作者:首都医科大学附属北京朝阳医院骨科 陈渲宇
骨坏死(osteonecrosis)也叫缺血性骨坏死(AVN)、无菌性骨坏死(asep⁃ticavascular),主要是由于软骨暂时性或永久性缺血导致骨结构的破坏或塌陷,股骨头、肱骨头是最常见的骨坏死部位。多发性骨坏死在临床上相对罕见,美国年均骨坏死病例15000~20000。中国2015年有812万15岁以上的骨坏死患者,以40岁以上居多。而发生在多个部位的骨坏死较发生在单一部位的骨坏死在临床上相对罕见,这一领域的研究较少,其病理机制尚未完全明确,诊断方式及治疗方式也在不断完善,笔者就近年来相关研究综述如下。
多发性骨坏死
多发性骨坏死是指3个或3个以上不同部位的骨坏死,占骨坏死发生率的3%,其中最为常见的有股骨头、股骨远端、肱骨头、距骨等。其中股骨头坏死最常见,其次是膝骨、肩骨和踝骨;肩部、踝部和腕部的骨坏死经常伴有髋部和膝部的骨坏死。1992年有文献报道,短期使用激素后导致一侧股骨头、双侧肱骨头的骨坏死。2017年有文献报道,因大量长时期饮酒导致双侧股骨头与肱骨头坏死的罕见病例。1976年美国贝勒大学学者Bryan等报道了2例多个大关节骨坏死的病例,1例是60岁男性,有长期饮酒史,入院前曾有间歇性可的松注射史,发生双侧肱骨头和双侧股骨头无菌性坏死;另1例是57岁男性,发生不明原因的、特发性双侧肱骨头和一侧股骨头骨坏死。笔者在临床中也曾诊治过1例多发性特发大关节骨坏死的病例,患者男性,中等身材,BMI:27.8kg/m2,饮食正常,无烟酒嗜好,无体育运动特殊爱好,否认外伤及相关疾病史,否认激素使用史,否认中药和中成药服用史。父母均患有高血压、糖尿病。首次因双侧股骨头坏死就诊,15年后再次因双侧肱骨头坏死前来治疗。
病理机制
目前骨坏死的病理机制主要涉及血液供应障碍、骨内微循环凝固和机械应力等多方面因素。多发性骨坏死较为罕见,通常见于临床应用皮质类固醇、结缔组织疾病、功能障碍、血红蛋白斑块、动脉炎/血管炎、胰腺炎、戈谢病、妊娠和酗酒。
血液循环障碍 骨坏死最终共同途径是由于血流受阻造成的局部缺血,其潜在原因是血流中断。74%的髋部、膝部或肩部骨坏死患者患有一种或多种原发性凝血障碍。而血栓形成、血液黏稠度增加和纤溶系统功能不足等因素会导致股骨头区域血流减少,引发缺血。在某些情况下,如创伤或长期使用糖皮质激素,微血管可能受到直接损伤,影响血流动态和微循环,加剧骨组织的缺血状态。
细胞和分子机制 骨细胞(如成骨细胞和破骨细胞)的功能失调、细胞凋亡(程序性细胞死亡)、炎症反应和氧化应激也参与骨坏死的发展。正常骨髓腔主要由骨髓脂肪细胞和造血细胞组成。骨髓脂肪细胞约占成人骨髓体积的70%;造血细胞数量随年龄增长而逐渐减少,且对缺血敏感,大多数造血细胞在缺血后12h内死亡。缺血状态下,骨髓脂肪细胞随着造血细胞的死亡而死亡,其细胞核在完全缺血后48h内消失,导致股骨头死骨的形成。有研究表明,肱骨头的非创伤性骨坏死多与皮质类固醇使用有关。激素诱导的骨坏死发病机制是多因素多种机制共同作用的结果。糖皮质激素通过多种信号通路在调节成骨细胞和骨细胞的凋亡、骨髓基质细胞的脂肪化以及破坏成骨细胞与破骨细胞的平衡上发挥重要作用。2019年西班牙学者报道了1例年轻女性因应用糖皮质激素和口服避孕药等因素导致双侧股骨头和肱骨头缺血坏死。同时,过度饮酒也与多发性大关节骨坏死的风险增加有关,通过影响血液循环、增加氧化应激和改变脂肪代谢等机制,对骨组织的血液供应产生不利影响。国内学者在2007年曾报道1例双侧股骨头和双侧肱骨头缺血坏死的35岁男性患者,有10年的饮酒史。
