骨纖維異常增殖癥患者血清骨膜素水平與骨畸形進(jìn)展的關(guān)系

陳美玲，崔亞楠，胥倩

(保定市第二醫(yī)院骨科，河北 保定 071000)

骨纖維異常增殖癥(fibrous dysplasia，F(xiàn)D)是一種良性骨骼進(jìn)行性疾病，臨床上以出現(xiàn)三聯(lián)征(骨纖維異常增殖、功能亢進(jìn)性內(nèi)分泌病和/或咖啡斑)為主要特征，可引起骨痛、骨畸形(尤其是股骨的“牧羊杖”畸形)或病理性骨折[1-2]。迄今為止，確定FD患者的預(yù)后一直是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。眾多研究已證實(shí)，現(xiàn)有的骨轉(zhuǎn)換生物標(biāo)志物與FD預(yù)后關(guān)系不明顯[3]。骨膜素(periostin，PN)是一種細(xì)胞外間質(zhì)蛋白，它已被證明在多種情況下參與了炎癥失調(diào)導(dǎo)致的纖維化進(jìn)展[4]。此外，基礎(chǔ)研究證實(shí)，PN在FD患者的細(xì)胞中過(guò)度表達(dá)，并且在骨骼的病理纖維成分中也有發(fā)現(xiàn)[5]。因此，PN可能參與了纖維組織膨脹性病變過(guò)程。本研究旨在分析血清PN水平與“牧羊杖”骨畸形進(jìn)展的關(guān)系，從而為尋找有效的生物標(biāo)志物提供證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究為病例對(duì)照單中心研究，2011年1月至2018年9月在保定市第二醫(yī)院骨科共招募了159例FD患者，其中男49例，女110例；年齡5～58歲，平均年齡(28.16±20.08)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)術(shù)后組織學(xué)確認(rèn)診斷為FD[6]；(2)臨床和隨訪資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)妊娠和其他已知可增加血清PN水平的病史(如嚴(yán)重過(guò)敏性哮喘、轉(zhuǎn)移性癌或硬皮病)；(2)剔除病例不完整、失訪者。另外納入200例健康志愿者作為對(duì)照組，男70例，女130例；年齡5～55歲，平均年齡(25.44±17.32)歲。健康志愿者均體格檢查數(shù)據(jù)正常，既往無(wú)骨折史或可能影響血清PN水平的病史。對(duì)照組與FD組在年齡、性別構(gòu)成、體重指數(shù)方面基本一致(P>0.05，見(jiàn)表1)。本研究獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(TRECKY005-106)，患者在簽署知情同意書(shū)后入組。

表1 兩組一般資料比較

1.2 手術(shù)方法 根據(jù)癥狀、骨折風(fēng)險(xiǎn)或進(jìn)行性畸形，計(jì)劃進(jìn)行包括刮除和植骨在內(nèi)的外科手術(shù)。四肢和中軸骨病變的患者，行皮質(zhì)骨開(kāi)窗并刮出病變。刮除術(shù)后殘留骨量較低的病灶采用自體骨移植、同種異體骨移植、人造骨移植、異種骨移植、骨水泥或聯(lián)合骨移植來(lái)填補(bǔ)病灶內(nèi)切除后的缺損[7]。行內(nèi)固定以恢復(fù)骨穩(wěn)定，內(nèi)固定術(shù)包括鋼板和螺釘、動(dòng)力髖螺釘、髓內(nèi)釘、股骨近端防旋釘[8]。所有術(shù)后患者允許有限負(fù)重約3個(gè)月。

1.3 實(shí)驗(yàn)室檢查 全部患者分別在術(shù)前24 h和術(shù)后7 d取2份血樣，冷凍后進(jìn)行血清學(xué)分析。使用夾心酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)監(jiān)測(cè)血清PN水平，試劑盒購(gòu)自澳大利亞Biomedica公司，變異系數(shù)低于3%，結(jié)果用pmol/L表示。根據(jù)數(shù)字評(píng)分法(numerical pain rating scale，NPRS)評(píng)估患者疼痛強(qiáng)度(0～10分)。

