胸腰椎骨折合并脊髓損傷患者血清TGF-β1表達(dá)變化情況及對(duì)骨折愈合的影響

范小波，陳雪果，陳曉鵬，韓倫潔

(邯鄲市第一醫(yī)院 1.骨六科，2.重癥醫(yī)學(xué)科，3.骨一科，4.手術(shù)室，河北 邯鄲 056002)

近年來(lái)，有研究發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷、腦損傷合并骨折較未出現(xiàn)中樞神經(jīng)損傷的四肢骨折骨痂出現(xiàn)時(shí)間更短，引發(fā)了一系列關(guān)于體液因素、神經(jīng)因素與骨折愈合相關(guān)性的臨床研究。國(guó)內(nèi)部分脊髓損傷大鼠、犬動(dòng)物模型試驗(yàn)證實(shí)，脊髓損傷后血清血清轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factorβ1,TGF-β)水平較未損傷組存在高表達(dá)情況，但關(guān)于人體損傷的臨床報(bào)道較為缺乏[1]。為此，本文研究胸腰椎骨折合并脊髓損傷患者血清TGF-β1表達(dá)變化情況及對(duì)骨折愈合的影響，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合胸腰椎骨折合并脊髓損傷的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]；(2)新鮮骨折；(3)未合并胸腰椎結(jié)核、骨質(zhì)疏松等病理性骨?。?4)未合并大腦、四肢等其他部位嚴(yán)重外傷；(5)患者知情同意，獲我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)；(6)對(duì)照組為年齡、性別配對(duì)的正常體檢人員。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)陳舊性骨折或有骨折史、手術(shù)史者；(2)受傷前3個(gè)月有甲狀旁腺激素、固醇類激素服用史；(3)合并糖尿病、高血壓等慢性疾??；(4)先天性脊柱發(fā)育不良；(5)合并心、肺等功能障礙。剔除標(biāo)準(zhǔn)：(1)未按要求入院隨訪者；(2)隨訪期間再次受傷者。本研究對(duì)象為2016年1月～2018年1月于本院收治的27例胸腰椎骨折合并脊髓損傷患者、30例單純胸腰椎骨折患者，設(shè)為脊髓損傷組以及脊髓正常組，同時(shí)設(shè)30例體檢正常患者為對(duì)照組。三組性別、年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，脊髓損傷組與脊髓正常組的損傷節(jié)段差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，有可比性，見表1。

表1 三組一般資料比較

1.2 方法

骨折患者分別于骨折后1、3、7、15、30、60 d抽取肘靜脈血，對(duì)照組抽血1次。3000 r/min離心15 min分離血清，保存于-80℃恒溫冰箱。TGF-β1采用ELISA法檢測(cè)，試劑盒購(gòu)自美國(guó)R&D Systems公司，采用試劑盒配套底物、試劑，嚴(yán)格按說(shuō)明書操作。

1.3 觀察指標(biāo)

記錄患者骨折后1、3、7、15、30、60 d以及對(duì)照組血清TGF-β1水平；骨痂形成[3]：正側(cè)位X線片檢查顯示骨折處周圍存在明顯的梭形骨痂陰影，但能觀察到骨折線；骨折愈合[6]：參照松質(zhì)骨骨折愈合標(biāo)準(zhǔn)，即MRI檢查顯示骨折間隙出現(xiàn)大量纖維組織及肉芽組織，皮質(zhì)骨塑性，X線檢查骨折線消失。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

兩組患者骨折后1 d的血清TGF-β1水平與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，骨折3、7 d血清TGF-β1水平逐漸上升，15、30、60 d血清TGF-β1水平逐漸降低，且脊髓損傷組骨折后3、7、15、30 d的血清TGF-β1水平均顯著高于脊髓正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；骨折后60 d的組間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 三組血清TGF-β1水平比較

注：與骨折后1 d比較aP<0.05，與3 d比較bP<0.05，與7 d比較cP<0.05，與15 d比較dP<0.05，與30 d比較eP<0.05；與對(duì)照組比較*P<0.05，與脊髓正常組比較#P<0.05

2.3 骨折愈合情況比較

脊髓損傷組骨折愈合以及骨痂生成時(shí)間均顯著短于脊髓正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表3 脊髓損傷組與脊髓正常組骨折愈合情況比較

