血清VEGF及VCAM-1水平與股骨頸骨折術后延遲愈合的相關性研究

巨嘯晨，舒莉，周玲，孫榮鑫

(新疆醫科大學第六附屬醫院關節一科，新疆 烏魯木齊 830001)

骨折延遲愈合是骨折術后常見且嚴重的并發癥，是指骨折患者在接受手術治療后，在正常愈合需要的時間內依然未達到骨折完全愈合標準[1]。股骨頸骨折在臨床較為常見，目前對于該類骨折的治療主要依據患者年齡、患者身體狀況及骨折移位程度決定。對于年齡不超過60歲的患者，多采用內固定方式，目前主要的內固定方法包括動力髖螺釘及多枚空心拉力螺釘固定骨折；而對于年齡>60歲的患者則需要根據骨折移位程度及分型情況決定治療方式[2]。雖然目前隨著內固定技術及其他外科材料更新與應用，股骨頸骨折愈合率升高，但術后仍有部分患者存在骨折延遲愈合甚至不愈合風險[3]。股骨頸骨折在術后一旦出現骨折愈合延遲，多數患者需要接受二次手術，不僅增加患者心理與身體負擔，還將增加家庭與社會經濟負擔[4]。可見早期預測股骨頸骨折患者術后愈合延遲的發生，對盡早給予患者合理干預、減少延遲愈合與二次手術的重要意義。近幾年，有少部分研究稱，骨折愈合延遲受骨代謝影響，可能與部分微循環指標、血清學指標相關[5-6]。但具體的指標并未說明，相關的研究也不多見。本研究對比了股骨頸骨折術后愈合與延遲愈合患者的血清血管內皮生長因子(vascular endothelial groxth factor，VEGF)、血管細胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)水平表達情況，旨在分析各指標水平與骨折術后延遲愈合的相關性，探析血清VEGF、VCAM-1水平可能對延遲愈合的影響，以期為股骨頸骨折術后延遲愈合找到預測指標，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

1.1.1 納入對象 回顧性分析新疆醫科大學第六附屬醫院2017年3月至2019年5月期間，完成治療與術后隨訪的189份股骨頸骨折患者資料，其中95例行人工關節置換，12例因術中骨折復位困難行切開復位多針固定(排除研究之外)，82例行閉合復位多針內固定術。按照納入及排除標準，以術后6個月為研究時間點，將其中符合入選標準的40例延遲愈合患者納入延遲愈合組，并按照1︰1的方法，隨機抽取正常愈合患者中符合入選標準的40例患者納入無延遲愈合組，對照組為研究期間新疆醫科大學第六附屬醫院健康體檢人群40例。全部入選者就診資料、體格檢查資料、相關實驗室檢查資料等均完整，相關資料的采集與閱覽均得到患者知情同意，且此次研究的設計符合倫理學規定。

1.1.2 入選標準 納入標準：(1)骨折患者接受X線片檢查，符合《成人股骨頸骨折診治指南》[7]中股骨頸骨折診斷標準；(2)骨折分型為Garden Ⅲ型，且均為新鮮骨折；(3)所有骨折患者均由同一組醫生實施閉合復位多針內固定治療；(4)骨折患者均在治療后接受至少6個月隨訪；(5)所有入選者年齡≤65歲；(6)骨折延遲愈合的患者在骨折術后6個月經X線、CT檢查仍可見明顯骨折線，且未能達到“骨折愈合判定建議”[8]中骨折延遲愈合判定標準；(7)無延遲愈合患者符合“骨折愈合判定建議”中骨折愈合標準；(8)全部骨折患者術后均由專業康復醫師指導患肢功能康復；(9)健康對照組人群均在醫院接受常規體檢，并證實為身體健康，無其他疾病及異常。排除標準：(1)全身多發性骨折、病理性骨折、陳舊性骨折等患者；(2)伴有惡性腫瘤的患者；(3)伴有重要臟器功能不全、凝血功能異常、免疫系統缺陷的患者；(4)術后發生急性或慢性感染性疾病或功能鍛煉不當導致的延遲愈合患者；(5)近期內使用激素治療的患者；(6)近期內使用免疫抑制劑治療的患者；(7)哺乳期或妊娠期患者；(8)排除行人工關節置換的患者。