1.4 術(shù)后隨訪 常規(guī)隨訪包括臨床檢查和肢體X線片，前6個(gè)月每3個(gè)月1次，前3年每6個(gè)月1次，之后每年1次。

2 結(jié) 果

2.1 血清PN水平正常值范圍分析 為了確定血清PN水平的正常值范圍，針對(duì)對(duì)照組健康人群進(jìn)行分析，對(duì)照組中血清PN水平男性和女性比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。年齡≤14歲時(shí)，血清PN水平高于15～18歲(P<0.001)；而年齡15～18歲與≥19歲血清PN水平比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.181，見(jiàn)圖1)。按照95%置信區(qū)間，年齡≤14歲人群血清PN正常值范圍為男性484.56～1 641.12 pmol/L和女性489.73～1 597.57 pmol/L；年齡15～18歲人群血清PN正常值范圍為男性499.86～1 084.16 pmol/L和女性457.23～1 094.84 pmol/L；年齡≥19歲人群血清PN正常值范圍為男性482.51～1 016.78 pmol/L和女性468.01～1 029.08 pmol/L。

2.2 血清PN水平與臨床特征的關(guān)系 FD組患者術(shù)前血清PN水平為(1382.37±551.16) pmol/L，對(duì)照組術(shù)前血清PN水平為(925.15±310.49) pmol/L，F(xiàn)D組術(shù)前血清PN水平顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=9.920，P<0.05)。在單因素分析中，年齡、病變部位、病變類(lèi)型、“牧羊杖”骨畸形進(jìn)展與術(shù)前血清PN水平密切相關(guān)(P<0.001)?！?4歲兒童患者血清PN水平明顯高于青少年和成人患者(P<0.05)。此外，F(xiàn)D患者術(shù)前血清PN水平異常率為59.12%(94/159)，統(tǒng)計(jì)分析顯示血清PN異常與多骨型FD和“牧羊杖”骨畸形有關(guān)(見(jiàn)表2)。

2.3 手術(shù)對(duì)血清PN水平的影響 與術(shù)前相比，F(xiàn)D組患者術(shù)后血清PN水平為(1 176.23±727.86) pmol/mL，較術(shù)前(1 382.37±551.16) pmol/L降低(t=2.847，P=0.005)。經(jīng)亞組分析，發(fā)生骨畸形進(jìn)展的FD患者和無(wú)骨畸形進(jìn)展的FD患者術(shù)后血清PN水平均低于術(shù)前(P<0.05)，且發(fā)生骨畸形進(jìn)展的患者術(shù)后血清PN水平亦高于無(wú)骨畸形進(jìn)展的FD患者(P<0.05，見(jiàn)圖2)。

a 隨訪期間未發(fā)生骨畸形進(jìn)展的患者 b 隨訪期間發(fā)生骨畸形進(jìn)展的患者

表2 FD患者術(shù)前血清PN水平與基線臨床特征的關(guān)系

2.4 “牧羊杖”骨畸形進(jìn)展的預(yù)測(cè)因素分析 所有患者術(shù)后隨訪3.0～10.5年，中位隨訪時(shí)間為6.5(4.8，8.4)年。隨訪期間均未發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。經(jīng)單因素分析，年齡、FD病變類(lèi)型、術(shù)前血清PN水平與“牧羊杖”骨畸形有顯著相關(guān)性(P<0.05，見(jiàn)表3)。經(jīng)多因素COX回歸模型分析，多骨型FD(OR：4.592，95%CI：1.610～13.102，P=0.004)和術(shù)前血清PN水平異常升高(OR：6.596，95%CI：2.177～9.983，P=0.001)是發(fā)生“牧羊杖”骨畸形的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)。

