呂燕平,黃映惠(.中國海洋石油南海西部醫(yī)院外科,廣東 湛江 54000;.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院,廣東 湛江 54000)
股骨頭壞死(Osteonecrosis of the femoral head,ONFH)又稱為股骨頭缺血性壞死,是一種由多重因素引起股骨頭血液循環(huán)受阻而造成骨細(xì)胞缺血壞死和骨組織結(jié)構(gòu)破壞,最終導(dǎo)致股骨頭塌陷使髖關(guān)節(jié)主被動功能活動明顯受限的難治性骨科疾病[1]。在ONFH的早期階段,其臨床癥狀常常表現(xiàn)為髖關(guān)節(jié)疼痛。隨著病情的進(jìn)展,患者的股骨頭軟骨發(fā)生塌陷,使髖關(guān)節(jié)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷,導(dǎo)致其功能活動障礙。這給患者帶來極大的痛苦,嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。然而,ONFH的發(fā)病機(jī)理尚未完全闡明,亟待解決。近年來相關(guān)資料顯示[2],當(dāng)機(jī)體的纖溶系統(tǒng)處于失衡狀態(tài)時,可誘發(fā)血栓的形成,引起股骨頭微血管的狹窄或堵塞,使血液供應(yīng)受阻,最終導(dǎo)致股骨頭壞死的發(fā)生。而1型纖溶酶原激活物抑制劑(plasminogen activator inhibitor -1,PAI-1)是纖溶系統(tǒng)中的重要調(diào)節(jié)因子,其異常表達(dá)可能會打破該系統(tǒng)的平衡狀態(tài),進(jìn)而影響股骨頭的血液供應(yīng),參與股骨頭壞死的發(fā)生。因此,本研究運(yùn)用雙抗體夾心免疫酶聯(lián)吸附法(Enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)檢測51例ONFH患者和63名健康患者血清PAI-1的表達(dá)情況,同時檢測紅細(xì)胞沉降率(Erythrocyte sedimentation rate ,ESR),亦稱為紅細(xì)胞沉降率,以初步研究PAI-1、ESR與ONFH的關(guān)系。
1.1一般資料:選擇2016年8月~2017年2月在中國海洋石油南海西部醫(yī)院住院治療的51例股骨頭壞死患者,并將其作為觀察組。其中男27例,女24例,年齡35~63歲,平均(41.23±11.35)歲,病程8~17個月,平均(10.52±4.67)個月;左側(cè)21例,右側(cè)24例,雙側(cè)6例,所有患者均表現(xiàn)出不同程度的(雙側(cè)或單側(cè))髖關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、跛行及功能活動明顯受限等。股骨頭壞死的診斷參照Mont等[3]提出的標(biāo)準(zhǔn),臨床Ficat分期根據(jù)國際骨循環(huán)學(xué)會(ARCO)制定的標(biāo)準(zhǔn)[4]。同期選擇在本院體檢中心進(jìn)行健康體檢的63例健康者,并將其作為對照組,其中男32例,女31例,年齡30~62歲,平均(39.72±10.81)歲,入選者的各項主要臨床指標(biāo)和影像學(xué)均在正常范圍內(nèi)。
1.2病例的排除標(biāo)準(zhǔn):①患有或曾患有傳染性疾病(如艾滋病、肺結(jié)核和乙型肝炎等);②合并嚴(yán)重影響免疫系統(tǒng)的疾病(如糖尿病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和血友病等);③合并有非骨組織的惡性腫瘤(如前列腺癌、肝癌和胃癌等);④由強(qiáng)直性脊柱炎、髖關(guān)節(jié)滑膜炎、惡性骨腫瘤及髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎等原因造成股骨頭發(fā)生的壞死病變;⑤診斷尚未明確者。本研究獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會的批準(zhǔn),所有受試者或家屬均知情并簽署知情同意書。
1.3方法
1.3.1收集血標(biāo)本:于清晨分別用非抗凝管和抗凝管抽取所有受試者空腹肘正中靜脈血3 ml和2 ml。其中,3 ml非抗凝血樣用于分離血清檢測PAI-1,2 ml抗凝血樣用于ESR水平的檢測。
1.3.2檢測血清PAI-1的表達(dá)水平:PAI-1 ELISA試劑盒購買于深圳欣博盛生物科技有限公司,實(shí)驗操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。
1.3.3檢測ESR的表達(dá)水平:由本院檢驗科高資歷專業(yè)技術(shù)人員使用全自動紅細(xì)胞沉降率分析儀對ESR的表達(dá)水平進(jìn)行檢測。
2.1血清PAI-1水平的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:標(biāo)準(zhǔn)品PAI-1不同濃度梯度所對應(yīng)的OD值,見表1和圖1所示。
表1標(biāo)準(zhǔn)品PAI-1不同濃度梯度的OD值
OD值濃度(pg/ml)26311001945501463251008125068462503593120113156
