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股骨头坏死疼痛与Ⅰ型胶原羧基端肽β交联肽骨髓水肿相关性

2024-07-16 56 上传者：管理员

摘要：目的:分析轻度与中重度疼痛股骨头坏死(Osteonecrosis of Femoral Head, ONFH)患者血清Ⅰ型胶原羧基端肽β交联肽(β-CTx)水平与骨髓水肿分级的差异，探讨疼痛与β-CTx水平及骨髓水肿的相关性。方法:自2022年1月至2023年6月，将符合纳入标准的99例股骨头坏死患者，根据入院时视觉模拟量表(VAS)评分高低分为两组。A组为轻度疼痛患者(VAS评分≤3分),47例；B组为中重度疼痛患者(VAS评分≥4分),52例。所有患者经保守治疗6个月后比较治疗前后患者血清β-CTx水平及骨髓水肿分级。结果:治疗前A组VAS评分为1.74±0.98,β-CTx水平为0.72±0.17;B组VAS评分为5.27±1.08,β-CTx水平为0.59±0.23。两组之间β-CTx水平差异有统计学意义(P<0.05);Pearson相关分析表明，VAS评分与β-CTx水平呈低度正相关(r=0.269,P=0.007)。治疗6个月后A组与B组患者VAS评分分别为1.47±0.90和3.87±1.52;β-CTx水平分别为0.38±0.18和0.42±0.23,治疗前后β-CTx水平差异有统计学意义(P<0.05)。骨髓水肿分级：治疗前A组1级18例，2级23例，3级6例；B组，1级7例，2级21例，3级24例。治疗后骨髓水肿分级：A组0级2例，1级33例，2级10例，3级2例；B组0级1例，1级16例，2级23例，3级12例。卡方检验结果表明，治疗前后患者疼痛程度与骨髓水肿分级有相关性，非参数检验表明各疼痛程度下骨髓水肿分级的平均秩次呈递增趋势。结论:股骨头坏死患者疼痛轻重与血清β-CTx水平及骨髓水肿分级呈正相关，中重度疼痛较轻度疼痛患者，其血清β-CTx水平及骨髓水肿分级均明显更高，提示坏死区域破骨细胞异常活跃所致的骨吸收及骨髓水肿所致的骨内高压可能是引起患者疼痛的重要因素。

关键词：
Ⅰ型胶原羧基端肽β交联肽
疼痛视觉模拟量表评分
股骨头坏死
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股骨头坏死(ONFH)在磁共振成像(MRI)检查中可见骨髓水肿、关节腔积液。患者疼痛症状除与骨髓水肿直接相关外[1],还与坏死骨组织内的骨吸收破坏情况也密切相关[2]。而骨的破坏吸收可以通过检测骨代谢标志物水平反映出来，当前用于检测破骨细胞活性的骨代谢指标主要有抗酒石酸酸性磷酸酶、尿吡啶啉、Ⅰ型胶原C-末端肽交联(β-CTx)等。β-CTx以其特异性高且生物学变异较少被临床广泛应用，因而本研究拟通过对比不同程度疼痛下股骨头坏死患者血清β-CTx水平及MRI骨髓水肿分级差异，分析β-CTx水平及骨髓水肿分级与患者髋部疼痛的相关性，探讨从实验室及影像学等方面为评估股骨头坏死患者疼痛因素找到客观参照，为指导制定合理有效的治疗方法提供参考。

1、研究对象和方法

1.1研究对象

收集2022年1月至2023年6月河南省洛阳正骨医院骨坏死科收治的99例股骨头坏死患者，根据入院时视觉模拟量表(VAS)评分高低分为A组和B组。

1.2诊断标准

参考《中国成人股骨头坏死临床诊疗指南(2020)》[3]。

1.3纳入标准

符合股骨头坏死诊断标准；年龄为18～70岁；获得患者知情同意。

1.4排除标准

存在磁共振检查禁忌证者；骨质疏松、代谢性骨病及合并骨肿瘤者；服用双膦酸盐类药物患者。

1.5方法

1.5.1分组方法

根据患者入院后VAS评分，将患者分入相应组内。A组VAS评分为0～3分，为轻度疼痛患者。B组VAS评分为4～10分，为中重度疼痛患者。所有患者均行拄拐、中医药保守治疗半年，治疗前后测量血清β-CTx水平并行双髋关节MRI检查进行骨髓水肿分级。

1.5.2研究指标

血清β-CTx水平：所有患者均在早晨空腹时抽取静脉血4 mL,送本院检验科采用酶联免疫吸附试验对血清中的β-CTx水平进行检测。

MRI检查：采用3.0T MRI(德国西门子公司)对所有患者双髋关节进行检查，采用分级法评估骨髓水肿。骨髓水肿的MRI诊断标准[4]:髓腔中T1加权像出现低于脂肪的信号；病灶之外的T2加权像上位出现弥散性、边界不清的高信号；T2抑脂像上有明显高信号。

