骨纖維異常增殖癥患者血清骨膜素水平與骨畸形進展的關系

陳美玲，崔亞楠，胥倩

(保定市第二醫院骨科，河北 保定 071000)

骨纖維異常增殖癥(fibrous dysplasia，FD)是一種良性骨骼進行性疾病，臨床上以出現三聯征(骨纖維異常增殖、功能亢進性內分泌病和/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患者的預后一直是一個巨大的挑戰。眾多研究已證實，現有的骨轉換生物標志物與FD預后關系不明顯[3]。骨膜素(periostin，PN)是一種細胞外間質蛋白，它已被證明在多種情況下參與了炎癥失調導致的纖維化進展[4]。此外，基礎研究證實，PN在FD患者的細胞中過度表達，并且在骨骼的病理纖維成分中也有發現[5]。因此，PN可能參與了纖維組織膨脹性病變過程。本研究旨在分析血清PN水平與“牧羊杖”骨畸形進展的關系，從而為尋找有效的生物標志物提供證據。

1 資料與方法

1.1 研究對象 本研究為病例對照單中心研究，2011年1月至2018年9月在保定市第二醫院骨科共招募了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。納入標準：(1)經術后組織學確認診斷為FD[6]；(2)臨床和隨訪資料完整。排除標準：(1)妊娠和其他已知可增加血清PN水平的病史(如嚴重過敏性哮喘、轉移性癌或硬皮病)；(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據正常，既往無骨折史或可能影響血清PN水平的病史。對照組與FD組在年齡、性別構成、體重指數方面基本一致(P>0.05，見表1)。本研究獲得醫院醫學倫理委員會批準(TRECKY005-106)，患者在簽署知情同意書后入組。

表1 兩組一般資料比較

1.2 手術方法 根據癥狀、骨折風險或進行性畸形，計劃進行包括刮除和植骨在內的外科手術。四肢和中軸骨病變的患者，行皮質骨開窗并刮出病變。刮除術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、骨水泥或聯合骨移植來填補病灶內切除后的缺損[7]。行內固定以恢復骨穩定，內固定術包括鋼板和螺釘、動力髖螺釘、髓內釘、股骨近端防旋釘[8]。所有術后患者允許有限負重約3個月。

1.3 實驗室檢查 全部患者分別在術前24 h和術后7 d取2份血樣，冷凍后進行血清學分析。使用夾心酶聯免疫吸附試驗監測血清PN水平，試劑盒購自澳大利亞Biomedica公司，變異系數低于3%，結果用pmol/L表示。根據數字評分法(numerical pain rating scale，NPRS)評估患者疼痛強度(0～10分)。

1.4 術后隨訪 常規隨訪包括臨床檢查和肢體X線片，前6個月每3個月1次，前3年每6個月1次，之后每年1次。

2 結 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，針對對照組健康人群進行分析，對照組中血清PN水平男性和女性比較，差異無統計學意義(P>0.05)。年齡≤14歲時，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，差異無統計學意義(P=0.181，見圖1)。按照95%置信區間，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系 FD組患者術前血清PN水平為(1382.37±551.16) pmol/L，對照組術前血清PN水平為(925.15±310.49) pmol/L，FD組術前血清PN水平顯著高于對照組，差異有統計學意義(t=9.920，P<0.05)。在單因素分析中，年齡、病變部位、病變類型、“牧羊杖”骨畸形進展與術前血清PN水平密切相關(P<0.001)。≤14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，FD患者術前血清PN水平異常率為59.12%(94/159)，統計分析顯示血清PN異常與多骨型FD和“牧羊杖”骨畸形有關(見表2)。

2.3 手術對血清PN水平的影響 與術前相比，FD組患者術后血清PN水平為(1 176.23±727.86) pmol/mL，較術前(1 382.37±551.16) pmol/L降低(t=2.847，P=0.005)。經亞組分析，發生骨畸形進展的FD患者和無骨畸形進展的FD患者術后血清PN水平均低于術前(P<0.05)，且發生骨畸形進展的患者術后血清PN水平亦高于無骨畸形進展的FD患者(P<0.05，見圖2)。

a 隨訪期間未發生骨畸形進展的患者 b 隨訪期間發生骨畸形進展的患者

表2 FD患者術前血清PN水平與基線臨床特征的關系

2.4 “牧羊杖”骨畸形進展的預測因素分析 所有患者術后隨訪3.0～10.5年，中位隨訪時間為6.5(4.8，8.4)年。隨訪期間均未發生惡性轉化。經單因素分析，年齡、FD病變類型、術前血清PN水平與“牧羊杖”骨畸形有顯著相關性(P<0.05，見表3)。經多因素COX回歸模型分析，多骨型FD(OR：4.592，95%CI：1.610～13.102，P=0.004)和術前血清PN水平異常升高(OR：6.596，95%CI：2.177～9.983，P=0.001)是發生“牧羊杖”骨畸形的獨立危險因素(P<0.05)。