表3 FD患者“牧羊杖”畸形的危險(xiǎn)因素分析

2.5 典型病例 19歲男性患者，10歲時(shí)診斷為FD?；颊?7歲時(shí)出現(xiàn)雙側(cè)髖關(guān)節(jié)隱匿性疼痛，隨后逐漸出現(xiàn)行走困難、跛行、下蹲困難，右側(cè)疼痛感更甚，癥狀持續(xù)約6個(gè)月。沒(méi)有外傷史或任何體質(zhì)癥狀。臨床發(fā)現(xiàn)與雙側(cè)髖關(guān)節(jié)的髖內(nèi)翻畸形一致。2014年6月，患者18歲時(shí)經(jīng)影像學(xué)檢查診斷為雙側(cè)股骨近端出現(xiàn)嚴(yán)重的“牧羊杖”畸形，測(cè)量的頸軸角度右側(cè)55°，左側(cè)15°(見(jiàn)圖3)。2015年1月接受第1次刮除病灶和行內(nèi)固定術(shù)以糾正右股骨“牧羊杖”畸形，在股骨粗隆下水平進(jìn)行橫向閉合楔形截骨術(shù)，以實(shí)現(xiàn)軸與股骨近端對(duì)齊，并用135°動(dòng)力Richard’s螺釘和4孔長(zhǎng)側(cè)板固定。校正后右側(cè)頸軸角度為140°(見(jiàn)圖4)。術(shù)后1周復(fù)查，血清PN水平由3 258.268 pmol/L下降至1 983.101 pmol/L，但是仍高于正常范圍值。隨訪28個(gè)月時(shí)，左側(cè)出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)疼痛，此時(shí)血清PN水平再次升高至2 950.753 pmol/L，X線片示“牧羊杖”骨畸形嚴(yán)重進(jìn)展(見(jiàn)圖5)。于是第2次手術(shù)左側(cè)股骨行內(nèi)固定術(shù)(見(jiàn)圖6)，術(shù)后3個(gè)月時(shí)觀察到影響學(xué)愈合跡象，允許部分負(fù)重，6個(gè)月時(shí)完全負(fù)重，活動(dòng)不受限制，隨訪至今無(wú)纖維發(fā)育不良或畸形病變復(fù)發(fā)的跡象(見(jiàn)圖7)。

圖3 術(shù)前X線片示雙側(cè)股骨近端出現(xiàn)嚴(yán)重的“牧羊杖”畸形

圖4 第1次術(shù)后X線片示右側(cè)頸軸角度為140°

圖5 隨訪28個(gè)月X線片示“牧羊杖”骨畸形出現(xiàn)進(jìn)展

圖6 第2次術(shù)后X線片示左側(cè)頸軸角度135°

a 術(shù)后2個(gè)月 b 術(shù)后1年 c 術(shù)后2年

3 討 論

FD是一種罕見(jiàn)的骨病，其特征是正常的髓內(nèi)骨被纖維骨組織所取代[1]。據(jù)報(bào)道，該病是由編碼Gs蛋白α亞基的激活鳥(niǎo)嘌呤核苷酸結(jié)合蛋白α-刺激活性多肽(guanine nucleotide binding protein-alpha stimulating peptides，GNAS)基因突變引起的[9]。GNAS1的突變使腺苷酸環(huán)化酶持續(xù)活躍，并使環(huán)磷酸腺苷活性增加，導(dǎo)致骨祖細(xì)胞功能亢進(jìn)和成骨細(xì)胞異常。到目前為止，與FD患者的預(yù)后密切相關(guān)的因素一直存在爭(zhēng)議。一些觀點(diǎn)認(rèn)為，該畸形明顯影響成人或兒童的預(yù)后，纖維發(fā)育不良的進(jìn)行性內(nèi)翻性“牧羊杖”骨畸形與肢體縮短、跛行、偶爾慢性疲勞骨折和殘疾有關(guān)[10]。本研究中FD患者血清PN水平明顯高于對(duì)照組健康人群，尤其是多骨型FD患者和四肢病變者；且術(shù)前血清PN水平異常升高也是發(fā)生“牧羊杖”骨畸形的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

