膝骨關(guān)節(jié)炎交叉韌帶機(jī)械感受器的組織學(xué)研究

黨保平 毛立彪 第五維龍 張琦 閆金洪 楊韓一生

. 論著 Original article .

膝骨關(guān)節(jié)炎交叉韌帶機(jī)械感受器的組織學(xué)研究

目的 觀察研究膝骨關(guān)節(jié)炎 ( osteoarthritis，OA ) 患者交叉韌帶中機(jī)械感受器與年齡、病程以及骨關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重程度的關(guān)聯(lián)情況。方法 將 2015 年 10 月至 2016 年 5 月符合行全膝人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的 OA 患者按年齡分為 A ( 年齡≤50 歲 )、B ( 51～60 歲 )、C ( 61～70 歲 )、D ( 年齡＞70 歲 ) 4 組，按病程分為 a ( 病程≤10 年 )、b ( 11～20 年 )、c ( 20～30 年 )、d ( 病程＞30 年 ) 4 組，按 WOMAC 評(píng)分 ( 評(píng)估 OA 嚴(yán)重程度 ) 分為I ( 評(píng)分≤80 分 )、II ( 81～120 分 )、III ( 評(píng)分＞120 分 ) 3 組。在全膝人工關(guān)節(jié)置換術(shù)中將前交叉韌帶 ( anterior cruciate ligament，ACL ) 及后交叉韌帶 ( posterior cruciate ligament，PCL ) 完整取出，均 3 等分為脛骨端、中間部和股骨端，每部分切冰凍切片 6 張，隨機(jī)選 3 張行 HE 染色，3 張行免疫組化染色，光鏡下觀察機(jī)械感受器類型、數(shù)量。結(jié)果 共觀察到機(jī)械感受器 2081 個(gè)，ACL 與 PCL 脛骨端機(jī)械感受器共 1072 個(gè)，中間部 126 個(gè)，股骨端 883 個(gè)。4 個(gè)年齡組的機(jī)械感受器分別為：A 組 32.22±2.72，B 組 23.30±1.81，C 組 16.20±1.15，D 組 12.47±1.39，A、B、C、D 4 組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )。4 個(gè)病程組機(jī)械感受器分別為：a 組 22.99±1.28，b 組 21.98±1.32，c 組 11.80±1.80，d 組 8.63±2.38，a 組與 b、c、d 組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )，b 組與 c、d 組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )，c、d 兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P＞0.05 )。WOMAC 評(píng)分 3 個(gè)組機(jī)械感受器分別為：I 組 27.17±11.21，II 組 18.80±7.13，III 組14.21±5.69，I、II、III 3 組間兩兩比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )。多因素析因設(shè)計(jì)資料的方差分析后得出：不同年齡階段、病程、WOMAC 評(píng)分主效應(yīng)都有差異 ( P＜0.05 )，尚不能認(rèn)為各因素之間存在交互作用 ( P＞0.05 )。結(jié)論 機(jī)械感受器主要集中在交叉韌帶脛骨附麗點(diǎn)和股骨附麗點(diǎn)，機(jī)械感受器數(shù)量隨著 OA 患者年齡增長(zhǎng)、OA 病程的延長(zhǎng)、OA 病情加重而減少。

骨關(guān)節(jié)炎，膝；機(jī)械感受器；前交叉韌帶；后交叉韌帶；膝關(guān)節(jié)

