VEGF與b—FGF在不同病因缺血性壞死股骨頭中的表達及意義

巫娟 張峰 郭莉

摘 要：目的 研究VEGF和b-FGF在不同病因股骨頭缺血性壞死中的表達及意義，為臨床針對不同病因ANFH進行個性化防治提供理論依據。方法 選擇四川省骨科醫院2015年1月～2018年12月因股骨頭缺血性壞死行人工全髖關節置換術的股骨頭為標本30例設為實驗組，并按致病原因分為激素組、酒精組、特發組各10例，另選取股骨頸骨折置換的股骨頭10例做為對照組，分別觀察其VEGF和b-FGF的表達情況。結果 各實驗組及對照組均可見VEGF及b-FGF的陽性表達。實驗組陽性面積百分比均低于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），實驗組間陽性面積百分比比較，差異無統計學意義（P>0.05）。結論 股骨頭缺血性壞死中VEGF與bFGF表達降低，提示細胞因子與股骨頭壞死的修復有密切聯系，且不同原因ANFH其致病機制可能相似。

關鍵詞：股骨頭壞死；血管內皮細胞生長因子；堿性成纖維細胞因子

中圖分類號：R684 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.20.022

文章編號：1006-1959（2018）20-0078-04

Abstract：Objective To study the expression and significance of VEGF and b-FGF in avascular necrosis of femoral head with different etiology，and to provide a theoretical basis for clinical prevention and treatment of different causes of ANFH.Methods A total of 30 cases of femoral head with artificial total hip arthroplasty due to avascular necrosis of the femoral head were selected from the experimental group of Sichuan Provincial Orthopaedic Hospital from January 2015 to December 2018.The patients were divided into hormone group，alcohol group and idiopathic group（n=10）according to the causes of the disease，and 10 cases of femoral head replacement for femoral neck fracture were selected as control group.The expression of VEGF and b-FGF were observed separately. Results The positive expressions of VEGF and b-FGF were observed in all experimental groups and control groups.The percentage of positive area in the experimental group was lower than that in the control group，the difference was statistically significant（P<0.05）. There was no significant difference in the percentage of positive area between the experimental groups（P>0.05）.Conclusion The expression of VEGF and bFGF in avascular necrosis of the femoral head is decreased，suggesting that cytokines are closely related to the repair of femoral head necrosis.The pathogenesis of ANFH may be similar for different reasons.

Key words：Femoral head necrosis；Vascular endothelial growth factor；Basic fibroblast factor

股骨頭缺血性壞死（avascular necrosis femoral head，ANFH）是由不同病因導致血液供應被中斷，引起骨組織變性、壞死，繼而股骨頭塌陷，最終引起髖關節退行性破壞的一種疾病[1]。常用的治療方式包括藥物治療、髓內減壓、旋轉截骨、游離骨移植等，但遠期效果均不理想，至晚期多會出現關節面塌陷而需要行人工全髖關節置換術[2]，其術后的并發癥和遠期效果仍難預料。國內外一直致力于ANFH的發病機制研究，其中研究比較深入且廣泛的是細胞因子。本文選取血管內皮生長因子（vascular endothellal growth factor，VEGF）和堿性成纖維細胞因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）研究其在不同原因ANFH的表達及其意義，為臨床針對不同病因股骨頭壞死進行個性化防治提供理論依據。

1資料與方法

1.1一般資料 收集四川省骨科醫院2015年1月～2018年12月因股骨頭缺血性壞死行人工全髖關節置換術的股骨頭為標本30例作為實驗組，按照日本厚生省骨壞死研究會（Japanese Investigation Committee， JIC）和 Mont 提出的診斷標準。按致病原因分為激素組、酒精組、特發組各10例，另收集新鮮股骨頸骨折行髖關節置換的股骨頭標本10例做為對照組。激素組男6例，女4例，年齡34～70歲，平均年齡（48.53±3.85）歲；酒精組男5例，女5例，年齡40～73歲，平均年齡（50.32±5.17）歲；特發組男7例，女3例，年齡38～69歲，平均年齡（47.84±4.78）歲；股骨頸骨折組男6例，女4例，年齡32～75歲，平均年齡（51.50±5.69）歲。各組一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），有可比性。

