骨纤维异常增殖症患者血清骨膜素水平与骨畸形进展的关系

陈美玲，崔亚楠，胥倩

(保定市第二医院骨科，河北 保定 071000)

骨纤维异常增殖症(fibrous dysplasia，FD)是一种良性骨骼进行性疾病，临床上以出现三联征(骨纤维异常增殖、功能亢进性内分泌病和/或咖啡斑)为主要特征，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]。迄今为止，确定FD患者的预后一直是一个巨大的挑战。众多研究已证实，现有的骨转换生物标志物与FD预后关系不明显[3]。骨膜素(periostin，PN)是一种细胞外间质蛋白，它已被证明在多种情况下参与了炎症失调导致的纤维化进展[4]。此外，基础研究证实，PN在FD患者的细胞中过度表达，并且在骨骼的病理纤维成分中也有发现[5]。因此，PN可能参与了纤维组织膨胀性病变过程。本研究旨在分析血清PN水平与“牧羊杖”骨畸形进展的关系，从而为寻找有效的生物标志物提供证据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 本研究为病例对照单中心研究，2011年1月至2018年9月在保定市第二医院骨科共招募了159例FD患者，其中男49例，女110例；年龄5～58岁，平均年龄(28.16±20.08)岁。纳入标准：(1)经术后组织学确认诊断为FD[6]；(2)临床和随访资料完整。排除标准：(1)妊娠和其他已知可增加血清PN水平的病史(如严重过敏性哮喘、转移性癌或硬皮病)；(2)剔除病例不完整、失访者。另外纳入200例健康志愿者作为对照组，男70例，女130例；年龄5～55岁，平均年龄(25.44±17.32)岁。健康志愿者均体格检查数据正常，既往无骨折史或可能影响血清PN水平的病史。对照组与FD组在年龄、性别构成、体重指数方面基本一致(P>0.05，见表1)。本研究获得医院医学伦理委员会批准(TRECKY005-106)，患者在签署知情同意书后入组。

表1 两组一般资料比较

1.2 手术方法 根据症状、骨折风险或进行性畸形，计划进行包括刮除和植骨在内的外科手术。四肢和中轴骨病变的患者，行皮质骨开窗并刮出病变。刮除术后残留骨量较低的病灶采用自体骨移植、同种异体骨移植、人造骨移植、异种骨移植、骨水泥或联合骨移植来填补病灶内切除后的缺损[7]。行内固定以恢复骨稳定，内固定术包括钢板和螺钉、动力髋螺钉、髓内钉、股骨近端防旋钉[8]。所有术后患者允许有限负重约3个月。

1.3 实验室检查 全部患者分别在术前24 h和术后7 d取2份血样，冷冻后进行血清学分析。使用夹心酶联免疫吸附试验监测血清PN水平，试剂盒购自澳大利亚Biomedica公司，变异系数低于3%，结果用pmol/L表示。根据数字评分法(numerical pain rating scale，NPRS)评估患者疼痛强度(0～10分)。

1.4 术后随访 常规随访包括临床检查和肢体X线片，前6个月每3个月1次，前3年每6个月1次，之后每年1次。

2 结 果

2.1 血清PN水平正常值范围分析 为了确定血清PN水平的正常值范围，针对对照组健康人群进行分析，对照组中血清PN水平男性和女性比较，差异无统计学意义(P>0.05)。年龄≤14岁时，血清PN水平高于15～18岁(P<0.001)；而年龄15～18岁与≥19岁血清PN水平比较，差异无统计学意义(P=0.181，见图1)。按照95%置信区间，年龄≤14岁人群血清PN正常值范围为男性484.56～1 641.12 pmol/L和女性489.73～1 597.57 pmol/L；年龄15～18岁人群血清PN正常值范围为男性499.86～1 084.16 pmol/L和女性457.23～1 094.84 pmol/L；年龄≥19岁人群血清PN正常值范围为男性482.51～1 016.78 pmol/L和女性468.01～1 029.08 pmol/L。