骨性關(guān)節(jié)炎 ( osteoarthritis，OA ) 主要以關(guān)節(jié)軟骨的破壞、關(guān)節(jié)附近骨質(zhì)增生以及滑膜炎為發(fā)病特點(diǎn)，會(huì)引起關(guān)節(jié)疼痛、關(guān)節(jié)本體感覺減弱、關(guān)節(jié)功能喪失、甚至殘疾等問題[1-4]。此外，OA 在發(fā)病過程中釋放的多種細(xì)胞因子會(huì)進(jìn)一步促進(jìn) OA 病情的發(fā)展，同時(shí)引起膝關(guān)節(jié)交叉韌帶的退變[2,5-6]。交叉韌帶除了被人們所熟知的生物力學(xué)穩(wěn)定功能，還具有本體感覺功能，其本體感覺功能主要由結(jié)構(gòu)上所具有的機(jī)械感受器這種神經(jīng)組織來感知，但人們?cè)谂R床上的關(guān)注點(diǎn)往往集中在交叉韌帶對(duì)于膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)穩(wěn)定所發(fā)揮的作用，反而忽視了交叉韌帶所包含的機(jī)械感受器具有的對(duì)于膝關(guān)節(jié)本體感覺所起的作用。有研究證明單髁膝關(guān)節(jié)置換術(shù)及保留后交叉韌帶 ( posterior cruciate ligament，PCL ) 的膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者膝關(guān)節(jié)本體感覺比完全切除前交叉韌帶( anterior cruciate ligament，ACL )、PCL 全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者的膝關(guān)節(jié)本體感覺好[7-10]，完全切除ACL、PCL 的全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)雖說可以恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，但膝關(guān)節(jié)本體感覺功能并不能恢復(fù)，患者術(shù)后反而跌倒的風(fēng)險(xiǎn)增加，無形中增加了骨折的幾率；此外，有研究表明損傷斷裂的交叉韌帶在移植修復(fù)后有機(jī)械感受器再生，膝關(guān)節(jié)本體感覺會(huì)恢復(fù)[11-12]，這明顯提高了患者術(shù)后生活質(zhì)量。

交叉韌帶急性損傷斷裂后會(huì)導(dǎo)致機(jī)械感受器數(shù)量隨著韌帶受損時(shí)間延長(zhǎng)而減少[13-14]，這已經(jīng)比較明確，但是目前 OA 患者退變交叉韌帶中機(jī)械感受器數(shù)量變化規(guī)律并不明確，為此，本研究收集因 OA行全膝人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者前、PCL，HE 染色及免疫組化染色后觀察機(jī)械感受器形態(tài)、數(shù)量變化情況與 OA 患者年齡、病程、OA 嚴(yán)重程度等關(guān)聯(lián)情況。

材料與方法

1.納入標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 2015 年 10 月至 2016 年 5 月，在院行全膝人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的 OA 患者；( 2 ) 符合國(guó)際公認(rèn)的 OA Kellgren-Lawrence[15]X 線分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在III 級(jí)的患者。

2.排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 有膝關(guān)節(jié)外傷及手術(shù)史者；( 2 ) 有類風(fēng)濕或其它原因 ( 外傷、感染 ) 導(dǎo)致的膝關(guān)節(jié)炎病史者；( 3 ) 膝交叉韌帶已完全缺失者。

二、臨床資料與分組

( 一 ) 基本資料

本研究共納入 OA 患者 74 例，年齡在 45～78 歲，其中男 20 例，女 54 例；行雙膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者 33 例，單膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者 41 例，每位患者在術(shù)前進(jìn)行 WOMAC 評(píng)分，評(píng)估患者 OA 嚴(yán)重情況。由于雙膝關(guān)節(jié)置換患者左、右兩膝關(guān)節(jié)病程、WOMAC 評(píng)分不一致，因此左、右膝分別記為獨(dú)立樣本，故此次研究共納入樣本 107 膝，包含左膝57 例，右膝 50 例。

( 二 ) 分組

非典型呼吸道感染患者臨床無特異表現(xiàn)，患者容易被誤診、漏診。因此，對(duì)非典型病原體的檢查顯得尤為重要。采用間接免疫熒光法檢測(cè)血清IgM，針對(duì)呼吸道感染非典型病原體進(jìn)行檢測(cè)，研究表明，運(yùn)用該檢測(cè)方法，9種非典型性病原體的檢測(cè)靈敏度為86．2%～100．0%，特異性92．8%～100．0%，該方法方便、快捷，可廣泛采用［1］。