1.2方法 將各實驗組股骨頭分別自冠狀面對半剖開，選取肉眼觀壞死區一約10 mm×10 mm×3 mm 的骨塊，對照組分別選取相應部位置于10% 福爾馬林溶液固定，10% EDTATris-HCl（pH7.4）緩沖液脫鈣，HE染色，光鏡觀察。免疫組化染色采用EnVision兩步法。VEGF（規格：1.5 ml，產品編號：RAB-0157）和b-FGF（規格：1.5 ml，產品編號：RAB-0305）均購于福州邁新生物技術開發有限公司。

1.3統計學方法 實驗所得數據使用統計軟件SPSS 17.0進行統計學上分析。計量資料以（x±s）表示，先進行方差齊性檢驗，方差齊者，組間的比較采用單因素方差分析（ANOVA）進行統計分析，兩兩比較采用 ANOVA 中的 Student Neuman-Keuls 檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義，P<0.01 為統計學意義顯著。

2結果

2.1巨檢 各實驗組肉眼觀相似，軟骨面凹凸不平，與軟骨下骨層剝脫，分離，剖面可見明顯壞死區，呈淺黃色，油膩感，壞死區多位于股骨頭上方負重區。對照組軟骨面光滑完整，與其下骨組織緊密連接，整個剖面顏色質地均一，偶伴出血。

2.2鏡檢 各實驗組鏡下病理形態大致相似，軟骨細胞排列不整齊，基質變性，軟骨下骨小梁稀疏、破碎、可見死骨片（圖1），骨細胞明顯減少，較多空骨陷窩，骨小梁周圍骨髓脂肪組織壞死，部分壞死區周圍可見增生的纖維肉芽組織（圖2）。股骨頸骨折組軟骨細胞排列均一，骨小梁完整，周圍骨髓組織形態未見異常（圖3）。

2.3免疫組化 各實驗組及對照組均可見VEGF及b-FGF的陽性表達，陽性部位均定位于胞質。VEGF主要在血管內皮細胞、纖維細胞及間質細胞中表達（圖4）。B-FGF主要在纖維細胞、間質細胞、血管內皮細胞、軟骨細胞、成骨細胞表達（圖5）。各實驗組陽性面積百分比均低于對照組，統計學意義顯著（P<0.01），實驗組間陽性面積百分比比較，差異無統計學意義（P>0.05），見表1。

3討論

ANFH的發生與多種因素有關，例如創傷、激素、酗酒等，但其發病機制至今尚未完全闡明[3]，目前現有的臨床研究中利用細胞因子促進ANFH的修復取得了較好的效果，雖然國內外對于ANFH相關的各種細胞因子的研究較多[4]，但大多取材于動物實驗，而動物實驗造模的壞死股骨頭其致病因素單一，其結果并不能完全反應人股骨頭壞死的情況。本研究通過對細胞因子在人股骨頭壞死各個階段的變化的研究，為預防和治療該疾病提供了一定的理論基礎。

VEGF是最有效的血管生成因子，可以刺激血管生成和促進骨形成及其改建。胡志明等[5]建立兔股骨頭壞死模型，通過髓芯穿刺將rhVEGF121脂質體作用股骨頭，發現能夠有效刺激血管生成，改善血供。鐘剛等[6]將PBI AST49-mVEGF基因轉染成骨細胞，發現能促進成骨細胞的增值及活性的增強。Kim HK等[7]研究證實增加VEGF的表達有助于骺軟骨的修復。由此可見，VEGF可從多角度多環節促進骨壞死的修復。

b-FGF是目前已知最強的促細胞生長因子，能促進成骨細胞和軟骨細胞的分化、增值，還能刺激微血管的生成。靳松[8]等通過研究 b-FGF 和 b-FGF/BMP 對兔股骨頭壞死實驗模型修復的影響，結果顯示 b-FGF 既可促進成骨細胞增殖，又可促進毛細血管生成和促進成纖維細胞生長，明顯快于自身修復作用。 Moursi AM[9]等研究顯示b-FGF能夠促進骨細胞的粘附作用和保持其正常的細胞形態，同時能誘導成骨細胞的增值。b-FGF能刺激毛細血管內皮細胞遷移和增值從而形成毛細血管芽，使毛細血管長入壞死區，為骨組織提供營養，這對股骨頭壞死的修復有重要意義。

