居家寶 寇玉輝,2 張殿英,2,3 姜保國,2
作者單位:100044 北京大學(xué)人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科1;100044 北京大學(xué)人民醫(yī)院創(chuàng)傷與神經(jīng)再生研究所2;100044 北京大學(xué)濱海醫(yī)院骨科3
肘關(guān)節(jié)異位骨化(heterotopic ossification,HO)是指軟組織或關(guān)節(jié)內(nèi)骨骼以外新生骨形成的病理過程,常見于嚴(yán)重創(chuàng)傷及骨形態(tài)蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)受體基因突變的患者[1]。臨床癥狀包括局部疼痛、關(guān)節(jié)活動(dòng)受限和神經(jīng)功能紊亂等。目前用于預(yù)防HO 的措施效果有限,手術(shù)切除病灶是主要的治療手段,但難以解決疼痛和關(guān)節(jié)攣縮等慢性后遺癥。即使手術(shù)切除,術(shù)后也存在復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)?,F(xiàn)主要就HO 的流行病學(xué)、病因、臨床診斷及治療等三方面進(jìn)行綜述。
肘關(guān)節(jié)HO 病因分原發(fā)和繼發(fā)兩大類,不同病因其流行病學(xué)存在差異。原發(fā)性HO 見于罕見的遺傳性疾病,如進(jìn)行性骨化性纖維發(fā)育不良癥(fibrodysplasia ossificans progressive,F(xiàn)OP) 和 進(jìn) 行 性 骨 發(fā) 育 異 常(progressive osseous heteroplasia,POH)。FOP 是由于BMPI 型受體,活化素受體樣激酶2(activin receptor-like kinase 2,ALK2)R206H 雜合突變所致[2],自發(fā)性軟組織炎癥及創(chuàng)傷可誘發(fā)HO,最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)強(qiáng)直。FOP 是一種罕見病,西方國家患病率約為1 ∶2 000 000,國內(nèi)目前確診患者109 例[3]。POH 是一種常染色體顯性遺傳病,由于GNAS 雜合突變所致膜內(nèi)骨形成,可散發(fā),也可家族性發(fā)病,HO 從真皮向深部組織進(jìn)行性進(jìn)展是最具特征性的表現(xiàn)[4]。
繼發(fā)性HO 常見病因包括創(chuàng)傷、燒傷和中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。一項(xiàng)關(guān)于HO 的系統(tǒng)綜述共納入39 篇文獻(xiàn)587 例患者(626 個(gè)肘關(guān)節(jié)),在626 個(gè)肘關(guān)節(jié)中、創(chuàng)傷所致343 個(gè)(54.8%)、燒傷所致174 個(gè)(27.8%),創(chuàng)傷性腦損傷所致109 個(gè)(17.4%)[5]。肘關(guān)節(jié)是燒傷患者HO 最常見的部位,傷后3 個(gè)月可表出現(xiàn)明顯疼痛及關(guān)節(jié)活動(dòng)受限。一項(xiàng)納入2 979 例燒傷患者的多中心研究提示HO 的發(fā)病率約3.5%,98 例HO的患者中97 例為肢體燒傷,96 例行肢體植皮手術(shù)。燒傷體表面積大于30%及肢體燒傷行皮膚移植者HO發(fā)病率顯著增加[6]。 肘關(guān)節(jié)骨折后HO 發(fā)病率為7%~21%[7]。一項(xiàng)納入786 例肘關(guān)節(jié)骨折的前瞻性研究發(fā)現(xiàn),術(shù)后55 例(7%)患者出現(xiàn)影響肘關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍的HO。不同骨折類型發(fā)病率有所差異,鷹嘴合并橈骨頭骨折無HO 發(fā)生,而漂浮肘約36% 發(fā)生HO。此外,多因素分析提示肘關(guān)節(jié)骨折受傷至手術(shù)時(shí)間超過1 周,或肘關(guān)節(jié)制動(dòng)超過2 周是HO 的危險(xiǎn)因素[8]。Park 等[9]回顧性分析了162 例行尺側(cè)副韌帶重建術(shù)的患者,共8 例(4.9%)發(fā)生HO,2 例患者無明顯癥狀。這項(xiàng)研究提示無論骨折還是手術(shù)操作導(dǎo)致的創(chuàng)傷所引起的局部炎癥反應(yīng)是HO 的始動(dòng)因素。