1.年齡分組：A 組患者，≤50 歲，共 6 例；B 組患者：51～60 歲，共 19 例；C 組患者，61～70 歲，共 56 例；D 組患者，＞70 歲，共 26 例。

2.病程分組：a 組，病程≤10 年，共 48 例；b 組，病程 11～20 年，共 34 例；c 組，病程 21～20 年，共 18 例；d 組，病程＞30 年，共 7 例。

3.WOMAC 評(píng)分：I 組，評(píng)分≤80 分，共36 例；II 組，評(píng)分在 81～120 分，共 30 例；III 組，＞120 分，共 41 例。

( 三 ) 試劑及儀器

S100 蛋白抗體 ( Abcam 公司，英國(guó)，貨號(hào)ab52642 )，SP 試劑盒 ( 中杉金橋生物技術(shù)有限公司，北京，貨號(hào) SP-9001 )，OCT ( 日本櫻花公司，貨號(hào) 4583 )，冰凍切片機(jī) ( 德國(guó)萊卡 )，熒光顯微鏡( Leica DM LA 德國(guó)萊卡 )。

( 四 ) 實(shí)驗(yàn)方法

1.取材及固定：在行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)時(shí)將患者ACL 及 PCL 完整取出，并標(biāo)記脛骨附麗點(diǎn)和股骨附麗點(diǎn)，使用 10% 甲醛溶液固定 24 h。

2.脫水及冰凍切片：10% 阿拉伯樹膠粉與 30%蔗糖溶液脫水 48 h，用組織剪將韌帶 3 等分為脛骨端、中間部和股骨端，每部分 OCT 包埋后冰凍切片，切片厚 15 μm，間隔 150 μm 切取 1 張，總共切取 6 張。

3.HE 染色：以數(shù)字隨機(jī)法隨機(jī)選取 3 張切片行HE 染色：Harris 蘇木精浸染 10 min 后水洗 2 min，1% 鹽酸酒精分化 2～3 s 后水洗 2 min，稀氨水浸染 1 min 后流水沖洗 2 min，伊紅浸染 2 min 后水洗 2 min，95% 酒精脫水 2 次，每次 2 min，無水酒精脫水 2 次，每次 3 min，二甲苯透明，中性樹膠封片。

4.免疫組化染色：剩余 3 張行免疫組化染色：每張切片在室溫下使用 3% H2O2消除內(nèi)源性過氧化物酶活性 20 min，PBS 每次沖洗 5 min，共沖洗 3 次，滴加封閉用正常山羊血清工作液，室溫孵育 30 min后傾去，滴加一抗 S100 ( 1∶1000 )，4 ℃ 過夜，PBS每次沖洗 5 min，共沖洗 3 次，滴加二抗 ( 生物素標(biāo)記山羊抗兔 IgG )，在室溫下孵育 30 min，PBS 每次沖洗 5 min，共沖洗 3 次，滴加工作液 ( 辣根酶標(biāo)記鏈霉卵白素 )，在室溫下孵育 30 min，PBS 每次沖洗 5 min，共沖洗 3 次，DAB 顯色，自來水充分沖洗，95% 酒精脫水 2 次，每次 2 min，無水酒精脫水2 次，每次 3 min，二甲苯透明，中性樹膠封片。

5.觀察計(jì)數(shù)：共 3 名有相關(guān)專業(yè)知識(shí)人員在經(jīng)過培訓(xùn)后進(jìn)行計(jì)數(shù)，采用 Freeman 等[16]對(duì)機(jī)械感受器分型，對(duì) HE 染色切片在光微鏡下觀察類 Pacini小體，記錄每張切片類 Pacini 小體個(gè)數(shù)，求得每部分 3 張切片類 Pacini 小體平均數(shù)，最后 ACL、PCL脛骨端、中間部和股骨端 3 部分各自平均數(shù)相加得到交叉韌帶類 Pacini 小體總數(shù)，而后對(duì) 3 名人員計(jì)數(shù)求平均值；免疫組化染色切片觀察除類 Pacini 小體外的類 Ruffini 小體、類 Golgi organ 小體、游離神經(jīng)末梢 3 種機(jī)械感受器，記錄方法同上。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用 SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件，采用多因素析因設(shè)計(jì)資料的方差分析，評(píng)估患者年齡、病程、WOMAC評(píng)分 3 組各自與交叉韌帶機(jī)械感受器數(shù)量的關(guān)系及3 個(gè)因素之間是否存在交互作用，并進(jìn)行 3 種因素分組組間多重比較，記 P＜0.05 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、機(jī)械感受器形態(tài)學(xué)觀察