表3 FD患者“牧羊杖”畸形的危險因素分析

2.5 典型病例 19歲男性患者，10歲時診斷為FD。患者17歲時出現雙側髖關節隱匿性疼痛，隨后逐漸出現行走困難、跛行、下蹲困難，右側疼痛感更甚，癥狀持續約6個月。沒有外傷史或任何體質癥狀。臨床發現與雙側髖關節的髖內翻畸形一致。2014年6月，患者18歲時經影像學檢查診斷為雙側股骨近端出現嚴重的“牧羊杖”畸形，測量的頸軸角度右側55°，左側15°(見圖3)。2015年1月接受第1次刮除病灶和行內固定術以糾正右股骨“牧羊杖”畸形，在股骨粗隆下水平進行橫向閉合楔形截骨術，以實現軸與股骨近端對齊，并用135°動力Richard’s螺釘和4孔長側板固定。校正后右側頸軸角度為140°(見圖4)。術后1周復查，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個月時，左側出現髖關節疼痛，此時血清PN水平再次升高至2 950.753 pmol/L，X線片示“牧羊杖”骨畸形嚴重進展(見圖5)。于是第2次手術左側股骨行內固定術(見圖6)，術后3個月時觀察到影響學愈合跡象，允許部分負重，6個月時完全負重，活動不受限制，隨訪至今無纖維發育不良或畸形病變復發的跡象(見圖7)。

圖3 術前X線片示雙側股骨近端出現嚴重的“牧羊杖”畸形

圖4 第1次術后X線片示右側頸軸角度為140°

圖5 隨訪28個月X線片示“牧羊杖”骨畸形出現進展

圖6 第2次術后X線片示左側頸軸角度135°

a 術后2個月 b 術后1年 c 術后2年

3 討 論

FD是一種罕見的骨病，其特征是正常的髓內骨被纖維骨組織所取代[1]。據報道，該病是由編碼Gs蛋白α亞基的激活鳥嘌呤核苷酸結合蛋白α-刺激活性多肽(guanine nucleotide binding protein-alpha stimulating peptides，GNAS)基因突變引起的[9]。GNAS1的突變使腺苷酸環化酶持續活躍，并使環磷酸腺苷活性增加，導致骨祖細胞功能亢進和成骨細胞異常。到目前為止，與FD患者的預后密切相關的因素一直存在爭議。一些觀點認為，該畸形明顯影響成人或兒童的預后，纖維發育不良的進行性內翻性“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[10]。本研究中FD患者血清PN水平明顯高于對照組健康人群，尤其是多骨型FD患者和四肢病變者；且術前血清PN水平異常升高也是發生“牧羊杖”骨畸形的獨立危險因素。

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(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]或嚴重過敏性哮喘[14])。PN持續性上調可促使受損組織對反復刺激產生反應，進而促進纖維化進程，導致異常組織重建[15]。然而迄今為止，還沒有學者通過臨床證據說明PN與FD進展的關系，盡管已有基礎研究證實PN參與了該病相關的分子機制[5]。在骨折病例中，突變的成骨細胞產生的PN增多是由于基因本身異常引起的，例如PN已被證明與骨質疏松性骨折風險有關[16]。但在FD患者中的機制可能不同，這可能與該病的病理生理學特點有關，PN最終可能會對骨強度和骨折修復產生負面影響。本研究中有無病理性骨折的患者血清PN水平比較差異無統計學意義，但是由于病例偏少，因此很難評估血清PN水平升高是否會受到骨折的影響。此外，PN已被證明在骨吸收過程中被組織沉積降解，多數患者接受手術后，血清PN水平會顯著降低，這可能是手術后疾病的病變基礎有所改善的原因。此外，青少年由于生長迅速，其PN水平高于成人，但是男性和女性之間差異無統計學意義[17]。在評估不同年齡段患者PN水平時，必須考慮到這些差異，但是年齡與PN的關系是與正常的生理骨代謝有關，與疾病本身無關。目前的研究結果表明，術前血清PN水平與病變類型和“牧羊杖”畸形密切相關，可以通過監測血清PN水平來篩查骨畸形進展。雖然隊列中沒有發生FD的惡性轉化，但在既往研究中，其惡性轉化為骨肉瘤[18]，因此需進行密切隨訪。此外由于復發患者數量有限，PN水平是否與局部復發相關尚不清楚。

病理性骨折是FD最常見的臨床問題之一。FD患者發生骨折的危險因素尚不清楚。Leet等[19]報道，與單骨型FD患者相比，代謝異常患者發生首次骨折的年齡更早。病理性骨折的風險因代謝紊亂而加重，如伴有代謝功能紊亂和功能亢進性內分泌病和/或磷尿。Ippolito等[20]報道61%的股骨畸形在診斷后3年內轉變為更嚴重的畸形，而87%的患者或者進展為更嚴重的畸形，或者接受截骨術。在本研究中，病理性骨折的發生與術前血清PN水平無統計學差異。因此，應該更多地關注嚴重的“牧羊杖”畸形，降低病理性骨折的發生。

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展趨勢，監測血清PN水平可為預測“牧羊杖”骨畸形進展提供有用信息。然而本研究也有局限性，首先病例數量有限，不能準確分析局部復發與PN之間的關系；其次，未評估其他骨轉換指標，其關系尚且不明。因此，針對該項課題的工作還將繼續推進。