2.2 血清PN水平与临床特征的关系 FD组患者术前血清PN水平为(1382.37±551.16) pmol/L，对照组术前血清PN水平为(925.15±310.49) pmol/L，FD组术前血清PN水平显著高于对照组，差异有统计学意义(t=9.920，P<0.05)。在单因素分析中，年龄、病变部位、病变类型、“牧羊杖”骨畸形进展与术前血清PN水平密切相关(P<0.001)。≤14岁儿童患者血清PN水平明显高于青少年和成人患者(P<0.05)。此外，FD患者术前血清PN水平异常率为59.12%(94/159)，统计分析显示血清PN异常与多骨型FD和“牧羊杖”骨畸形有关(见表2)。

2.3 手术对血清PN水平的影响 与术前相比，FD组患者术后血清PN水平为(1 176.23±727.86) pmol/mL，较术前(1 382.37±551.16) pmol/L降低(t=2.847，P=0.005)。经亚组分析，发生骨畸形进展的FD患者和无骨畸形进展的FD患者术后血清PN水平均低于术前(P<0.05)，且发生骨畸形进展的患者术后血清PN水平亦高于无骨畸形进展的FD患者(P<0.05，见图2)。

a 随访期间未发生骨畸形进展的患者 b 随访期间发生骨畸形进展的患者

表2 FD患者术前血清PN水平与基线临床特征的关系

2.4 “牧羊杖”骨畸形进展的预测因素分析 所有患者术后随访3.0～10.5年，中位随访时间为6.5(4.8，8.4)年。随访期间均未发生恶性转化。经单因素分析，年龄、FD病变类型、术前血清PN水平与“牧羊杖”骨畸形有显著相关性(P<0.05，见表3)。经多因素COX回归模型分析，多骨型FD(OR：4.592，95%CI：1.610～13.102，P=0.004)和术前血清PN水平异常升高(OR：6.596，95%CI：2.177～9.983，P=0.001)是发生“牧羊杖”骨畸形的独立危险因素(P<0.05)。

表3 FD患者“牧羊杖”畸形的危险因素分析

2.5 典型病例 19岁男性患者，10岁时诊断为FD。患者17岁时出现双侧髋关节隐匿性疼痛，随后逐渐出现行走困难、跛行、下蹲困难，右侧疼痛感更甚，症状持续约6个月。没有外伤史或任何体质症状。临床发现与双侧髋关节的髋内翻畸形一致。2014年6月，患者18岁时经影像学检查诊断为双侧股骨近端出现严重的“牧羊杖”畸形，测量的颈轴角度右侧55°，左侧15°(见图3)。2015年1月接受第1次刮除病灶和行内固定术以纠正右股骨“牧羊杖”畸形，在股骨粗隆下水平进行横向闭合楔形截骨术，以实现轴与股骨近端对齐，并用135°动力Richard’s螺钉和4孔长侧板固定。校正后右侧颈轴角度为140°(见图4)。术后1周复查，血清PN水平由3 258.268 pmol/L下降至1 983.101 pmol/L，但是仍高于正常范围值。随访28个月时，左侧出现髋关节疼痛，此时血清PN水平再次升高至2 950.753 pmol/L，X线片示“牧羊杖”骨畸形严重进展(见图5)。于是第2次手术左侧股骨行内固定术(见图6)，术后3个月时观察到影响学愈合迹象，允许部分负重，6个月时完全负重，活动不受限制，随访至今无纤维发育不良或畸形病变复发的迹象(见图7)。