在對(duì)切片進(jìn)行觀察并計(jì)數(shù)后發(fā)現(xiàn)類 Pacini 小體( 圖 1、2 )、類 Ruffini 小體 ( 圖 3、4 )、游離神經(jīng)末梢 ( 圖 5、6 )，未發(fā)現(xiàn)類 Golgi organ 小體，OA 患者年齡越大、病程越長(zhǎng)、WOMAC 評(píng)分越高，退變及萎縮機(jī)械感受器出現(xiàn)越多。圖 1 紅色箭頭所示為正常形態(tài)類 Pacini 小體 ( A、a、I 組 )，與圖 2 箭頭所指退化中類 Pacini 小體 ( C、c、II 組 ) 相比被膜致密、完整；圖 3 ( A、a、I 組 ) 所示為正常形態(tài)類Ruffini 小體，邊緣光滑整潔，橢圓形，圖 4 ( D、d、III 組 ) 所示為發(fā)生退化形態(tài)不規(guī)則的類 Ruffini 小體，圖 5 ( A、a、I 組 ) 與圖 6 ( D、c、III 組 ) 中退化的游離神經(jīng)末梢相比形態(tài)更加規(guī)整。

二、機(jī)械感受器計(jì)數(shù)分析

1.機(jī)械感受器計(jì)數(shù)：對(duì) 1926 張 HE 染色切片及1926 張免疫組化染色切片機(jī)械感受器計(jì)數(shù)共觀察到機(jī)械感受器 2081 個(gè)，ACL 與 PCL 脛骨端機(jī)械感受器共 1072 個(gè)，中間部 126 個(gè)，股骨端 883 個(gè)，其中類 Pacini 小體 997 個(gè)，類 Ruffini 小體 678 個(gè)，游離神經(jīng)末梢 406 個(gè) ( 表 1 )。發(fā)現(xiàn) ACL、PCL 機(jī)械感受器主要分布于脛骨端和股骨端且主要集中于脛骨附麗點(diǎn)和股骨附麗點(diǎn)，類 Pacini 小體最多，游離神經(jīng)末梢最少。

2.機(jī)械感受器計(jì)數(shù)的多因素分析：對(duì)每個(gè)膝關(guān)節(jié)交叉韌帶機(jī)械感受器記總數(shù)后行多因素析因方差分析 ( 表 2 )，可得出結(jié)論：不同年齡階段、病程、WOMAC 評(píng)分的機(jī)械感受器數(shù)量的主效應(yīng)都有差別( P＜0.05 )，尚不能各因素之間存在交互作用 ( P 均＞0.05 )。

3.3 種因素分組組間多重比較分析：年齡分組組間多重比較發(fā)現(xiàn) ( 表 3 )：A、B、C、D 4 組之間兩兩比較，機(jī)械感受器數(shù)量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )，也就是說隨著年齡的增長(zhǎng)，機(jī)械感受器數(shù)量在逐漸減少；病程長(zhǎng)短分組組間多重比較發(fā)現(xiàn)：a 組與其它 3 組比較、b 組與 c、d 兩種比較機(jī)械感受器數(shù)量差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )，意味著在病程 20 年以內(nèi)，機(jī)械感受器隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而減少，c、d 兩組之間比較，機(jī)械感受器數(shù)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P＞0.05 )，當(dāng)病程超過 20 年，機(jī)械感受器不再隨著時(shí)間延長(zhǎng)而減少；WOMAC 評(píng)分分組組間多重比較發(fā)現(xiàn)：I、II、III 3 組之間兩兩比較，機(jī)械感受器數(shù)量差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )，說明隨著 OA 患者病情的加重，機(jī)械感受器數(shù)量在逐漸減少。

