即當(dāng)OPLL者脊髓前后徑減少至原來(lái)的60%，或OLF者脊髓發(fā)生4mm受壓形變時(shí)。上述結(jié)果提示當(dāng)脊髓受壓超過(guò)這個(gè)閾值時(shí)便可引起脊髓受壓癥狀，與臨床觀察一致。Cai等[8]發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)下OLF細(xì)胞中β-鏈蛋白（β-catenin）、Runx2、Sox9和骨橋蛋白（osteopontin）的mRNA顯著高于非OLF細(xì)胞。對(duì)OLF細(xì)胞施加反復(fù)張應(yīng)力后可引起第24小時(shí)的βcatenin、Runx2、Sox9和osteopontin的mRNA表達(dá)水平顯著升高。鈣化區(qū)周圍的肥大軟骨細(xì)胞為Runx2和osteopontin，免疫陽(yáng)性。在纖維軟骨區(qū)未成熟軟骨細(xì)胞中β-catenin和Sox9的免疫反應(yīng)顯著。認(rèn)為反復(fù)張應(yīng)力通過(guò)介導(dǎo)β-catenin信號(hào)系統(tǒng)高表達(dá)，繼而引起轉(zhuǎn)錄因子、生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子增加，促進(jìn)軟骨細(xì)胞分化，進(jìn)一步促進(jìn)軟骨內(nèi)骨化的過(guò)程。

1.2 解剖與力學(xué)因素

OLF好發(fā)部位依次是下胸椎、上胸椎和中段胸椎[9]，最常見的部位是T10和T11之間，可能是因?yàn)榇斯?jié)段所受張應(yīng)力最大[10]。秦德安等[11]發(fā)現(xiàn)胸椎椎板傾斜角（椎板后表面與椎體水平面的夾角）以T7～T10為波谷段，胸椎OLF以T8～T10為好發(fā)部位，兩者分布具有相關(guān)性，椎板傾斜角最小的下胸段與OLF好發(fā)部位一致。椎板傾斜角小可能是OLF多發(fā)于下胸段的解剖學(xué)和力學(xué)因素之一。有研究顯示腰椎、頸椎的屈伸活動(dòng)及側(cè)方彎曲幅度比胸椎幅度大，但是軸向旋轉(zhuǎn)活動(dòng)幅度腰椎最小，胸椎最大，這與OLF好發(fā)于胸椎一致，胸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面呈前后位，可允許軸向旋轉(zhuǎn)，這可能是OLF好發(fā)于胸椎的另一個(gè)解剖因素；研究同時(shí)顯示旋轉(zhuǎn)幅度越大的椎體，OLF的范圍也越大，提示旋轉(zhuǎn)應(yīng)力是引起OLF的一個(gè)重要因素[12,13]。在長(zhǎng)期的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)刺激下，關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性下降，微小運(yùn)動(dòng)及微小創(chuàng)傷增加，反復(fù)慢性損傷可導(dǎo)致韌帶退變，在此基礎(chǔ)上發(fā)生軟骨化和骨化。Li等[14]認(rèn)為東亞人種發(fā)生OLF更多的一個(gè)原因可能是由于這些群體更頻繁采取蹲的姿勢(shì)。頸椎較胸椎、腰椎的OPLL發(fā)病率高，部分病例可合并OLF，且OLF與OPLL位于相同節(jié)段，因此認(rèn)為OPLL引起的機(jī)械應(yīng)力變化可能是促使OLF的一個(gè)因素[15]。但是這無(wú)法解釋胸椎OLF發(fā)病率高而OPLL發(fā)病率低的問題，因此OPLL與OLF的因果關(guān)系尚不確定。

1.3 退變因素

OLF多發(fā)于中老年人，且常合并有頸椎OPLL、彌漫性特發(fā)性骨肥厚癥（diffuse idiopathic skeletal hyperostosis,DISH）、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退變等退行性疾病[16,17]。Lang等[17]通過(guò)對(duì)993例有胸部癥狀的患者進(jìn)行CT檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)病率最高的年齡組為50～59歲。Liao等[18]發(fā)現(xiàn)有癥狀的OLF節(jié)段常合并椎管前方骨贅形成和椎間盤突出，認(rèn)為下胸椎活動(dòng)度大，機(jī)械應(yīng)力易對(duì)黃韌帶造成損傷，繼而使黃韌帶進(jìn)行特異的纖維結(jié)構(gòu)重建，促進(jìn)OLF，因此認(rèn)為OLF是韌帶對(duì)微小損傷的一種退變反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)退變、突出的椎間盤和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)可通過(guò)產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子影響黃韌帶而引起其肥大和骨化[19,20]。