在健康人群中，PN已被證明在生理上參與損傷后的組織修復(fù)(例如心力衰竭[11]和骨折[12])和纖維性或炎癥性疾病(例如硬皮病[13]或嚴(yán)重過(guò)敏性哮喘[14])。PN持續(xù)性上調(diào)可促使受損組織對(duì)反復(fù)刺激產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)纖維化進(jìn)程，導(dǎo)致異常組織重建[15]。然而迄今為止，還沒(méi)有學(xué)者通過(guò)臨床證據(jù)說(shuō)明PN與FD進(jìn)展的關(guān)系，盡管已有基礎(chǔ)研究證實(shí)PN參與了該病相關(guān)的分子機(jī)制[5]。在骨折病例中，突變的成骨細(xì)胞產(chǎn)生的PN增多是由于基因本身異常引起的，例如PN已被證明與骨質(zhì)疏松性骨折風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)[16]。但在FD患者中的機(jī)制可能不同，這可能與該病的病理生理學(xué)特點(diǎn)有關(guān)，PN最終可能會(huì)對(duì)骨強(qiáng)度和骨折修復(fù)產(chǎn)生負(fù)面影響。本研究中有無(wú)病理性骨折的患者血清PN水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是由于病例偏少，因此很難評(píng)估血清PN水平升高是否會(huì)受到骨折的影響。此外，PN已被證明在骨吸收過(guò)程中被組織沉積降解，多數(shù)患者接受手術(shù)后，血清PN水平會(huì)顯著降低，這可能是手術(shù)后疾病的病變基礎(chǔ)有所改善的原因。此外，青少年由于生長(zhǎng)迅速，其PN水平高于成人，但是男性和女性之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[17]。在評(píng)估不同年齡段患者PN水平時(shí)，必須考慮到這些差異，但是年齡與PN的關(guān)系是與正常的生理骨代謝有關(guān)，與疾病本身無(wú)關(guān)。目前的研究結(jié)果表明，術(shù)前血清PN水平與病變類(lèi)型和“牧羊杖”畸形密切相關(guān)，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)血清PN水平來(lái)篩查骨畸形進(jìn)展。雖然隊(duì)列中沒(méi)有發(fā)生FD的惡性轉(zhuǎn)化，但在既往研究中，其惡性轉(zhuǎn)化為骨肉瘤[18]，因此需進(jìn)行密切隨訪。此外由于復(fù)發(fā)患者數(shù)量有限，PN水平是否與局部復(fù)發(fā)相關(guān)尚不清楚。

病理性骨折是FD最常見(jiàn)的臨床問(wèn)題之一。FD患者發(fā)生骨折的危險(xiǎn)因素尚不清楚。Leet等[19]報(bào)道，與單骨型FD患者相比，代謝異?；颊甙l(fā)生首次骨折的年齡更早。病理性骨折的風(fēng)險(xiǎn)因代謝紊亂而加重，如伴有代謝功能紊亂和功能亢進(jìn)性內(nèi)分泌病和/或磷尿。Ippolito等[20]報(bào)道61%的股骨畸形在診斷后3年內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼑?yán)重的畸形，而87%的患者或者進(jìn)展為更嚴(yán)重的畸形，或者接受截骨術(shù)。在本研究中，病理性骨折的發(fā)生與術(shù)前血清PN水平無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。因此，應(yīng)該更多地關(guān)注嚴(yán)重的“牧羊杖”畸形，降低病理性骨折的發(fā)生。

綜上所述，血清PN水平較高的多骨型FD患者有明顯的骨畸形進(jìn)展趨勢(shì)，監(jiān)測(cè)血清PN水平可為預(yù)測(cè)“牧羊杖”骨畸形進(jìn)展提供有用信息。然而本研究也有局限性，首先病例數(shù)量有限，不能準(zhǔn)確分析局部復(fù)發(fā)與PN之間的關(guān)系；其次，未評(píng)估其他骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)，其關(guān)系尚且不明。因此，針對(duì)該項(xiàng)課題的工作還將繼續(xù)推進(jìn)。