圖1～2 紅色所示為類 Pacini 小體，圖 1 ( HE × 200 ) 為正常的類 Pacini 小體，形狀為類圓形，圖 2 ( HE × 200 ) 為已經(jīng)發(fā)生變形裂解的類 Pacini 小體圖3～4 紅色所示為類 Ruffini 小體，圖 3 ( S100 免疫組化染色 × 400 ) 為形態(tài)正常的類 Ruffini 小體，圖 4 ( 免疫組化染色 × 400 ) 為發(fā)生萎縮變形的類 Ruffini 小體圖5～6 所示為游離神經(jīng)末梢，圖 5 ( 免疫組化染色 × 400 ) 為正常的游離神經(jīng)末梢，圖 6 ( 免疫組化染色 × 400 ) 為發(fā)生萎縮變形的游離神經(jīng)末梢Fig.1 - 2 The red arrows in the picture of HE staining showed Pacini-like corpuscles.Fig.1 ( HE × 200 ) normal Pacini-like corpuscles, and the shape was round.Fig.2 ( HE × 200 ) the Pacini-like corpuscles had been deformed and crackedFig.3 - 4 The red arrows in the picture of immunohistochemical staining showed Ruffini-like corpuscles.Fig.3 ( S100 × 400 ) morphologically normal Ruffini-like corpuscles.Fig.4 ( S100 × 400 ) the Ruffini-like corpuscles underwent atrophyFig.5 - 6 The red arrows in the picture of immunohistochemical staining showed free nerve endings.Fig.5 ( S100 × 400 ) normal free nerve endings.Fig.6 ( S100 × 400 ) the free nerve endings underwent atrophy

表1 交叉韌帶機(jī)械感受器計(jì)數(shù)Tab.1 The number of mechanoreceptors in the cruciate ligament

討 論

研究表明機(jī)械感受器在交叉韌帶主要分布在脛骨附麗點(diǎn)和股骨附麗點(diǎn)[7,17-18]，但是對(duì)于每種機(jī)械感受器在交叉韌帶的空間分布還存在爭(zhēng)議，F(xiàn)ranchi 等[17]認(rèn)為脛骨附麗點(diǎn)主要分布著 Pacini 小體、Ruffini 小體以及 Golgi organ 小體，游離神經(jīng)末梢則主要存在于股骨附麗點(diǎn)；Colleoni 等[18]認(rèn)為 Ruffini 小體、神經(jīng)末梢存在數(shù)量最多且主要集中在脛骨附麗點(diǎn)和股骨附麗點(diǎn)，Pacini 小體、Golgi organ 小體雖然也分布在這兩個(gè)位置，但是數(shù)量相對(duì)較少。本研究未發(fā)現(xiàn)Golgi organ 小體，其余 3 種機(jī)械感受器主要分布于脛骨附麗點(diǎn)和股骨附麗點(diǎn)，其中 Pacini 小體數(shù)量最多，神經(jīng)末梢數(shù)量最少。結(jié)果出現(xiàn)差異可能是研究標(biāo)本來源不同造成的，F(xiàn)ranchi、Colleoni 標(biāo)本分別來源于切除 PCL 關(guān)節(jié)置換術(shù)患者的 PCL 及正常新鮮尸體 PCL，而本研究用的是 OA 患者標(biāo)本，此外，種族不同是否對(duì)機(jī)械感受器數(shù)量及分布位置存在影響尚不明確。

表2 不同年齡、-病程、WOMAC 評(píng)分患者機(jī)械感受器個(gè)數(shù)多因素分析統(tǒng)計(jì)資料 (±s )Tab.2 The general information of multiple-factor analysis of the number of mechanoreceptors- in the patients with different ages, courses and WOMAC scores (±s )