注:OD值由RT6000酶標(biāo)分析儀檢測所得
圖1 標(biāo)準(zhǔn)品PAI-1不同濃度梯度與對應(yīng)OD值的標(biāo)準(zhǔn)曲線:橫坐標(biāo)為OD值,縱坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)品濃度
2.2兩組血清PAI-1、ESR的表達(dá)水平:觀察組患者血清PAI-1水平和ESR水平均明顯高于健康對照組,差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見表2。
表2 兩組受試者PAI-1、ESR水平的比較
2.3觀察組不同分期患者血清PAI-1水平和ESR水平的表達(dá):在觀察組中, Ficat ⅢⅣ/Ⅳ期患者血清PAI-1水平和ESR水平均顯著高于Ficat Ⅰ/Ⅱ期患者,差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見表3。
表3 觀察組不同分期患者血清PAI-1、ESR水平的比較
2.4觀察組患者血清PAI-1與ESR水平的相關(guān)性:Pearson相關(guān)分析顯示,觀察組患者血清PAI-1水平與ESR水平無明顯相關(guān)性(r=-0.218,P>0.05)。
ONFH是一種發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,受多種因素綜合影響的常見骨科疾病[5]。然而,由于ONFH的早期診斷困難,一旦發(fā)現(xiàn),如不及時接受治療,80%的患者會因股骨頭發(fā)生塌陷而使髖關(guān)節(jié)逐漸喪失功能活動[6],最終不得不接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)[7]。這給ONFH患者帶來巨大的痛苦和創(chuàng)傷,同時給家庭和社會帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此,ONFH的預(yù)防和早期診斷仍是骨科領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。目前,學(xué)者們已對ONFH進(jìn)行了大量研究,并取得一定的成就,均是致力于ONFH的預(yù)防、早期診斷、治療和預(yù)后的判斷。農(nóng)峰等在研究血清白細(xì)胞介素-33(IL-33)在ONFH患者中的表達(dá)水平及其臨床意義中發(fā)現(xiàn),ONFH患者血清IL-33的表達(dá)含量明顯高于健康者,且臨床Ficat Ⅲ/Ⅳ期患者血清IL-33水平高于Ficat I/II期患者,從而提示血清IL-33水平能夠反應(yīng)ONFH的病情變化,有助于判斷ONFH的預(yù)后[8]。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[9],與健康人群相比, ONFH患者血漿中的胃饑餓素(Ghrelin)表達(dá)水平下降,而血管假性血友病因子(vWF)水平升高,且兩者存在顯著相關(guān)性,從而提示Ghrelin和vWF這兩種因子可能通過某種相互作用來共同參與ONFH的發(fā)病機(jī)制。然而,ONFH的發(fā)生與發(fā)展過程相當(dāng)復(fù)雜,受多種因素的綜合調(diào)控。以上相關(guān)研究提示IL-33、Ghrelin和vWF只是其發(fā)病過程的幾個調(diào)節(jié)因子,至于其他因子是否也參與ONFH的發(fā)病機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。
PAI-1是一種主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的,具有抑制絲氨酸蛋白酶生物活性功能的線性糖蛋白[10]。研究發(fā)現(xiàn)[11],PAI-1可通過與組織型纖溶酶原激活物(Tissue-type plasminogen activator,tPA)結(jié)合,形成PAI-1/tPA復(fù)合物,使tPA失去生物活性,從而在抑制纖溶酶形成的過程中亦減弱該酶的生物功能,最終導(dǎo)致機(jī)體血循環(huán)中的纖溶系統(tǒng)處于失平衡狀態(tài),加重血管內(nèi)的缺血損傷。而髖關(guān)節(jié)囊內(nèi)的缺血是股骨頭發(fā)生壞死的重要原因之一[12]。由此推測,PAI-1的表達(dá)水平可能與ONFH的發(fā)生發(fā)展存在緊密聯(lián)系。
然而,當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于血清PAI-1在股骨頭壞死患者中的表達(dá)情況鮮見報道。因此,本研究采用ELISA技術(shù)對51例ONFH患者和63例健康者血清PAI-1的表達(dá)情況進(jìn)行檢測,目的在于初步研究PAI-1在ONFH發(fā)生與發(fā)展過程中的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn) ONFH患者血清PAI-1的表達(dá)水平顯著高于健康人群(P<0.01);且Ficat Ⅲ/Ⅳ期患者血清PAI-1水平明顯高于Ficat Ⅰ/Ⅱ期患者(P<0.01)。由此可見,血清PAI-1水平隨著ONFH病情的進(jìn)展而明顯升高,其有望成為ONFH病情監(jiān)測和判斷預(yù)后的重要參考指標(biāo)。