Robinson 等[10]在回顧性研究中發(fā)現(xiàn)相比于擇期全肘關(guān)節(jié)置換,創(chuàng)傷后行全肘關(guān)節(jié)置換明顯增加了術(shù)后HO發(fā)病率。Baghdadi 等[11]在一項(xiàng)前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)肥胖患者在全肘關(guān)節(jié)置換術(shù)后HO 風(fēng)險(xiǎn)提高了3 倍。一項(xiàng)關(guān)于全肘關(guān)節(jié)置換術(shù)后HO 的系統(tǒng)綜述提示,45 項(xiàng)研究共納入2 256 例患者,233 例(10%)術(shù)后影像檢查發(fā)現(xiàn)HO,59 例(3%)存在臨床癥狀,13 例(0.6%)因HO 行翻修手術(shù)。由此可見全肘關(guān)節(jié)置換術(shù)后HO 發(fā)病率因原發(fā)疾病不同各異,關(guān)節(jié)強(qiáng)直術(shù)后7%(2/29),骨關(guān)節(jié)炎術(shù)后5%(1/19),創(chuàng)傷后關(guān)節(jié)炎4%(4/108),肱骨遠(yuǎn)端骨折3%(9/330),類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎1%(5/371),骨折不愈合1%(1/123)[12]。 HO 發(fā)病率如此之高,明顯影響了肘關(guān)節(jié)的功能[13-14]。一項(xiàng)因HO 行手術(shù)治療的調(diào)查提示,626 例患者術(shù)前平均關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍29°(0°~65°),屈曲60°(0°~10°),伸直受限31°(0°~72°)。193 例患者關(guān)節(jié)強(qiáng)直,433 例關(guān)節(jié)部分活動(dòng)受限,活動(dòng)范圍44°(11°~65°),伸直受限47°(26°~72°)。HO 嚴(yán)重限制了關(guān)節(jié)活動(dòng),影響了日常生活質(zhì)量[5]。
HO 可導(dǎo)致功能障礙,臨床癥狀包括疼痛、腫脹、關(guān)節(jié)活動(dòng)受限、伴或不伴尺神經(jīng)感覺或運(yùn)動(dòng)障礙。由于傷后肘關(guān)節(jié)長時(shí)間制動(dòng)所致關(guān)節(jié)僵硬增加了HO 診斷的難度[15-16]。X平片檢查有助于明確診斷,并可指導(dǎo)手術(shù)方案的制定。1994 年,Hasting 和Graham[17]綜合影像學(xué)表現(xiàn)及臨床功能提出了HO 的分型,見表1。此外,最初用于全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后HO分型的Brooker 系統(tǒng)也可應(yīng)用于肘關(guān)節(jié)領(lǐng)域[18-19]。
表1 HO 的Hasting-Graham 分型
平片檢查只能發(fā)現(xiàn)骨性病變,無法檢出尚處于軟骨階段的病灶。核磁共振檢查可提供骨化病灶與周圍軟組織間的關(guān)系,有助于制定手術(shù)方案,評估手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。然而當(dāng)患者出現(xiàn)臨床癥狀行影像學(xué)評估時(shí),此時(shí)主要的治療方式僅為手術(shù)切除。因此,影像學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)早期病灶對于恢復(fù)肘關(guān)節(jié)功能具有重要意義。新興的影像學(xué)檢查手段中,單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(single photon emission computed tomography,SPECT)展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景,它能夠?qū)⒉≡罘派鋽z取與代謝活性聯(lián)系起來,從而顯示出代謝活性增高的非骨化性病灶,進(jìn)而指導(dǎo)治療方案及手術(shù)切除范圍[20],但是SPECT 檢查操作復(fù)雜,價(jià)格昂貴。超聲檢查也可以發(fā)現(xiàn)早期病灶。B 超可探查到軟組織內(nèi)異質(zhì)性,富含血管的病灶。相關(guān)研究提示在骨掃描發(fā)現(xiàn)代謝活性增高灶之前2 周,超聲檢查就能探查到具有成骨潛能的軟骨成分[21-22]。此外,拉曼光譜無放射輻射,是一種無創(chuàng)的檢查手段。它能檢測出與膠原和早期礦物質(zhì)沉積相關(guān)的光譜改變,不僅能做到實(shí)時(shí)診斷,且光譜分析過程相對流程化,避免了主觀因素的影響[23-24]。
HO 治療手段包括預(yù)防和手術(shù)切除。由于不同病因所致HO 發(fā)病率有所差異,以及預(yù)防措施潛在的不良反應(yīng),創(chuàng)傷患者并不常規(guī)選擇預(yù)防治療。