2內(nèi)因?qū)W說(shuō)

內(nèi)因?qū)W說(shuō)主要有遺傳、飲食、代謝、分子調(diào)控、轉(zhuǎn)錄因子、炎性細(xì)胞因子等因素。

2.1 遺傳與飲食因素

OLF的報(bào)道世界范圍內(nèi)可見，但最常見于日本人，說(shuō)明基因可能是OLF的一個(gè)影響因素。M obbs和Dvorak[21]報(bào)道1例生于低?；虻貐^(qū)的中國(guó)OLF患者，其自幼生活在日本，采取日本的生活方式和飲食習(xí)慣，提示飲食和生活方式可能是OLF的一個(gè)影響因素。顏廷賓等[22]認(rèn)為人類HLA-DQA*0401與OLF發(fā)病呈顯著正相關(guān)，可能是其易感基因，而HLADQA*0201與OLF發(fā)病呈顯著負(fù)相關(guān)，可能是其保護(hù)基因。OLF患者的HLA-DQA*0401病因分?jǐn)?shù)大于HLA-DQA*0201預(yù)防分?jǐn)?shù)，提示易感基因強(qiáng)于保護(hù)基因可能是導(dǎo)致胸椎OLF發(fā)病的一個(gè)危險(xiǎn)因素。Liu等[23]通過(guò)研究中國(guó)漢族OPLL和OLF患者RUNX2、骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（bonemorphogenetic protein-2,BMP-2）、COL6A1和維生素D受體（vitam in D receptor,VDR）基因的多態(tài)位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)病例組和對(duì)照組之間Runx2的基因位點(diǎn)RS1321075和RS12333172存在差異。這兩個(gè)位點(diǎn)均位于6號(hào)染色體上，并表現(xiàn)出連鎖不平衡。這兩個(gè)區(qū)域中一個(gè)是單體型，提示該區(qū)域與OPLL和OLF的發(fā)病率升高有關(guān)，認(rèn)為RUNX2基因多態(tài)性可能跟中國(guó)漢族人群的脊柱韌帶異位骨化有關(guān)，而COL6A1、BMP-2和VDR基因的多態(tài)性位點(diǎn)和這些疾病無(wú)明顯關(guān)系。而Kong等[24]發(fā)現(xiàn)中國(guó)漢族人群染色體21q22.3上COL6A1的單核苷酸多態(tài)性與OLF發(fā)病關(guān)系密切，與Liu等[23]的研究結(jié)果不一致，因此COL6A1與OLF的關(guān)系尚待明確。

2.2 代謝因素

一系列的激素、維生素、無(wú)機(jī)鹽等代謝異?？赡茉贠LF發(fā)病中起重要作用，甲狀旁腺激素、胰島素、脂肪因子、1,25-二羥維生素D和局部生長(zhǎng)因子與OLF有關(guān)[25]?；加蟹逝职Y、糖尿病、強(qiáng)直性脊柱炎、氟骨癥、鈣磷代謝異常等代謝性疾病者更易發(fā)生OLF[26]。Wang等[27]發(fā)現(xiàn)黃韌帶中鈣（Ca）含量和Ca/鎂（Mg）比值在對(duì)照組、退變組和骨化組中依次增高，有顯著差異；退變組和骨化組中黃韌帶的鋅（Zn）、錳（Mn）、鉬（Mo）含量低，銅（Cu）含量高；骨化組的氟（F）含量顯著高于退變組和對(duì)照組。這說(shuō)明Ca的含量變化在OLF中有重要作用，基本代謝元素的在不同組之間的含量變化提示OLF可能是由退變逐漸發(fā)展到骨化的過(guò)程。Zhang等[28]發(fā)現(xiàn)高氟環(huán)境刺激大鼠成骨細(xì)胞系和培養(yǎng)的成骨樣細(xì)胞激活，增殖能力增強(qiáng)，cfos、c-jun在mRNA和蛋白質(zhì)水平的表達(dá)增強(qiáng)，提示高氟亦可能影響到黃韌帶的骨化過(guò)程。M atsui等[29]報(bào)道發(fā)生低磷抗維生素D佝僂病患者可合并OLF，提示作用于脊柱的機(jī)械應(yīng)力和鈣鹽沉積增加與胸椎OLF有關(guān)。