1.1.3 一般資料 骨折無延遲愈合組40例，骨折延遲愈合組40例。40例延遲愈合組患者經隨訪在術后6～12個月愈合26例，14例骨折未愈合。總體骨折不愈合率為17.1%。術后6個月延遲愈合組：男25例，女15例；年齡40～65歲，平均(53.24±5.17)歲；體質量44.3～82.4 kg，平均(60.11±3.21)kg；骨折至接受手術治療時間為1～4 d，平均為(2.21±0.59)d；骨折原因：跌倒傷12例，車禍傷23例，其他5例；Garden骨折分型均為Ⅲ型；治療方法：閉合復位多枚空心加壓螺釘內固定骨折，術中均未行切開復位；手術時間75～155 min，平均為(102.56±10.25)min；患者術后評估復位質量均良好[9]。術后6個月無延遲愈合組：男24例，女16例；年齡41～65歲，平均(54.06±6.02)歲；體質量44.5～83.7 kg，平均(60.32±3.43)kg；骨折至接受手術時間為1～5 d，平均為(2.30±0.61)d；骨折原因：跌倒傷14例，車禍傷22例，其他4例；Garden骨折分型均為Ⅲ型；治療方法：閉合復位多枚空心加壓螺釘內固定骨折，術中均未行切開復位。手術時間74～161 min，平均(104.77±10.41)min；術后評估復位質量均良好。健康對照組：健康體檢人群40例資料，入選者的年齡≤65歲，按照實驗組排除標準納入，其中男25例，女15例；年齡35～75歲，平均(57.02±9.51)歲；體質量45.1～84.2 kg，平均(60.45±3.51)kg。三組性別、年齡、體質量比較，差異無統計學意義(P>0.05)；延遲愈合組與無延遲愈合組骨折至接受手術治療時間、骨折原因、Garden骨折分型、手術時間、術后復位質量評估結果比較，差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2 方法 血清指標水平檢測：入選者隨訪資料完整。股骨頸骨折患者術后均定期來院接受X線、CT掃描檢查，對所有納入研究的人群均進行了血清VEGF、VCAM-1水平檢測，并對患者進行了隨訪。在術后6個月根據X線和CT檢查骨折愈合程度對納入研究的患者進行分組，并分析血清VEGF、VCAM-1水平對骨折愈合的影響。分別在入院時及骨折術后4、8、12周(健康對照組僅采集體檢當天血清)采集晨起后空腹狀態下血液樣本5 mL，使用低速離心機，以3 000 r/min轉速離心10 min，吸取上清液待測，使用上海科興生物公司提供的試劑盒，嚴格按照說明書操作步驟，采用酶聯免疫吸附法測定各血清樣本VEGF、VCAM-1水平。

2 結 果

2.1 三組血清VEGF、VCAM-1水平比較 入院時80例股骨頸骨折患者血清VEGF水平低于對照組，WCAM-1水平高于對照組(P<0.05)；術后4周、8周、12周，延遲愈合組與無延遲愈合組患者血清VCAM-1水平均較入院時升高、VEGF水平較入院時降低(P<0.05)，但延遲愈合組術后各時點的VEGF水平低于無延遲愈合組，VCAM-1水平高于無延遲愈合組，差異有統計學意義(P<0.05，見表1)。

2.2 血清VEGF與VCAM-1相關性分析 經雙變量Pearson直線相關性檢驗結果顯示，股骨頸骨折患者術后4周、8周的血清VEGF、VCAM-1水平之間呈負相關(P<0.05)，且以術后4周相關性最強；術后12周時二者間無相關性(P>0.05，見圖1，見表2)。

表1 三組血清VEGF、VCAM-1水平比較

a 術后4周 b 術后8周 c 術后12周

表2 股骨頸骨折術后各時點血清VEGF與VCAM-1相關性檢驗結果

2.3 各血清指標對延遲愈合影響的線性回歸分析檢驗 經線性回歸分析檢驗結果顯示，圍手術期血清VEGF、VCAM-1水平變化可能是股骨頸骨折患者術后延遲愈合影響因素(P<0.05)，對應的回歸方程為：Y=-3.426-0.006X，Y=-3.426+0.016X，各回歸系數詳見表3。

2.4 術后各時點各血清指標對股骨頸骨折患者延遲愈合的預測價值 繪制VEGF、VCAM-1術后各時點對應的ROC曲線圖，結果顯示術后各時點血清VEGF、VCAM-1水平對股骨頸骨折術后延遲愈合均有一定預測價值，且術后8周的預測價值更高。各指標術后各時點對應曲線下面積見表4，ROC曲線圖見圖2～3。