非甾體類抗炎藥(non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)是HO 一級預(yù)防和手術(shù)切除骨化病灶后二級預(yù)防的常用藥物。相關(guān)研究提示創(chuàng)傷后炎癥應(yīng)答過程中,巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞可分泌誘導(dǎo)成骨分化的細(xì)胞因子,如IL-1、IL-6 等[25]。NSAIDs 可通過減輕局部炎癥反應(yīng),減弱BMP 信號(hào)通路預(yù)防HO 發(fā)生。一項(xiàng)納入152 例創(chuàng)傷后HO 灶行手術(shù)切除的回顧性研究中,預(yù)防治療組每天口服塞來昔布200 mg,持續(xù)4 周,術(shù)后3 個(gè)月時(shí)HO 復(fù)發(fā)率約10%,而未口服預(yù)防組約30%,術(shù)后9 個(gè)月時(shí)兩組HO 復(fù)發(fā)率分別為26% 和57%[26]。然而,NSAIDs減少HO 是通過抑制炎癥因子,還是通過減少疼痛使患者早期活動(dòng)以改善關(guān)節(jié)功能,有待進(jìn)一步深入研究。此外,長期口服NSAIDs 增加胃腸道出血風(fēng)險(xiǎn),并且在骨骼肌肉損傷和神經(jīng)損傷的患者中這一風(fēng)險(xiǎn)顯著增高。此外,有研究表明NSAIDs 增加骨折不愈合的風(fēng)險(xiǎn)[27]。
放射治療HO 圍手術(shù)期耐受性良好,可降低術(shù)后復(fù)發(fā)率,但總體效果一直存在爭議。一項(xiàng)納入11 例燒傷患者的研究提示手術(shù)切除病灶后24 h 內(nèi)行單劑量放療,僅1 例患者術(shù)后復(fù)發(fā),且無傷口愈合不良等相關(guān)并發(fā)癥[28]。另一項(xiàng)研究報(bào)道HO 灶切除術(shù)后48 h 內(nèi)行單劑量放射治療,復(fù)發(fā)率約為10%[29]。而另一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)對照試驗(yàn)提示肘關(guān)節(jié)骨折術(shù)后行單次700 cGy 放射治療顯著增加了骨折不愈合率,而并未降低HO 發(fā)病率[30]。
雙磷酸鹽可通過誘導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡抑制骨吸收,其HO的預(yù)防效果存在爭議。一項(xiàng)雙盲隨機(jī)試驗(yàn)證實(shí)伊替膦酸鈉可降低創(chuàng)傷后HO,而另一項(xiàng)回顧性研究提示唑來膦酸鈉并未降低脊髓損傷患者HO 發(fā)病率[31]。另一類展現(xiàn)出應(yīng)用前景的藥物是視黃酸γ 受體激動(dòng)劑帕羅伐汀,它可通過抑制軟骨細(xì)胞的成骨活性減輕HO。這一藥物已進(jìn)入美國FDA臨床II 期試驗(yàn)用以治療FOP 的患者,但對于繼發(fā)性HO 的效果有待于進(jìn)一步的研究[32]。
手術(shù)切除病灶是治療HO 的基本方法。手術(shù)指征包括肘關(guān)節(jié)疼痛,關(guān)節(jié)活動(dòng)受限及尺神經(jīng)功能障礙。手術(shù)相對禁忌包括骨化病灶軟組織包裹不全及術(shù)后無法進(jìn)行功能康復(fù)訓(xùn)練等。手術(shù)時(shí)機(jī)的影響因素包括HO 的病因及骨化病灶成熟度,創(chuàng)傷性HO 病灶常于6~9 個(gè)月后切除,脊髓損傷相關(guān)的病灶可在12 個(gè)月后切除,而創(chuàng)傷性腦損傷相關(guān)的HO 病灶建議18 個(gè)月后切除[1]。成熟的骨化病灶在影像學(xué)上表現(xiàn)為光滑的皮質(zhì)骨邊界和清晰的骨小梁紋理。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為一旦影像學(xué)提示骨化病灶成熟,即可行手術(shù)切除。一項(xiàng)回顧性研究提示手術(shù)等待時(shí)間大于12 個(gè)月增加術(shù)后肘關(guān)節(jié)功能恢復(fù)不佳的風(fēng)險(xiǎn),早期手術(shù)切除可減輕組織攣縮和肌肉萎縮,更早的開始康復(fù)訓(xùn)練[33]。Chen 等[34]回顧性分析了早期手術(shù)及延遲手術(shù)對肘關(guān)節(jié)功能的影響,結(jié)果提示手術(shù)時(shí)機(jī)對術(shù)后復(fù)發(fā)及肘關(guān)節(jié)功能無明顯影響,但早期手術(shù)可盡早開始功能鍛煉。