2.3 分子調(diào)控

OLF的發(fā)病與一系列的分子調(diào)控行為密切相關(guān)。Zhong等[30]發(fā)現(xiàn)OLF細(xì)胞獨(dú)特地表達(dá)骨鈣素和Ⅱ型膠原蛋白，而骨鈣素是成骨細(xì)胞的標(biāo)志，Ⅱ型膠原蛋白是軟骨細(xì)胞的標(biāo)志，說(shuō)明OLF的細(xì)胞中有成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的表型特征，即韌帶細(xì)胞向軟骨細(xì)胞表型和成骨細(xì)胞表型分化，這可能在OLF的起始和發(fā)展中起重要作用。BMPs的誘導(dǎo)成骨作用已被廣泛研究。脊柱韌帶的彈性纖維對(duì)反復(fù)張應(yīng)力刺激敏感，張應(yīng)力可使BMP-2、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transform ing grow th factor-β,TGF-β）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial grow th factor,VEGF）、軟骨形成和分化相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子Sox9的表達(dá)均明顯升高，引起間質(zhì)成纖維細(xì)胞向軟骨細(xì)胞和骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化[31]。在張應(yīng)力刺激下，黃韌帶細(xì)胞內(nèi)的堿性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活化，成骨細(xì)胞發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子Osterix、Runx2的mRNA表達(dá)水平明顯升高，介導(dǎo)了黃韌帶細(xì)胞向骨細(xì)胞的分化過(guò)程。Moon等[32]將腺病毒介導(dǎo)的BMP-2基因轉(zhuǎn)染黃韌帶細(xì)胞，在應(yīng)力作用下，黃韌帶細(xì)胞中膠原Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的基因表達(dá)水平增加，TGF-β1水平也有明顯的提升，證實(shí)經(jīng)刺激的黃

韌帶可通過(guò)自分泌和旁分泌BMP的方式誘導(dǎo)周圍正常黃韌帶細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化。TGF-β1可以介導(dǎo)成纖維細(xì)胞樣的間充質(zhì)細(xì)胞向黃韌帶浸潤(rùn)，同時(shí)使成纖維細(xì)胞進(jìn)入非骨化的軟骨中，從而介導(dǎo)骨化的發(fā)生。BMP信號(hào)系統(tǒng)可促進(jìn)成纖維細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化，Runx2是該信號(hào)系統(tǒng)的組成成分[33]。BMP-2與Ⅰ型和Ⅱ型跨膜絲氨酸/蘇氨酸激酶受體蛋白形成的異四聚體復(fù)合物結(jié)合，經(jīng)BMP激活后，這些受體可使細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子Smad1/5/8磷酸化，然后聯(lián)合Smad4轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，與轉(zhuǎn)錄因子Runx2發(fā)生作用，上調(diào)成骨細(xì)胞基因的表達(dá)[34]，介導(dǎo)OLF形成。向軟組織內(nèi)注射BMPs可引起皮下組織的異位骨化。全部的BMP信號(hào)系統(tǒng)包含許多重要轉(zhuǎn)錄因子的參與，如Dlx5、Dlx3、Runx2、M sx2和Osterix等。但與BMP-2活化相比，單獨(dú)的Runx2或Osterix不足以使成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成骨細(xì)胞。Runx2主要與骨分化有關(guān)，為參與軟骨內(nèi)骨化和膜內(nèi)骨化的分化基因的調(diào)節(jié)所必需。Zhong和Chen[30]發(fā)現(xiàn)重組人生長(zhǎng)分化因子-5（recombinanthuman grow th differentiation factor5,rhGDF-5）處理使ALP活性和骨鈣素的表達(dá)增加，呈時(shí)間和劑量依賴性，并可誘導(dǎo)礦化結(jié)節(jié)的形成。rhGDF-5的介導(dǎo)作用與細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2（extracellular-signal regulated kinase,ERK1/2）和p38的活化有關(guān)，而與JNK無(wú)關(guān)。應(yīng)用ERK1/2和p38抑制劑可導(dǎo)致ALP活性和骨鈣素蛋白表達(dá)的降低，提示rhGDF-5通過(guò)激活ERK1/2和p38MAPK途徑誘導(dǎo)人黃韌帶細(xì)胞的成骨分化。