同時,本研究還對照組與觀察組ESR的表達(dá)情況進(jìn)行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)ONFH患者的ESR水平明顯高于健康對照組。且隨著ONFH嚴(yán)重程度的增加,ESR水平升高越顯著,這提示ONFH的炎癥性病變呈活動性。此外,本研究還對觀察組患者血清PAI-1水平與ESR水平進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者無明顯相關(guān)性(P>0.05),考慮ONFH患者血清PAI-1水平和ESR水平可能存在相互獨(dú)立的調(diào)節(jié)途經(jīng)。雖然ESR的表達(dá)水平受眾多因素的影響,機(jī)制復(fù)雜,缺乏可靠的指標(biāo)依據(jù),但兩者之間無明顯相關(guān)性并不能否定PAI-1在ONFH發(fā)生發(fā)展過程中的作用。
綜上所述,血清PAI-1在ONFH患者中呈異常升高狀態(tài),且隨ONFH嚴(yán)重程度的加重而增高,提示PAI-1可能參與ONFH的發(fā)生與發(fā)展。然而,目前國內(nèi)外關(guān)于PAI-1參與ONFH發(fā)生的具體機(jī)制尚未完全闡明,仍需進(jìn)一步研究。
4 參考文獻(xiàn)
[1] An F,Du J,Cao Y,et al.MMP8 polymorphism is associated with susceptibility to osteonecrosis of the femoral head in a Chinese Han population[J].Oncotarget,2017,8(13):21561.
[2] Jones LC,Hungerford DS.The pathogenesis of osteonecrosis[J].Instr Course Lect,2007,56(56): 179.
[3] Mont MA,Hungerford DS. Non -traumatic avascular necrosis of the femoral head[J].J Bone Joint Surg Am,1995,77(3): 459.
[4] ARCO (Association Research Circulation Osseous). Committee on terminology and classification[J].ARCO News,1992,4:41.
[5] Kuroda Y,So K,Goto K,et al.Extremely early stage osteonecrosis of the femoral head in a patient with hip pain secondary systemic steroid pulse therapy for Vogt-Koyanagi-Harada syndrome: A case report[J].Int J Surg Case Rep,2016(25):97.
[6] Sadile F,Bernasconi A,Russo S,et al.Core decompression versus other joint preserving treatments for osteonecrosis of the femoral head: a meta-analysis[J].Br Med Bull,2016,118 (1):33.
[7] Unal MB,Cansu E,Parmaksizoglu F,et al.Treatment of osteonecrosis of the femoral head with free vascularized fibular grafting: results of 7.6-year follow-up[J].Acta Orthop Traumatol Turc,2016,50(3):323.
[8] 農(nóng) 峰,唐毓金,廖林波,等.股骨頭壞死患者血清白細(xì)胞介素-33和C-反應(yīng)蛋白水平及其臨床意義[J].廣西醫(yī)學(xué),2017,39(2):141.
[9] Li C,Shen L,Yang Y,et al.Plasma ghrelin and von Willebrand Factor levels in patients with non-traumatic osteonecrosis of the femoral head[J].Hip Int,2015,25(1):76.
[10] 李 妍,曾 歐,李 琳,等.冠心病患者血清CysC、Lp-PLA2、MMP-9、PAI-1水平變化及臨床意義[J].山東醫(yī)藥,2016,56(33):5.
[11] 秦 雪,趙偉金,董春瑤.急性缺血性腦卒中患者血清PAI-1、Aβ水平及其與病情嚴(yán)重程度的相關(guān)性分析[J].臨床急診雜志,2017,18(4):270.
[12] Wang YS,Li YB,Mao KY,et al.Alcohol induced adipogenesis in bone and marrow: a possible mechanism for osteonecrosis[J].Clin Orthop Relat Res,2003,410:213.