3 討論

既往骨折早期愈合機(jī)制的研究主要集中在細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域，近年來(lái)，分子生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使研究骨折愈合機(jī)制由細(xì)胞水平向分子水平發(fā)展，尤其是IGF、TGF-β、BMP相關(guān)生長(zhǎng)因子的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著骨折愈合機(jī)制進(jìn)入分子水平研究期[4]。大量研究證實(shí)，骨折后短期內(nèi)骨折處及周圍組織會(huì)釋放多種生長(zhǎng)因子，直至修復(fù)后期骨與軟骨細(xì)胞依然分泌合成眾多生長(zhǎng)因子，通過(guò)相互作用促進(jìn)骨痂形成及骨折愈合[5]。

眾多報(bào)道均證實(shí)，TGF-β類是骨組織中表達(dá)量最高的細(xì)胞生長(zhǎng)因子，Alsofi等[6]報(bào)道骨折愈合期TGF-β1、TGF-β2血清表達(dá)量顯著高于IGF、BMP等其他細(xì)胞生長(zhǎng)因子。TGF-β1具有加快成骨細(xì)胞增殖分化、刺激成骨細(xì)胞生成作用，還能夠促進(jìn)骨膜細(xì)胞增殖分裂為成骨細(xì)胞，加快骨基質(zhì)分泌，使膜內(nèi)成骨快速形成，降低骨痂形成時(shí)間，發(fā)揮促進(jìn)骨折愈合的作用[7]。關(guān)于TGF-β家族促進(jìn)骨愈合的研究，在眾多動(dòng)物試驗(yàn)中已得到證實(shí)，Barzilay等[8]動(dòng)態(tài)分析12只四肢骨折犬模型顯示，小于骨折愈合時(shí)間中位數(shù)的犬只在骨折后各時(shí)期血清TGF-β1水平均顯著高于中位數(shù)以后的犬只。同時(shí)，部分脊髓損傷大鼠的動(dòng)物試驗(yàn)證實(shí)，脊髓損傷后血清TGF-β水平較未損傷組存在高表達(dá)情況，這提示合并中樞神經(jīng)損傷者可能促進(jìn)TGF-β1的表達(dá)量，從而加快骨折愈合[9]。

本研究結(jié)果顯示，兩組骨折患者骨折后血清TGF-β1水平均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，與張華等[10]研究相一致，表明TGF-β1在骨折愈合過(guò)程中起到重要作用。而在15 d內(nèi)TGF-β1處于連續(xù)增量表達(dá)的情況，與此階段血腫內(nèi)血小板破裂、TGF-β釋放增加有關(guān)。而骨折后3～30 d合并脊髓損傷組TGF-β1水平明顯高于對(duì)照組，此時(shí)增加的TGF-β1表達(dá)量通過(guò)參與到脊髓損傷后的炎性反應(yīng)，起到抑制炎性反應(yīng)損害血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用，同時(shí)對(duì)過(guò)氧化物、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶mRNA的合成均具有抑制作用[11]。脊髓損傷組骨折愈合以及骨痂生成時(shí)間均顯著短于脊髓正常組(P<0.05)，表明成骨細(xì)胞的增殖合成與TGF-β1表達(dá)量密切聯(lián)系。合并脊髓損傷者的血清TGF-β1水平增多，合成骨基質(zhì)蛋白上升、促進(jìn)軟骨內(nèi)骨化骨，骨折端肉芽組織內(nèi)的纖維細(xì)胞膠原纖維分泌合成量增加，轉(zhuǎn)化成的纖維結(jié)締組織連接骨折兩端；TGF-β1還能促近新生血管、骨內(nèi)外膜生長(zhǎng)，促進(jìn)成骨細(xì)胞合成，促進(jìn)骨折端骨樣組織骨化，從而促進(jìn)新骨形成，也稱之為“膜內(nèi)成骨過(guò)程”[12]。

雖然合并脊髓損傷的胸腰椎骨折患者骨折愈合加快與其TGF-β1表達(dá)量增加有關(guān)，但關(guān)于其具體機(jī)制尚未明確。動(dòng)物試驗(yàn)顯示，其與星形膠質(zhì)細(xì)胞、髓內(nèi)、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元、外毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞有關(guān)[13]，但由于醫(yī)學(xué)倫理學(xué)問(wèn)題，人體研究還相對(duì)缺乏，有待進(jìn)一步深入探討。綜上所述，胸腰椎骨折后血清TGF-β1長(zhǎng)期處于高表達(dá)情況，且合并脊髓損傷會(huì)促進(jìn)TGF-β1表達(dá)，TGF-β1表達(dá)量增加在一定程度上能促進(jìn)骨折愈合。