表2 不同年齡、-病程、WOMAC 評(píng)分患者機(jī)械感受器個(gè)數(shù)多因素分析統(tǒng)計(jì)資料 (±s )Tab.2 The general information of multiple-factor analysis of the number of mechanoreceptors- in the patients with different ages, courses and WOMAC scores (±s )

注：不同年齡階段、病程、WOMAC 評(píng)分的機(jī)械感受器數(shù)量的主效應(yīng)都有差別 ( P＜0.05 )，尚不能各因素之間存在交互作用 ( 均 P＞0.05 )Notice: The main effects of the ages, courses of disease and WOMAC scores were significantly different ( P ＜ 0.05 ), but there was no interaction among these factors ( P ＞ 0.05 )

II III A 組 a 組 41.67±14.22 27.00 -b 組 28.00± 1.41 - -B 組 a 組 29.78± 7.84 20.00 12.00 b 組 34.00 26.33±2.51 25.83±5.38 c 組 - - 20.00±2.83 C 組 a 組 28.18± 7.63 23.00±7.14 17.75±4.99 b 組 21.67± 8.02 16.25±4.53 14.10±5.84 c 組 - 12.00 11.57±2.99 d 組 - 12.00 13.17±5.56 D 組 a 組 19.00 18.67±3.06 15.80±4.87 b 組 - - 14.00±3.39 c 組 10.23± 2.63 8.00 9.00±1.73 d 組 9.00± 1.41 9.67±2.08 5.00±1.41年齡分組病程分組WOMAC 評(píng)分分組I

表3 各年齡、病程、WOMAC 評(píng)分分組機(jī)械感受器個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)和多重比較 (±s )Tab.3 The calculation of the number of mechanoreceptors and multiple comparisons among groups of the patients with different ages, courses and WOMAC scores (±s )

表3 各年齡、病程、WOMAC 評(píng)分分組機(jī)械感受器個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)和多重比較 (±s )Tab.3 The calculation of the number of mechanoreceptors and multiple comparisons among groups of the patients with different ages, courses and WOMAC scores (±s )

注：與 A 組比較：aP＜0.05；與 B 組比較：bP＜0.05；與 C 組比較：cP＜0.05；與 a 組比較：dP＜0.05；與 b 組比較：eP＜0.05；與 I 組比較：fP＜0.05；與 II 組比較：gP＜0.05Notice: Compared with group A:aP ＜ 0.05; Compared with group B:bP ＜ 0.05; Compared with group C:cP ＜ 0.05; Compared with group a:dP ＜ 0.05; Compared with group b:eP ＜ 0.05; Compared with group I:fP ＜ 0.05; Compared with group II:gP ＜ 0.05

年齡分組 機(jī)械感受器 病程分組 機(jī)械感受器 WOMAC 評(píng)分分組 機(jī)械感受器A 組 32.22±2.72 a 組 22.99±1.28 I 27.17±11.21 B 組 23.30±1.81a b 組 21.98±1.32d II 18.80± 7.13fC 組 16.20±1.15ab c 組 11.80±1.80de III 14.12± 5.69fgD 組 12.47±1.39abc d 組 8.63±2.38de -