2.4 轉(zhuǎn)錄因子

基因背景、機(jī)械應(yīng)力、退變基質(zhì)、其他因素等可通過(guò)影響轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)來(lái)影響OLF過(guò)程。一些研究提示控制骨形成的BMP和TGF-β的主要活性是通過(guò)與RUNX2相互作用而介導(dǎo)的[34]。當(dāng)張應(yīng)力增加，黃韌帶中BMP-2、TGF-β和Sox亦增加，成纖維細(xì)胞分化為成軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞，最后韌帶骨化形成[31]。Uchida等[5]的研究表明在黃韌帶的骨化區(qū)有明顯的基質(zhì)變性，并且在骨化斑塊和非骨化纖維區(qū)之間有一些骨化區(qū)的存在。軟骨細(xì)胞在骨化區(qū)分化明顯，在鈣化區(qū)亦可見明顯聚集。因此認(rèn)為在轉(zhuǎn)錄因子的影響下，軟骨細(xì)胞分化在骨化過(guò)程中起著重要作用。成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成骨細(xì)胞，需要關(guān)鍵信號(hào)傳導(dǎo)通路的活化，包括BMP通路。Runx2被認(rèn)為是BMP通路的組成部分。Kim等[33]通過(guò)腺病毒表達(dá)Runx2或BMP-2的方法測(cè)定成纖維細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)原代培養(yǎng)的黃韌帶細(xì)胞中Runx2或BMP-2的表達(dá)導(dǎo)致諸多細(xì)胞增殖和分化。BMP-2與Runx2的聯(lián)合作用比單獨(dú)某一成分作用能更好地促進(jìn)向成骨細(xì)胞分化，表明Runx2和BMP-2通路既有共同的又有獨(dú)立的靶基因。Runx2和BMP-2聯(lián)合介導(dǎo)了成纖維細(xì)胞樣的黃韌帶細(xì)胞向成骨細(xì)胞樣細(xì)胞的高效轉(zhuǎn)化。

2.5 炎性細(xì)胞因子

圖1 細(xì)胞因子和細(xì)胞在TNF依賴的細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)中相互作用，顯示了TNF在OLF細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中的作用[35]

細(xì)胞因子是作為細(xì)胞之間的信使的小型分泌蛋

白，在很大程度上參與了再生、生長(zhǎng)和發(fā)育、正常的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、損傷反應(yīng)和人體免疫力自我修復(fù)的調(diào)節(jié)。炎性細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素（interleukin,IL）、腫瘤壞死因子（tumornecrosis factor,TNF）、TGF和趨化因子，是對(duì)損傷和感染的免疫反應(yīng)的一部分，可加重或減輕炎癥反應(yīng)（圖1）[35]。促炎性細(xì)胞因子與早期反應(yīng)有關(guān)，如IL-1α、IL-1β、IL-6和TNF-α[36]。其他促炎性介質(zhì)還包括IL-20家族、干擾素-γ（interferon-γ, IFN）、IFN-γ、IL-17、IL-18和多種其他趨化因子的成員。這些細(xì)胞因子作為內(nèi)源性熱原（IL-1、IL-6、TNF-α），上調(diào)次級(jí)介質(zhì)的合成。促炎性細(xì)胞因子可刺激產(chǎn)生急性期蛋白，吸引炎性細(xì)胞。與此相反，抗炎細(xì)胞因子如IL-4、IL-10、IL-16和TGF-β，可通過(guò)抑制促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生或抵消其某些生物學(xué)作用，來(lái)控制體內(nèi)炎癥反應(yīng)的幅度。病理學(xué)上，鈣化和骨化的過(guò)程與彈性纖維變性和骨化區(qū)炎性細(xì)胞因子的顯著表達(dá)有關(guān)，如BMP-2、TGF-β和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial grow th factor,VEGF）[31]。Kang等[20]發(fā)現(xiàn)退化的椎間盤可自發(fā)產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子，包括IL-1α、IL-6、TNF-α、PGE2和NO等。這些細(xì)胞因子可進(jìn)一步刺激CD4+T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，通過(guò)改變椎管局部環(huán)境影響相鄰黃韌帶，使黃韌帶發(fā)生肥厚和骨化。Park等[19]經(jīng)過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)分別經(jīng)炎性細(xì)胞因子IL-6、前列腺素E2（prostaglandin E2,PGE2）、TNF-α及NO處理培養(yǎng)的人黃韌帶細(xì)胞中，Ⅰ、Ⅴ、Ⅺ型膠原蛋白和骨鈣素的DNA和mRNA合成顯著增加，黃韌帶細(xì)胞中形成骨結(jié)節(jié)，說(shuō)明這些炎性細(xì)胞因子可使黃韌帶膠原合成和骨形成增加，最終促進(jìn)黃韌帶的肥厚和骨化。而經(jīng)IL-1α處理的黃韌帶細(xì)胞中未發(fā)現(xiàn)骨結(jié)節(jié)形成和Ⅰ、Ⅺ型膠原蛋白及骨鈣素的DNA和mRNA表達(dá)的增加，說(shuō)明IL-1α對(duì)OLF有抑制作用。