股骨頭壞死發生后其自身即開始修復，但這種修復極其緩慢導致血管生成和骨形成速度慢于骨小梁吸收速度，因此靠自身不可能完成修復，采取措施促進血管再生及新骨形成，是治療ANFH的關鍵[10]，而此過程需要多種細胞因子參與，且各種細胞因子的作用有連續性和相關性[4]，因此，細胞因子可能需要在一定濃度的其他因子存在的前提下才能充分發揮其生物學效應。

ANFH的理想治療時間應在壞死早期階段[11]，目的是阻止骨組織繼續壞死，并促進骨再生。本實驗通過對不同病因引起壞死的股骨頭組織中VEGF與b-FGF的表達強度進行對比研究，結果發現，無論何種因素所致的股骨頭壞死，其VEGF與b-FGF的表達強度均低于股骨頸骨折組。由此可見，激素、酒精及其他致病因素均可能抑制VEGF與b-FGF的表達。而細胞因子的表達與血管生成和骨形成有密切聯系，若能在股骨頭壞死早期去除致病因素，且通過基因轉染等技術增加細胞因子的表達濃度，將有助于股骨頭的修復[12]。本實驗各組VEGF與b-FGF的表達未見明顯差異，這與國內外大多數實驗結果一致[4，7，8]，可以推斷各種不同原因ANFH其致病機制可能相似，其具體機制還有待進一步研究。

綜上所述，應用細胞因子治療ANFH仍具有廣闊的前景。雖然這方面的臨床應用還很少且存在較多問題[13]，例如細胞因子提取數量不足、細胞因子最適宜的濃度及載體以及物種及個體間的差異等，但相信隨著對細胞因子研究的不斷深入，將進一步認識其生物學功能和調節機制，從而有望使其成為臨床治療早期ANFH的有效方法之一。

參考文獻：

[1]譚楨.成人股骨頭缺血性壞死的研究進展[J].中國臨床新醫學，2012，5（10）：982-986.

[2]韓獻波，付保恩.保留股骨頭手術治療中年股骨頭缺血性壞死患者的臨床效果分析[J].河南醫學研究，2018，27（1）：91-92.

[3]中國醫師協會骨科醫師分會顯微修復工作委員會，中國修復重建外科專業委員會骨缺損及骨壞死學組，中華醫學會顯微修復學組.成人股骨頭壞死臨床診療指南（2016）[J].中華骨科雜志，2016，36（15）： 945-954.

[4]吳洪亮，段平國，劉德明.細胞因子治療激素性股骨頭壞死的研究進展[J].南昌大學學報（醫學版），2011，51（11）：84-87，91.

[5]胡志明，王海彬，李祖國，等.血管內皮細胞生長因子促進激素性股骨頭壞死修復[J].中國矯形外科雜志，2006，14（15）：1179-1181.

[6]鐘剛，裴福興.血管內皮生長因子基因轉染促進成骨細胞增值及其功能的實驗研究[J].四川大學醫學報，2006，37（1）：44-47.

[7]Kim HK，Bian H，Randall T，et al.Increased VEGF xpression in the epiphyseal cartilage after ischemic necrosis of the capital femoral piphysis[J].Bone Miner Res，2004，19（12）：2041-2048.

[8]靳松，沈靖男，王晉，等.堿性成纖維細胞生長因子和骨形態發生蛋白對股骨頭壞死修復過程的研究[J].中華實驗外科雜志，2006，23（9）：1142-1143.

[9]Moursi AM，Winnard PL，Winnard AV，et al.Fibroblast growth factor-2 induces increased calvarial osteoblast proliferation and cranial suture fusion[J].Cleft Palate Craniofac J，2002，39（5）：487 -496.

[10]康武林，袁普衛.股骨頭缺血性壞死與骨髓間充質干細胞移植研究進展[J].中國矯形外科雜志，2013，21（19）：1954-1957.

[11]王本超，陳森，方洪.雙側酒精性股骨頭壞死合并肱骨頭壞死[J].中國骨與關節損傷雜志，2017， 32（11）：1228-1229.

[12]楊帆，朱振中，李廣冀.股骨頭壞死病理形態學研究進展[J].國際骨科學雜志，2014（5）：313-315.

[13]朱蜀云，馬素英.馬在山主任醫師治療股骨頭缺血性壞死的經驗總結[J].中國中醫急癥，2018，27（3）：524-527.

收稿日期：2018-7-31；修回日期：2018-8-9

編輯/肖婷婷