Colleoni 等[18]通過對(duì)正常新鮮尸體交叉韌帶標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)機(jī)械感受器數(shù)量并不隨年齡增長(zhǎng)而減少，但是本研究發(fā)現(xiàn) OA 患者不同年齡的機(jī)械感受器數(shù)量的主效應(yīng)有差別 ( P＜0.05 )，且 A、B、C、D 4 組組間兩兩比較，機(jī)械感受器數(shù)量均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )，也就是說隨著患者年齡的增長(zhǎng)，機(jī)械感受器數(shù)量在減少。OA 患者不同病程的機(jī)械感受器數(shù)量的主效應(yīng)有差別 ( P＜0.05 )，但病程長(zhǎng)短分組組間多重比較發(fā)現(xiàn)：a 組與其它 3 組比較、b 組與 c、d 兩組比較機(jī)械感受器數(shù)量均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )，c、d 兩組之間比較，機(jī)械感受器數(shù)量無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P＞0.05 )，認(rèn)為從 OA 發(fā)病開始，因?yàn)槎喾N細(xì)胞因子的長(zhǎng)期刺激，交叉韌帶及韌帶血管逐漸退化，引起機(jī)械感受器數(shù)量隨著病程延長(zhǎng)而減少，這與交叉韌帶急性損傷后，因?yàn)轫g帶血管的損傷，機(jī)械感受器數(shù)量減少的原因相似[13,19-21]。當(dāng)病程過長(zhǎng)甚至超過 20 年，OA 患者機(jī)械感受器數(shù)量因?yàn)檠艿臉O度退化，缺乏營(yíng)養(yǎng)而減少至最低值甚至消失，故病程 c、d 兩組之間比較，機(jī)械感受器數(shù)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。WOMAC 評(píng)分是對(duì) OA嚴(yán)重程度的一個(gè)相對(duì)全面的評(píng)估方法，分為輕 ( 評(píng)分≤80 分 )、中 ( 81～120 分 )、重 ( 評(píng)分＞120 分 ) 3 個(gè)級(jí)別，其評(píng)分指數(shù)越高，代表 OA 越嚴(yán)重，本研究通過比較發(fā)現(xiàn)，不同 WOMAC 評(píng)分的機(jī)械感受器數(shù)量的主效應(yīng)有差別 ( P＜0.05 )，同時(shí) WOMAC 評(píng)分 I 組、II 組、III 組 3 組之間多重比較機(jī)械感受器數(shù)量差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( P 均＜0.05 )，故認(rèn)為隨著患者 OA 病情加重，患者機(jī)械感受器數(shù)量越來越少，且不受患者年齡與病程的影響。

OA 雖說是一種退行性病變，但是在發(fā)病過程中也存在著炎癥，導(dǎo)致交叉韌帶在發(fā)生退變的同時(shí)伴隨著功能的減弱[22-25]，這就為機(jī)械感受器的退變及減少創(chuàng)造了條件，本研究應(yīng)用 HE 染色及免疫組化染色兩種應(yīng)用較多且有效的染色技術(shù)對(duì)機(jī)械感受器進(jìn)行觀察[21,26]：圖 1 所示為正常類 Pacini 小體，可發(fā)現(xiàn)類 Pacini 小體被膜致密完整，而圖 2 所示為退變類 Pacini 小體，被膜疏松，已發(fā)生裂解；圖 3所示類 Ruffini 小體與圖 4 所示相比，形態(tài)規(guī)整，邊緣光滑；圖 5 不像圖 6 所示游離神經(jīng)末梢結(jié)構(gòu)已發(fā)生萎縮，其結(jié)構(gòu)更加完整。此外，機(jī)械感受器外形結(jié)構(gòu)完整多見于年齡小、病程短、WOMAC 評(píng)分低的分組患者，而年齡大、病程長(zhǎng)、WOMAC 評(píng)分高的分組患者則更多發(fā)現(xiàn)退變、萎縮的機(jī)械感受器，這也就說明隨著患者年齡增大、病程延長(zhǎng)、膝關(guān)節(jié)炎病情加重機(jī)械感受器在發(fā)生著退變。

以往相關(guān)研究表明機(jī)械感受器形態(tài)變化及數(shù)量的減少會(huì)引起其功能的減弱，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)本體感覺減弱[3-4,27-28]。本研究并沒有對(duì)膝關(guān)節(jié)本體感覺進(jìn)行評(píng)估，在以后的研究中將會(huì)納入此指標(biāo)，并研究其與 OA 患者年齡、病程以及機(jī)械感受器的關(guān)系。此外，本實(shí)驗(yàn)研究的是 OA 患者交叉韌帶中機(jī)械感受器數(shù)量及形態(tài)的變化情況，但是缺乏正常人交叉韌帶機(jī)械感受器作對(duì)照，這也是研究的不足之處。