3 動(dòng)物模型研究

Ikegawa[37]經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)rhBMP-2誘導(dǎo)大鼠發(fā)生OLF的過(guò)程與臨床相似，對(duì)大鼠硬膜外應(yīng)用rh-BMP-2后1周時(shí)黃韌帶可見骨化，3周、9周時(shí)骨化明顯增加，組織蛋白H3的修飾和骨形成轉(zhuǎn)錄因子（Osterix、Runx2）在骨化黃韌帶的纖維軟骨區(qū)表達(dá)，證實(shí)重組BMP-2介導(dǎo)的OLF是典型的軟骨內(nèi)骨化。該動(dòng)物模型可能對(duì)進(jìn)一步研究OLF過(guò)程中某些起關(guān)鍵作用的分子有重要意義。組蛋白修飾與OLF密切相關(guān)，進(jìn)一步研究并定量分析這些修飾和特定的成骨基因之間的相關(guān)性亦很重要。用腳尖行走的老鼠是研究OPLL的一個(gè)動(dòng)物模型，它們是發(fā)生廣泛鈣化后，跟腱、耳、脊柱韌帶等部位會(huì)隨后發(fā)生骨化的自然突變體，這種特征是由純合子核苷酸焦磷酸酶（一種產(chǎn)生焦磷酸鹽的細(xì)胞膜酶）基因的無(wú)義突變引起的，其作為研究異位鈣化和骨化的模型，可進(jìn)一步被用于研究OLF相關(guān)感興趣基因和其他影響因素[37]。

4 其他因素

血管生成因素可能參與脊柱韌帶骨化的發(fā)生。正常的韌帶中微血管很少，而韌帶和骨化的移行部存在豐富的微血管以及CD34+內(nèi)皮祖細(xì)胞[38,39]。Takaishi等[40]認(rèn)為異位骨化的過(guò)程中，新生血管促進(jìn)了自體源性造血細(xì)胞對(duì)骨質(zhì)疏松的填充。而造血干細(xì)胞和成骨干細(xì)胞/祖細(xì)胞可能對(duì)脊柱異位骨質(zhì)增生有促進(jìn)作用。秦德安等[38]的研究提示變性或骨化韌帶的微血管密度均高于正常韌帶，而變性與骨化韌帶之間微血管的密度則無(wú)明顯差異，提示血管生成在韌帶由正常向變性階段進(jìn)展過(guò)程中發(fā)揮作用，在變性的基礎(chǔ)上進(jìn)而導(dǎo)致韌帶的骨化。鈣化區(qū)肥大軟骨細(xì)胞通過(guò)分泌生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)血管生成，如VEGF，新生血管可增加間質(zhì)細(xì)胞濾過(guò)和基質(zhì)礦化，利于骨化形成。有病例報(bào)道提示脊柱后凸和結(jié)核后胸椎后凸者發(fā)生OLF，故不能排除后凸畸形或其他脊柱畸形可引起OLF的發(fā)生[41,42]。軟骨發(fā)育不全者亦可發(fā)生胸椎OLF[43]。