表3 各血清指標對延遲愈合影響的線性回歸分析檢驗結果

表4 術后各時點各血清指標對股骨頸骨折患者延遲愈合的預測價值

圖2 術后各時點VEGF水平預測骨折延遲愈合ROC曲線圖 圖3 術后各時點VCAM-1水平預測骨折延遲愈合ROC曲線圖

3 討 論

骨折延遲愈合是骨折治療期間嚴重的并發癥之一，一直是臨床關注的重點。目前，導致骨折術后延遲愈合的具體機制尚不明確，相關的研究認為骨折延遲愈合主要受生物學因素、技術型因素、其他聯合因素等影響[9-10]。既往與骨折術后延遲愈合的相關因素研究較多見，其中血液供應方面一直是研究的熱點與難點，特別是與局部血液供應相關的血清學指標、微循環指標等研究較多見，這可能是因為這些血供相關的指標與骨折術后愈合過程中營養的供給有關[11-12]。

骨折的修復與血管形成息息相關，血管生成是骨折愈合期間關鍵環節，骨折部位得到良好的血液供應對骨折修復有著重要價值[13]。新生血管的形成可能同諸多因素相關，如轉化生長因子α、前列腺素E、成纖維細胞生長因子、VEGF等。其中VEGF能夠對內皮細胞直接產生特異性作用，加速內皮細胞的增殖及新生血管的形成，同時還能幫助血管通透性增加，通過結合血管內皮上特異性受體來幫助內皮細胞增殖，產生促血管生成之效；且其他促血管生長相關因子的血管生成之效，也是主要經VEGF表達的增強來實現[14-15]。既往的研究指出，VEGF能幫助成骨細胞增殖分化及化學趨向性增加，刺激破骨細胞的募集、活性增強及生存[16]。可見VEGF在骨創傷后骨愈合的血管生長、礦化、軟骨構建及骨痂結構改建中尤為關鍵，能夠直接或間接的對局部骨形成產生影響，反映了骨修復期間局部血管生成及骨形成的具體情況。故本次研究將其作為主要指標用于股骨頸骨折術后延遲愈合的預測指標。

除VEGF外，VCAM-1也是一個重要的骨再生參與指標。VCAM-1是一種可以直接作用在細胞間與胞外基質的黏附因子，可以誘導全身炎癥細胞黏附作用的發生，增加骨折病灶處各炎癥細胞的聚集與炎性反應的發生，使得原有的炎癥損傷不斷加重，故而影響骨折病灶的愈合[17-18]；其次，VCAM-1的過度表達還能誘導損傷血管內的白細胞大量附壁，引起局部微循環障礙，隨著該血清指標表達的不斷增加，患者骨折部位血供障礙逐漸加重，從而對骨折的愈合產生影響，進一步導致延遲愈合的發生[19-20]。可見VCAM-1與骨折術后延遲愈合的關系密切。

本研究結果顯示，較健康對照組，入院時股骨頸骨折患者整體血清VEGF水平降低、VCAM-1水平升高，但延遲愈合組與未延遲愈合組組間比較未見明顯差異。而隨著術后時間延長，延遲愈合組血清VEGF水平降低、VCAM-1水平升高，且變化幅度較無延遲愈合組顯著，進一步作相關性分析發現二者間呈負相關，相互作用并影響股骨頸骨折術后骨折的愈合，均可能是延遲愈合的影響因素。繪制ROC曲線結果顯示，動態監測血清VEGF、VCAM-1水平可以很好的預測延遲愈合的發生，且以術后8周的預測價值最高。上述結果均表明了血清VEGF、VCAM-1水平與股骨頸骨折術后延遲愈合密切相關，二者的異常變化可能是延遲愈合的影響因素，可用于延遲愈合的預測。

影響骨折愈合的因素較多，高血壓、骨折分型、解剖復位情況、術中的操作情況、術后下地負重情況、術前25羥維生素D3水平等均被證實是增加股骨頸骨折術后延遲愈合風險的主要原因[21-22]。本研究屬于回顧性分析，未能對所有骨折影響因素進行分組分析，因此研究存在一定的局限性。未來將進一步增加樣本量、豐富觀察指標并分階段對患者愈合情況進行觀察分析，爭取前瞻性、多中心的研究加以驗證。

股骨頸骨折患者術后血清VEGF與VCAM-1間可相互作用，與術后延遲愈合密切相關，可能是術后延遲愈合的影響因素，動態監測患者術后各時點血清VEGF與VCAM-1水平的變化情況，可以很好的預測骨折延遲愈合的風險，指導臨床合理防治，減少延遲愈合發生。