基因遗传及免疫系统疾病 研究表明,遗传因素(如蛋白C和蛋白S的缺陷)与骨坏死(特别是大关节的骨坏死)密切相关。蛋白C通过破坏促凝血因子Va和VIla而具有抗凝血能力。而蛋白S是触发蛋白C的辅助因子。蛋白质C和S的缺陷,以及因子VLeiden或凝血酶原20210A基因的突变,会增加血栓形成。免疫系统异常,尤其是自身免疫疾病,如人体免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)、败血症、结核等也容易导致骨坏死。1997年和2004年,有报道称人类免疫缺陷病毒(HIV)和脑膜炎球菌血症导致骨坏死。最近来自日本的一项全基因组关联研究,将长基因间非蛋白编码RNA1370(LINCO1370)作为一个候选的风险基因,在日本患有特发性骨坏死的患者中进行分层分析,结果表明,12q24位点与疾病相关,通过饮酒量在存在血栓形成/低纤溶和/或血管生成受损的情况下,会发生由缺血引起的长期损伤,并引起明确的骨坏死。
机械应力及其他 骨组织重建过程中成骨活动减少、破骨活动增加,将会导致骨质疏松,进一步加剧骨组织的损伤,进而演变成骨坏死。一项对高雪氏病和肩关节坏死患者的研究发现,肩关节坏死在既往有肩关节扭伤史的患者中更为普遍,如高雪氏病这种因一种酶缺乏导致巨噬细胞内葡萄糖脑昔积累的疾病也容易引发肩关节坏死。罕见感染等也是肱骨头无菌性坏死的常见原因。此外,还有研究发现,骨折类型与缺血性坏死率呈正相关,而酒精、年龄和手术时间对缺血性坏死率没有任何影响。
诊断
MRI检查与ARCO分期 MRI是诊断多发性大关节骨坏死的最敏感和最具特异性的方法之一,典型MRI表现为T1加权像上软骨下骨内节段性低信号密度区。低场强MRI在诊断骨坏死方面与放射性核素扫描一样敏感,而高场强(1.5~3T)MRI在诊断骨坏死方面具有更高的敏感性、特异性和准确性。全身核磁共振成像有助于早期发现接受皮质类固醇治疗的血液疾病患者的骨坏死病变,可以在一次检查中评估所有潜在的股骨头坏死部位,从而改善预后。
国际骨坏死与骨循环协会(ARCO)在1991年对骨坏死的命名、诊断和分期统一了标准,最新的分期标准于2019年发布。ARCO系统将骨坏死分为5个阶段,从0到IV,每个阶段根据MRI上的特定征象进行定义。阶段0:临床和影像学上均无异常表现,通常不在MRI分型中考虑,但用于指代那些尚未表现出明显征兆的早期病例;阶段I:MRI上可见非特异性骨髓水肿,无明显的坏死区域,此阶段可能还看不到X线上的改变;阶段II:MRI上显示明确的坏死区域,但没有骨折或塌陷,坏死区可见于T1加权序列中的低信号区域和T2加权序列中的高或混合信号;阶段III:除了阶段II的特征外,MRI上还可见到“新月征”,表明有骨质塌陷的初期征象,但关节表面尚未塌陷;阶段IV:表现为关节表面塌陷,可能伴有关节面不规则和关节间隙狭窄,此阶段的MRI表现包括坏死区域扩大和明显的关节结构损伤。有研究表明,ARCOI期的诊断率还不到1/5。当出现微骨折、头塌陷、变形、骨关节炎等比较明显的临床症状时,特别是股骨头以外部位的骨坏死,就更难以早发现。
X线片检查 X线片检查也是诊断骨坏死的初步和常规方法,可以显示受影响区域的骨质疏松、骨崩塌或关节空间狭窄等改变;然而,在疾病的早期,X线片可能显示正常。