近來(lái)證明組織型谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶（tissue transglutam inase,TG2）可直接促進(jìn)骨基質(zhì)礦化并在骨化中起重要作用，TG2活性對(duì)成骨細(xì)胞的分化和礦化的形成至關(guān)重要。Yin等[44]發(fā)現(xiàn)OLF者的黃韌帶細(xì)胞具有成骨細(xì)胞樣活性且BMP-2的mRNA表達(dá)增加，與非OLF者相比，細(xì)胞TG2的mRNA、蛋白表達(dá)水平以及酶活性均升高，認(rèn)為TG2可能參與OLF的病理過(guò)程。

另有體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在人脊柱韌帶中有間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymalstem cells,MSCs）的存在，雖然從間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化的具體過(guò)程尚未完全闡明，但通過(guò)可溶性因子、激素、組織特異性轉(zhuǎn)錄因子以及細(xì)胞—細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞—細(xì)胞的相互作用可對(duì)此過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)[45,46]。通過(guò)雙重免疫熒光染色可見脊柱韌帶的血管周圍區(qū)域和膠原基質(zhì)中有MSCs

的免疫定位，在血管周圍區(qū)域可發(fā)現(xiàn)MSCs和周細(xì)胞的標(biāo)記共同表達(dá)。與非OLF組相比，OLF組發(fā)現(xiàn)散在的韌帶基質(zhì)中有大量新生血管形成，在血管周圍存在大量MSCs。OLF組膠原基質(zhì)內(nèi)MSCs的數(shù)量顯著高于非OLF組。OLF者骨化區(qū)附近的軟骨細(xì)胞也見到MSCs標(biāo)記物的表達(dá)，提示間充質(zhì)干細(xì)胞可能通過(guò)軟骨內(nèi)骨化促進(jìn)OLF的異位骨化過(guò)程。

綜上，OLF的病因及發(fā)病機(jī)制目前仍未完全明確，各個(gè)病因之間的相互聯(lián)系及主次關(guān)系尚不明朗，OLF主要易感基因的確認(rèn)、發(fā)病關(guān)鍵分子的相互作用及主要信號(hào)通路的辨識(shí)、深入的分子病理學(xué)機(jī)制等均有待進(jìn)一步研究和探索，而如何將這些基礎(chǔ)研究進(jìn)展應(yīng)用于臨床實(shí)踐將是擺在我們面前的又一重大難題。

[1]Ahn DK,Lee S,Moon SH,etal.Ossification of the ligamentum flavum.Asian Spine J,2014,8(1):89-96.

[2]李文菁,趙宇.胸椎黃韌帶骨化癥合并硬脊膜骨化的研究進(jìn)展.中華骨科雜志,2013,33(6):670-673.

[3]Kang KC,Lee CS,Shin SK,et al.Ossification of the ligamentum flavum of the thoracic spine in the Korean population.JNeurosurg Spine,2011,14(4):513-519.

[4]Ono K,Yonenobu K,M iyamoto S,etal.Pathology of ossification of the posterior longitudinal ligament and ligamentum flavum.Clin Orthop RelatRes,1999,(359):18-26.

[5]Uchida K,Yayama T,CaiHX,etal.Ossification process involving the human thoracic ligamentum flavum:roleof transcription factors.ArthritisRes Ther,2011,13(5):R144.

[6]Fukuyama S,Nakamura T,Ikeda T,et al.The effect ofmechanical stresson hypertrophy of the lumbar ligamentum flavum.JSpinalDisord,1995,8(2):126-130.

[7]Kim YH,Khuyagbaatar B,K im K.Biomechanical effects of spinal cord compression due to ossification of posterior longitudinal ligament and ligamentum flavum:a finite element analysis.M ed Eng Phys,2013,35(9):1266-1271.

[8]CaiHX,Yayama T,Uchida K,etal.Cyclic tensile strain facilitates the ossification of ligamentum flavum throughβcatenin signaling pathway:in vitro analysis.Spine(Phila Pa 1976),2012,37(11):E639-E646.