骨髓水肿分级[5]:0级，股骨上段无水肿；1级，水肿局限于股骨头区；2级，水肿局限于股骨头及股骨颈区；3级，水肿自股骨头延伸至粗隆下。

1.6统计学方法

采用SPSS18.0统计软件进行分析。计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验或秩和检验。采用列联表χ2检验分析β-CTx水平与VAS评分及MRI影像学表现的关联性，以列联系数C表示关联程度，检验水准 α=0.05。

2、结果

2.1一般资料

A组47例，男29例，女18例；年龄为25～57岁，平均为(42.09±8.617)岁；病程为1～13个月，平均为(5.87±2.49)个月；双侧22例，单侧25例；酒精性3例，激素性6例，特发性38例；国际骨循环协会ARCOⅡ期41例，Ⅲ期6例。B组52例，男32例，女20例；年龄为21～61岁，平均为(41.12±9.418)岁；病程为1～12个月，平均为(5.44±2.73)个月；双侧26例，单侧26例；酒精性5例，激素性8例，特发性39例；国际骨循环协会ARCOⅡ期42例，Ⅲ期10例。两组患者年龄、病程、身高等一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05),有可比性(见表1)。

表1两组患者一般资料比较(x¯±s)

2.2两组患者VAS评分及β-CTx相比较

治疗前，A组VAS评分为1.74±0.98,β-CTx水平为0.72±0.17;B组VAS评分为5.27±1.08,β-CTx水平为0.59±0.23。两组之间β-CTx水平差异有统计学意义(P<0.05);Pearson相关分析表明，VAS评分与β-CTx水平呈低度正相关(r=0.269,P=0.007)(见表2)。治疗6个月后A组与B组患者VAS评分分别为1.47±0.90和3.87±1.52;β-CTx水平分别为0.38±0.18和0.42±0.23,治疗前后β-CTx水平差异有统计学意义(P<0.05)。

表2两组患者VAS评分与β-CTx水平比较(x¯±s)

2.3骨髓水肿分级

治疗前，A组1级18例，2级23例，3级6例；B组1级7例，2级21例，3级24例。治疗后A组0级2例，1级33例，2级10例，3级2例；B组0级1例，1级16例，2级23例，3级12例。卡方检验结果表明，治疗前后患者疼痛程度与骨髓水肿分级有相关性，非参数检验表明各疼痛程度下骨髓水肿分级的平均秩次呈递增趋势(见表3和表4)。

表3治疗前两组患者骨髓水肿的髋关节数量分布[例(%)]

表4治疗后两组患者中骨髓水肿的髋关节数量分布[例(%)]

2.4典型病例

典型病例影像资料见图1-图3。

图1患者1,男，右侧股骨头坏死，经治疗后骨髓水肿分级由3级变为0级,VAS评分由7分降至1分

图2患者2,男，双侧股骨头坏死，经治疗后左侧股骨头骨髓水肿分级由2级变为0级,VAS评分由5分降至2分

3、讨论

绝大多数股骨头坏死的病理进程都遵循“坏死-修复-塌陷-骨关节炎”这一过程[6],而塌陷前期是保守治疗的最佳时机，一旦发生塌陷，进入骨关节炎期将错失保守治疗的机会。因此，如何有效评估患者股骨头塌陷风险是预防塌陷并制定保髋治疗方案的关键所在。股骨头坏死保守治疗最佳时机是处于塌陷前期，塌陷前尽早采取保髋治疗方法，预防股骨头塌陷是治疗的关键[7]。目前，多数医生[8]根据患者临床症状和影像学表现评估股骨头塌陷的风险，如持续剧烈的髋部疼痛、行走受限，或者MRI观察有骨髓大面积水肿、关节积液等。近期相关研究发现[2,9],股骨头塌陷的发生还与坏死骨组织修复能力相关。国内外多数研究发现，短期内股骨头发生快速坏死以及大面积水肿主要与破骨细胞功能亢进并发过强的骨吸收密切相关[10,11]。由于骨吸收和骨形成动态平衡被打破，骨形成减弱而吸收增强，导致骨代谢平衡向骨吸收倾斜，从而表现为血清中破骨细胞代谢标志物水平上升。β-CTx为细胞外基质中胶原纤维的降解产物，可反映骨基质的降解速率和破骨细胞的活性，是破骨细胞分解代谢产生的标志物之一，具有较强的特异性，能够反映机体破骨细胞代谢状态，在许多骨代谢异常的疾病中均可伴有该物质水平异常升高，并且血清β-CTx升高水平与损伤轻重及疾病进展的快慢都直接相关[12]。本研究结果显示，中重度疼痛组患者VAS评分明显高于轻度疼痛组患者，且VAS评分与β-CTx水平呈低度正相关，表明股骨头坏死患者血清β-CTx升高水平与骨坏死疼痛轻重直接相关。