图3 术前X线片示双侧股骨近端出现严重的“牧羊杖”畸形

图4 第1次术后X线片示右侧颈轴角度为140°

图5 随访28个月X线片示“牧羊杖”骨畸形出现进展

图6 第2次术后X线片示左侧颈轴角度135°

a 术后2个月 b 术后1年 c 术后2年

3 讨 论

FD是一种罕见的骨病，其特征是正常的髓内骨被纤维骨组织所取代[1]。据报道，该病是由编码Gs蛋白α亚基的激活鸟嘌呤核苷酸结合蛋白α-刺激活性多肽(guanine nucleotide binding protein-alpha stimulating peptides，GNAS)基因突变引起的[9]。GNAS1的突变使腺苷酸环化酶持续活跃，并使环磷酸腺苷活性增加，导致骨祖细胞功能亢进和成骨细胞异常。到目前为止，与FD患者的预后密切相关的因素一直存在争议。一些观点认为，该畸形明显影响成人或儿童的预后，纤维发育不良的进行性内翻性“牧羊杖”骨畸形与肢体缩短、跛行、偶尔慢性疲劳骨折和残疾有关[10]。本研究中FD患者血清PN水平明显高于对照组健康人群，尤其是多骨型FD患者和四肢病变者；且术前血清PN水平异常升高也是发生“牧羊杖”骨畸形的独立危险因素。

在健康人群中，PN已被证明在生理上参与损伤后的组织修复(例如心力衰竭[11]和骨折[12])和纤维性或炎症性疾病(例如硬皮病[13]或严重过敏性哮喘[14])。PN持续性上调可促使受损组织对反复刺激产生反应，进而促进纤维化进程，导致异常组织重建[15]。然而迄今为止，还没有学者通过临床证据说明PN与FD进展的关系，尽管已有基础研究证实PN参与了该病相关的分子机制[5]。在骨折病例中，突变的成骨细胞产生的PN增多是由于基因本身异常引起的，例如PN已被证明与骨质疏松性骨折风险有关[16]。但在FD患者中的机制可能不同，这可能与该病的病理生理学特点有关，PN最终可能会对骨强度和骨折修复产生负面影响。本研究中有无病理性骨折的患者血清PN水平比较差异无统计学意义，但是由于病例偏少，因此很难评估血清PN水平升高是否会受到骨折的影响。此外，PN已被证明在骨吸收过程中被组织沉积降解，多数患者接受手术后，血清PN水平会显著降低，这可能是手术后疾病的病变基础有所改善的原因。此外，青少年由于生长迅速，其PN水平高于成人，但是男性和女性之间差异无统计学意义[17]。在评估不同年龄段患者PN水平时，必须考虑到这些差异，但是年龄与PN的关系是与正常的生理骨代谢有关，与疾病本身无关。目前的研究结果表明，术前血清PN水平与病变类型和“牧羊杖”畸形密切相关，可以通过监测血清PN水平来筛查骨畸形进展。虽然队列中没有发生FD的恶性转化，但在既往研究中，其恶性转化为骨肉瘤[18]，因此需进行密切随访。此外由于复发患者数量有限，PN水平是否与局部复发相关尚不清楚。

病理性骨折是FD最常见的临床问题之一。FD患者发生骨折的危险因素尚不清楚。Leet等[19]报道，与单骨型FD患者相比，代谢异常患者发生首次骨折的年龄更早。病理性骨折的风险因代谢紊乱而加重，如伴有代谢功能紊乱和功能亢进性内分泌病和/或磷尿。Ippolito等[20]报道61%的股骨畸形在诊断后3年内转变为更严重的畸形，而87%的患者或者进展为更严重的畸形，或者接受截骨术。在本研究中，病理性骨折的发生与术前血清PN水平无统计学差异。因此，应该更多地关注严重的“牧羊杖”畸形，降低病理性骨折的发生。

综上所述，血清PN水平较高的多骨型FD患者有明显的骨畸形进展趋势，监测血清PN水平可为预测“牧羊杖”骨畸形进展提供有用信息。然而本研究也有局限性，首先病例数量有限，不能准确分析局部复发与PN之间的关系；其次，未评估其他骨转换指标，其关系尚且不明。因此，针对该项课题的工作还将继续推进。