[9]Park BC,M inWK,Oh CW,etal.Surgical outcome of thoracic myelopathy secondary to ossification of ligamentum flavum.Joint Bone Spine,2007,74(6):600-605.

[10]Okada K,Oka S,Tohge K,et al.Thoracic myelopathy caused by ossification of the ligamentum flavum.Clinicopathologic study and surgical treatment.Spine(Phila Pa 1976),1991,16(3):280-287.

[11]秦德安,張佐倫,李曉東,等.胸椎椎板傾斜角在胸椎黃韌帶骨化中的解剖學(xué)意義.中國(guó)臨床解剖學(xué)雜志,2006,24 (6):634-636.

[12]Guo JJ,Luk KD,Karppinen J,et al.Prevalence,distribution,andmorphology of ossification of the ligamentum flavum:a population study of one thousand seven hundred thirty-six magnetic resonance imaging scans.Spine(Phila Pa 1976),2010,35(1):51-56.

[13]Chen J,Wang X,Wang C,etal.Rotationalstress:role in developmentof ossification of posterior longitudinal ligament and ligamentum flavum.Med Hypotheses,2011,76(1):73-76.

[14]Li F,Chen Q,Xu K.Surgical treatmentof 40 patientsw ith thoracic ossification of the ligamentum flavum.JNeurosurg Spine,2006,4(3):191-197.

[15]KotaniY,TakahataM,Abum iK,etal.Cervicalmyelopathy resulting from combined ossification of the ligamentum flavum and posterior longitudinal ligament:report of two cases and literature review.Spine J,2013,13(1):e1-e6.

[16]Guo Q,Ni B,Yang J,etal.Simultaneous ossification of the posterior longitudinal ligament and ossification of the ligamentum flavum causing upper thoracic myelopathy in DISH:case report and literature review.Eur Spine J,2011, 20Suppl2:S195-S201.

[17]Lang N,Yuan HS,Wang HL,et al.Epidem iological survey of ossification of the ligamentum flavum in thoracic spine: CT imaging observation of 993 cases.Eur Spine J,2013,22 (4):857-862.

[18]Liao CC,Chen TY,Jung SM,et al.Surgical experience w ith symptomatic thoracic ossification of the ligamentum flavum.JNeurosurg Spine,2005,2(1):34-39.

[19]Park JO,Lee BH,Kang YM,etal.Inflammatory cytokines induce fibrosis and ossification of human ligamentum flavum cells.JSpinalDisord Tech,2013,26(1):E6-E12.

[20]Kang JD,Georgescu HI,Mc Intyre-Larkin L,etal.Herniated lumbar intervertebral discs spontaneously producematrix metalloproteinases,nitric oxide,interleukin-6,and prostaglandin E2.Spine(Phila Pa 1976),1996,21(3):271-277.

[21]Mobbs RJ,Dvorak M.Ossification of the ligamentum flavum:dietand genetics.JClin Neurosci,2007,14(7):703-705.

[22]顏廷賓,張佐倫,于錫欣,等.胸椎黃韌帶骨化與HLADQA1等位基因的相關(guān)性研究.中國(guó)矯形外科雜志,2002, 10(z2):50-52.

[23]Liu Y,Zhao Y,Chen Y,etal.RUNX2 polymorphisms associated w ith OPLL and OLF in the Han population.Clin Orthop RelatRes,2010,468(12):3333-3341.

[24]Kong Q,Ma X,Li F,etal.COL6A1 polymorphisms associated w ith ossification of the ligamentum flavum and ossification of the posterior longitudinal ligament.Spine(Phila Pa 1976),2007,32(25):2834-2838.

[25]LiH,Jiang LS,Dai LY.Hormones and grow th factors in the pathogenesis of spinal ligament ossification.Eur Spine J,

2007,16(8):1075-1084.

[26]WangW,Kong L,Zhao H,etal.Thoracic ossification of ligamentum flavum caused by skeletal fluorosis.Eur Spine J, 2007,16(8):1119-1128.

[27]Wang Z,Li XD,LiMQ,et al.Changes in basicmetabolic elements associated with the degeneration and ossification of ligament flava.JSpinalCord Med,2008,31(3):279-284.