其他诊断方式 全身骨扫描比简单的X线扫描诊断更加敏感,也可用于筛查多发性骨坏死。对于有家族遗传病史的患者,进行相关的遗传性凝血病检测(如蛋白C和蛋白S缺乏)可能有助于诊断。此外,还有必要仔细区分具有相似表现的各种疾病,例如黄甲综合征和心包炎。
治疗
多发性大关节骨坏死的治疗目标是减轻疼痛、恢复关节功能、防止病变区域进一步恶化,并尽可能延缓或避免关节置换手术。治疗方法包括非手术治疗和手术治疗两大类。
非手术治疗 药物治疗方面,可用非甾体抗炎药(NSAIDs)减轻疼痛和炎症;利用血管活性药物(如前列腺素E1类药物),改善局部血液循环;利用骨吸收抑制剂(如双磷酸盐类药物)、抗骨质疏松药(如钙和维生素D补充剂)等,减缓骨质疏松,增强骨骼健康。物理治疗方面,非负重、高压氧、脉冲电磁场、体外冲击波等治疗对缓解疼痛、促进修复有一定作用。此外,还可以通过减重和生活方式调整,减少受累关节的负担,如使用拐杖或避免长时间站立和重体力劳动;健康饮食和戒烟戒酒,以促进整体健康。
手术治疗 手术治疗有负重部位减压(通过在骨中钻孔来减轻骨内压力、改善局部血液循环)、骨移植(使用自体或同种异体骨移植来修复坏死区域)、关节表面成形术(修复轻度到中度的关节表面不规则、减缓关节退化进程)、关节置换手术(在骨坏死导致严重关节破坏和功能障碍时可能需要进行部分或全关节置换)、核磁共振引导下的介入治疗(骨髓细胞注射等再生医学治疗等)以及干细胞疗法等多种方式。当症状持续且塌陷迹象明显时,应手术干预。髓芯减压是治疗轻度肱骨头坏死安全有效的选择,而对于重度股骨头坏死应考虑行人工半肩关节置换术和全肩关节置换术。有德国学者采用导航技术并结合关节镜经皮技术联合治疗非创伤性ANV,与传统的髓芯减压比较具有微创、并发症少、放射性污染少、可同时处理关节内病变等优势。股骨头无菌坏死的大体治疗原则也是力争保头的手术在先,如髓芯减压能够降低骨内压力,促进血运重建,用来治疗1级和2级疾病患者已较为成熟。2021年法国学者在国际上首先报道52例患者92个肩(其中23例患者40个肩满足随访要求),采用髓芯减压、自体骨髓注射治疗镰刀贫血性肱骨头无菌坏死(早期,grade1~2期),对患者进行了至少2年的随访,发现临床症状和肩关节功能明显改善。近年来有学者关注采用干细胞疗法进行坏死部位的注射治疗,干细胞能够自我更新且可分化成多种细胞类型,可以提供生长因子,通过旁分泌作用促进坏死区域的血液供应。因此,干细胞治疗已成为保关节手术替代方案之一。
结语
多发性大关节骨坏死的研究领域是多方面的,随着医疗技术的进步,未来可能进一步探索干细胞疗法、组织工程和生物因子治疗在修复坏死骨组织和促进骨再生中的应用;研究自身免疫疾病、炎症反应与多发性大关节骨坏死之间的联系,以及免疫调节治疗的潜在应用;进一步改进负重部位减压和骨移植技术,或者开发新的微创手术,从而不断提高多发性大关节骨坏死的治疗效果。
来源:中国矫形外科杂志2025年8月第33卷第15期
(本网站所有内容,凡注明来源为“医脉通”,版权均归医脉通所有,未经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,否则将追究法律责任,授权转载时须注明“来源:医脉通”。本网注明来源为其他媒体的内容为转载,转载仅作观点分享,版权归原作者所有,如有侵犯版权,请及时联系我们。)