HO 病灶切除可行開放或關(guān)節(jié)鏡手術(shù)[35]。通常而言,前次為骨折手術(shù)或術(shù)中存在神經(jīng)解剖變異的患者再次手術(shù)首選開放手術(shù)。開放手術(shù)也適用于大面積關(guān)節(jié)攣縮松解術(shù)及神經(jīng)減壓術(shù)。開放手術(shù)常取后正中切口。稍偏內(nèi)側(cè)切口可降低傷口愈合不良的風(fēng)險(xiǎn),還可行尺神經(jīng)減壓。盡管外側(cè)切口可將傷口愈合風(fēng)險(xiǎn)降至最低,但無法行神經(jīng)減壓[36]。燒傷所致HO 的患者切口應(yīng)選擇能夠探查及肘關(guān)節(jié)的無瘢痕攣縮的皮膚之上。無論選擇何種切口,皮瓣應(yīng)當(dāng)掀起,不僅可避免皮膚壞死,還可降低皮神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)。
肘關(guān)節(jié)屈曲受限提示前方骨贅形成,后方關(guān)節(jié)囊緊張,而伸直受限則提示前方關(guān)節(jié)囊僵硬,后方骨贅形成。從正常骨組織中剝離出HO 病灶需要分辨出組織間隙。骨刀或骨鉗可用于分離粘連組織,但應(yīng)當(dāng)避免損傷正常骨組織。分辨出尺神經(jīng)后,近端及遠(yuǎn)端游離神經(jīng)并行前方皮下組織轉(zhuǎn)位。部分患者存在術(shù)后尺神經(jīng)損傷癥狀,有研究報(bào)道術(shù)中游離尺神經(jīng)至肘關(guān)節(jié)可降低尺神經(jīng)損傷風(fēng)險(xiǎn)。尺神經(jīng)被HO 病灶所包裹時(shí)需仔細(xì)分離。外側(cè)需要辨認(rèn)并保護(hù)橈神經(jīng)骨間分支,術(shù)中可在肱肌及肱橈肌之間分辨出橈神經(jīng)。術(shù)中是否行關(guān)節(jié)囊松解取決于患者活動(dòng)受限類型。燒傷患者一期行瘢痕攣縮松解時(shí)需軟組織覆蓋創(chuàng)面,可選擇肱橈肌或尺側(cè)腕屈肌皮瓣[37]。手術(shù)結(jié)束前需輕柔地活動(dòng)肘關(guān)節(jié)確認(rèn)活動(dòng)范圍。術(shù)后肘關(guān)節(jié)需背側(cè)石膏夾板固定過夜,關(guān)節(jié)活動(dòng)訓(xùn)練應(yīng)在術(shù)后24 h 開始。術(shù)后神經(jīng)血管檢查確保三大主要神經(jīng)分支無功能受損[33]。
即使術(shù)后肘關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍及關(guān)節(jié)攣縮可明顯改善,但很難回到傷前狀態(tài)。部分單中心研究報(bào)道關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍可改善50°~110°[38],并發(fā)癥包括感染、神經(jīng)損傷和術(shù)后復(fù)發(fā),術(shù)后復(fù)發(fā)率可高達(dá)20%。一項(xiàng)系統(tǒng)綜述共納入626 例HO 的患者,平均肘關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍改善67°。根據(jù)不同病因分層分析提示創(chuàng)傷所致HO 的患者術(shù)后活動(dòng)范圍改善程度最大,而創(chuàng)傷性腦損傷的患者術(shù)后活動(dòng)范圍改善最小。研究報(bào)道約14% 的患者術(shù)后因復(fù)發(fā)所致僵硬、感染、神經(jīng)血管損傷而行二次手術(shù)治療[5]。
文獻(xiàn)中報(bào)道的康復(fù)訓(xùn)練方案各有差異[39-40]。部分學(xué)者認(rèn)為損傷后短期內(nèi)大量運(yùn)動(dòng)加重HO,而部分學(xué)者認(rèn)為HO是由于長期制動(dòng)所致。有研究提倡術(shù)后1 個(gè)月行早期持續(xù)的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍內(nèi)被動(dòng)訓(xùn)練附以動(dòng)態(tài)夾板固定以避免HO,而HO 一旦形成,則建議行無痛活動(dòng)范圍內(nèi)的功能鍛煉。但部分研究提示過度活動(dòng)可導(dǎo)致局部炎癥反應(yīng),增加HO的風(fēng)險(xiǎn)。目前雖缺乏規(guī)范的物理治療方案,但對于關(guān)節(jié)活動(dòng)受限以致影響日常生活的患者而言,物理治療可明顯改善生活質(zhì)量。因此,未來仍需大量研究進(jìn)一步尋找HO 病灶切除術(shù)后固定及早期功能鍛煉的平衡點(diǎn)從而取得滿意的臨床效果。
創(chuàng)傷后HO 是臨床常見問題,嚴(yán)重影響關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍。高?;颊呖煽诜﨨SAIDs 或放射治療進(jìn)行預(yù)防。手術(shù)切除是成熟HO 病灶治療的主要手段,可明顯改善肘關(guān)節(jié)功能,提高患者生活質(zhì)量,但術(shù)后HO 復(fù)發(fā)是較為棘手的問題,未來仍需進(jìn)一步研究探討HO 的防治策略。