图3患者3,女，右侧股骨头坏死，经治疗后骨髓水肿分级由2级变为1级,VAS评分由6分降至2分

疼痛往往提示股骨头已经出现不稳或塌陷，且疼痛时间越长，往往提示坏死已处于塌陷后阶段[13]。有研究者通过对比分析股骨头坏死患者塌陷前后和疼痛时间与影像学表现的相关性，发现疼痛可作为塌陷前一种主观表现，且对应在MRI上则显示为股骨头水肿影像学表现[14]。Fairbank等[15]也发现，相比于正常患者，股骨头坏死患者股骨头骨内压明显更高，从而证实骨内压升高与骨坏死有关。有研究者[16]进一步研究证实，骨内微循环障碍及骨髓水肿是导致股骨头骨内压升高的主要原因。以上研究均表明，患者疼痛轻重与骨髓水肿存在一定的相关性。笔者通过对轻度与中重度股骨头坏死患者骨髓水肿分级对比研究发现，患者疼痛程度与骨髓水肿分级有相关性，表现为疼痛程度与骨髓水肿分级的平均秩次呈递增趋势，即骨髓水肿越严重，疼痛评分也越高。MRI作为早期检查诊断骨坏死的主要手段，其敏感性优于骨核素扫描、CT及X线检查，可以在骨质塌陷及修复以前反映出骨髓细胞的变化。骨细胞坏死、骨髓水肿等骨内高压改变在T2WI呈高信号病理特征。由于破骨细胞活性增强，导致骨吸收活跃，骨小梁数目减少以及直径变细，超负荷的应力集中导致股骨头内骨小梁微骨折，骨内压升高，从而在MRI T2WI上表现为高信号特征。从临床来看，许多患者虽然MRI已显示股骨头坏死，但只要股骨头未发生塌陷，患者通常没有疼痛及其他症状，一旦发生塌陷，疼痛总是不可避免，由此提示疼痛可以作为评估塌陷的一个重要指标。临床经验表明，一旦出现髋部或膝关节内侧疼痛，往往提示股骨头发生了塌陷。虽然本研究未能对患者疼痛及骨髓水肿分级与股骨头塌陷的关系加以探讨，但从疼痛与β-CTx水平呈正相关且疼痛程度与骨髓水肿分级的平均秩次呈递增趋势，推测股骨头坏死患者由于β-CTx异常升高，导致患者骨破坏严重，骨破坏进一步引起骨小梁微骨折，从而导致患者出现疼痛加重且MRI上表现为骨髓水肿分级更高。

关于股骨头坏死产生疼痛的机制尚不完全清楚，Cohen等[17]认为由于骨髓中富含痛觉神经纤维，髋部疼痛的产生可能与此有关。袁强等[18]认为股骨头坏死必然导致出现滑膜炎症反应，过高浓度的炎症因子也可能是导致疼痛产生的原因之一。另外，何伟等[19]研究指出，股骨头坏死患者髋关节疼痛和骨髓水肿之间存在一定的相关性。本研究也表明患者疼痛越严重，骨髓水肿分级也越高。Koo等[20]研究发现，骨髓水肿作为股骨头坏死修复过程中的一种慢性炎性反应，常存在于大多数坏死患者当中。Chan等[21]则进一步认识到骨髓水肿的发生是由于股骨头内毛细血管内皮细胞损伤、静脉回流不畅导致坏死区域骨微循环障碍所致。另外，近年来研究发现[22],对于处在股骨头坏死中后期的患者比较容易出现骨髓水肿。本研究发现，疼痛越严重且骨髓水肿分级越高的患者，其血清β-CTx水平也越高，猜测其原因很可能和坏死与修复反应所引起股骨头机械应力分布异常有关。由于破骨细胞活性异常增强，导致骨破坏加快，从而引发股骨头内部稳定性降低或丧失，如果再受到不合理负重等不当外力影响，就可能导致骨髓内的压力在短时间内急剧增加引发骨髓局部充血，细胞液外渗，从而形成骨髓水肿，并导致患者疼痛加重。

通过本研究发现，股骨头坏死中重度疼痛的患者较轻度疼痛患者，其血清β-CTx水平更高且骨髓水肿范围更大。由此表明疼痛轻重与患者骨髓水肿分级及骨破坏速度快慢密切相关，也提示临床医师对于不同疼痛程度的股骨头坏死就诊患者，能够根据患者疼痛轻重预判患者坏死部位破骨细胞代谢活性及骨髓水肿范围情况，从而为制定合理的临床治疗措施提供参考。

参考文献:

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