[28]ZhangWL,CuiYN,Gao S,etal.Expression of proto-oncogenes c-fos and c-jun in osteoblasts activated by excessive fluoride.ZhonghuaYu Fang YiXue Za Zhi,2003,3.4):246-250.

[29]Matsui H,Katoh Y,Tsuji H.Untreated hypophosphatemic vitamin D-resistant ricketsw ith symptomatic ossification of the ligamentum flavum.JSpinalDisord,1991,4(1):110-113. [30]Zhong ZM,Chen JT.Phenotypic characterization of ligamentum flavum cells from patientsw ith ossification of ligamentum flavum.YonseiMed J,2009,50(3):375-379.

[31]Yayama T,Uchida K,Kobayashi S,etal.Thoracic ossification of the human ligamentum flavum:histopathological and immunohistochem ical findings around the ossified lesion.JNeurosurg Spine,2007,7(2):184-193.

[32]Moon SH,Park SR,Kim H,etal.Biologicmodification of ligamentum flavum cellsbymarkergene transferand recombinant human bone morphogenetic protein-2.Spine(Phila Pa1976),2004,29(9):960-965.

[33]K im HN,M in WK,Jeong JH,et al.Combination of Runx2 and BMP2 increases conversion of human ligamentum flavum cells into osteoblastic cells.BMB Rep,2011,44(7): 446-451.

[34]Javed A,Bae JS,Afzal F,etal.Structural coupling of Smad and Runx2 for execution of the BMP2 osteogenic signal.J BiolChem,2008,283(13):8412-8422.

[35]Ren L,Hu H,Sun X,etal.The roles of inflammatory cytokines in the pathogenesis of ossification of ligamentum flavum.Am JTranslRes,2013,5(6):582-585.

[36]Podichetty VK.The aging spine:the role of inflammatory mediators in intervertebral disc degeneration.Cell MolBiol (Noisy-le-grand),2007,53(5):4-18.

[37]Ikegawa S.Animalmodels for bone and joint disease.ttw (tiptoe walking),amodelmouse of OPLL(ossification of the posterior longitudinal ligamentof the spine).Clin Calcium,2011,21(2):294-300.

[38]Qin DA,Zhang ZL,Liu F,etal.Function and clinic significance of angiogensis in spinalossification of ligamentum flavum.JClin Exp Pathol,2006,22(1):69-72.

[39]張?chǎng)?脊柱韌帶骨化機(jī)制的分子生物學(xué)研究進(jìn)展.中國(guó)骨與關(guān)節(jié)外科,2010,3(5):405-409.

[40]Takaishi H,Shiono Y,Matsumoto M.Updates on ossification of posterior longitudinal ligament.Bonemetabolism in ossification of posterior longitudinal ligament.Clin Calcium,2009,19(10):1442-1447.

[41]Otani K,Aihara T,Tanaka A,etal.Ossification of the ligamentum flavum of the thoracic spine in adult kyphosis.Int Orthop,1986,10(2):135-139.

[42]Chen Y,Lu XH,Yang LL,etal.Ossification of ligamentum flavum related to thoracic kyphosis after tuberculosis:case report and review of the literature.Spine(Phila Pa 1976), 2009,34(1):E41-E44.

[43]Suzuki K,Kanamori M,Nobukiyo M.Ossification of the thoracic ligamentum flavum in an achondroplastic patient:a case report.JOrthopSurg(Hong Kong),2008,16(3):392-395.

[44]Yin X,Chen Z,Guo Z,et al.Tissue transglutam inase expression and activity in human ligamentum flavumcells derived from thoracic ossification of ligamentum flavum. Spine(Phila Pa 1976),2010,35(20):E1018-E1024.

[45]Asari T,Furukawa K,Tanaka S,et al.Mesenchymal stem cell isolation and characterization from human spinal ligaments.Biochem Biophys Res Commun,2012,417(4):1193-1199.

[46]Chin S,Furukawa K,Ono A,et al.Immunohistochem ical localization of mesenchymal stem cells in ossified human spinal ligaments.Biochem BiophysResCommun,2013,436 (4):698-704.

2095-9958（2015）02-0 084-06

10.3969/j.issn.2095-9958.2015.01-017

*通信作者：趙宇，E-mail:zhaoyupumch@163.com