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( 本文編輯：李貴存 )

Histological study on mechanoreceptors in the cruciate ligament in the patients with osteoarthritis of the knee

DANG Bao-ping, MAO Li-biao, DIWU Wei-long, ZHANG Qi, YAN Jin-hong, YANG Min, HAN Yi-sheng.
Department of Orthopedics, Xijing Hospital, the fourth Military Medical University, Xi’an, Shanxi, 710032, PRC

Objective To investigate the relationship between mechanoreceptors in the cruciate ligament and the age, course and severity of disease in the patients with knee osteoarthritis ( OA ).Methods The patients with knee OA who were treated with total knee arthroplasty from October 2015 to May 2016 were divided into 4 groups: group A ( ≤50 years ), group B ( 51 - 60 years ), group C ( 61 - 70 years ) and group D ( ＞ 70 years ) according to their ages.And meanwhile, they were divided into 4 groups: group a ( ≤10 years ), group b ( 11 - 20 years ), group c ( 20 - 30 years ) and group d ( ＞ 30 years ) according to the course of disease.According to the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index ( WOMAC ), which was meant to assess the severity of OA, all the patients were divided into 3 groups: group I ( score ≤80 ), group II ( 81 - 120 ) and group III ( score ＞ 120 ).The anterior cruciate ligament ( ACL ) and posterior cruciate ligament ( PCL ) were completely taken out during the total knee arthroplasty, both of which were divided into 3 parts: the tibial end, the intermediate part and the femoral end.Six pieces of frozen sections were cut from each part, 3 pieces of which were randomly selected for hematoxylin-eosin ( HE ) staining, and the other 3 pieces for immunohistochemical staining.The light microscope was used to observe the type and amount of mechanoreceptors.Results A total of 2081 mechanoreceptors were observed.There were 1072 mechanoreceptors in the tibial end, 126 in the intermediate part and 883 in the femoral end of the ACL and PCL.The numbers of mechanoreceptors were ( 32.22 ± 2.72 ) in group A, ( 23.30 ± 1.81 ) in group B, ( 16.20 ± 1.15 ) in group C and ( 12.47 ± 1.39 ) in group D, and there were statistically significant differences between each 2 groups of A, B, C and D ( P ＜ 0.05 ).The numbers of mechanoreceptors were ( 22.99 ± 1.28 ) in group a, ( 21.98 ± 1.32 ) in group b, ( 11.80 ± 1.80 ) in group c and ( 8.63 ± 2.38 ) in group d.There were statistically significant differences between group a and group b / c / d ( P ＜ 0.05 ), and there were statistically significant differences between group b and group c / d ( P ＜ 0.05 ).There were no statistically significant differences between group c and group d ( P ＞ 0.05 ).The numbers of mechanoreceptors were ( 27.17 ± 11.21 ) in group I, ( 18.80 ± 7.13 ) in group II, and ( 14.21 ± 5.69 ) in group III, and there were statistically significant differences between each 2 groups of I, II and III ( P ＜ 0.05 ).Based on the results from the multi-factor analysis of variance in the multiple factorial design, there were statistically significant differences in the main effects of the ages, courses of disease and WOMAC scores ( P ＜ 0.05 ), but there was no interaction among these factors ( P ＞ 0.05 ).Conclusions The mechanoreceptors are mainly concentrated at the attachment points of the tibia and femur.The number of the mechanoreceptors is decreased with the increase of the age of OA patients, the prolongation of the course of OA and the aggravation of OA.

Osteoarthritis, knee; Mechanoreceptors; Anterior cruciate ligament; Posterior cruciate ligament; Knee joint

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.12.007

R684.3

710032 西安，第四軍醫(yī)大學(xué)附屬西京醫(yī)院骨科 ( 黨保平、第五維龍、張琦、閆金洪、楊、韓一生 )；734100 甘肅，張掖市山丹縣同和醫(yī)院 ( 毛立彪 )

韓一生，Email: drhanys@fmmu.edu.cn

2016-06-05 )