IGF-1、TNF-α、NF-κB p65亞基預測脛骨平臺骨折術后愈合延遲的價值

徐向陽 孫軍平 李云朋 王鵬 朱琳 劉汝銀★

骨折愈合延遲是骨科常見的并發癥，不僅會影響手術效果，還會降低患者的生活質量［1］。因此，對骨折術后愈合延遲的情況進行評估及干預，是改善患者預后的關鍵。既往研究認為，骨折后愈合依賴于骨細胞的正常分化與增殖，而各種細胞因子、炎性因子和調節因子在這一過程中發揮重要作用［2-3］。胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）是胰島素同源多肽，具有促進成骨細胞增殖分化的作用；腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）水平變化可在一定程度上影響骨折愈合；核轉錄因子κB（nuclear transcription factor-κB，NF-κB）可在TNF-α 的刺激下活化，影響關節軟骨的正常生長［4-5］。當前，有關脛骨平臺骨折術后愈合延遲的研究多集中在影響因素評估方面，有關IGF-1、TNF-α 和NF-κB 水平是否可預測骨折愈合延遲的發生尚不清楚。本研究將探究血清IGF-1、TNF-α 和NF-κB p65 亞基在脛骨平臺骨折術后延遲愈合患者中的表達水平，并分析其對骨折愈合延遲的預測價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年8月至2020年8月本院骨科收治的178 例脛骨平臺骨折患者，納入標準：①患者均診斷為脛骨平臺骨折，且均為首次骨折；②骨折后3 d 內于本院接受骨折固定術治療；③患者性別不限，年齡≥18 歲；④患者知情研究內容，均簽署知情同意書。排除標準：①多發性骨折、病理性骨折患者；②合并顱腦損傷、股代謝疾病或骨腫瘤患者；③近期存在內分泌治療史患者；④存在重要臟器功能障礙患者。根據術后骨折愈合情況將患者分為延遲愈合組（n=34）和正常愈合組（n=144），骨折延遲愈合標準為：骨折損傷后9 個月內，至少3個月沒有任何愈合進展；臨床存在骨折斷端疼痛、活動異常、肢體功能障礙等癥狀；影像學檢查顯示骨痂極少生長或完全不生長，斷端骨質硬化，出現分離或假關節形成［6］。本研究經醫院倫理委員會批準，兩組患者的一般臨床資料比較差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者一般臨床資料比較［（n（%），（±s）］Table 1 Comparison of general clinical data between the two groups［（n（%），（±s）］

表1 兩組患者一般臨床資料比較［（n（%），（±s）］Table 1 Comparison of general clinical data between the two groups［（n（%），（±s）］

指標性別年齡（歲）Schatzker 分型骨折原因男女 Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型Ⅴ型交通事故傷高空墜落傷跌倒傷延遲愈合組（n=34）25（73.53）9（26.47）46.87±9.43 12（35.29）9（26.47）7（20.59）4（11.76）2（5.88）17（50.00）7（20.59）10（29.41）正常愈合組（n=144）109（75.69）35（24.31）44.28±10.64 42（29.17）40（27.78）37（25.69）21（14.58）4（2.78）63（43.75）28（19.44）53（36.81）t/χ2值0.069 1.303 1.590 0.6820.711 P 值0.792 0.194 0.811

1.2 研究方法

所有患者均接受膝關節鏡輔助下切開復位內固定術治療，術后行常規護理康復訓練。分別于術前、術后1、4、8 和12 周取患者空腹肘靜脈血5 mL，3 500 r/min 離心10 min 后分離血清，低溫下保藏待測。①IGF-1、TNF-α 檢測：采用酶聯免疫吸附法檢測IGF-1、TNF-α 水平，試劑盒由上海瀾瑞科技有限公司提供，嚴格按照操作步驟進行。②NF-κB p65 亞基檢測：采用蛋白質免疫印跡法檢測全血中NF-κB p65 亞基水平，采用GDS-8000 凝膠成像系統（美國UVP 公司）觀察NF-κB p65 亞基表達情況，記錄灰度值，內參為β 肌動蛋白。

1.3 統計學處理

采用SPSS 20.0 統計軟件對數據進行分析。計量資料以（）表示，組間比較行獨立樣本t檢驗，組內不同時間點比較行重復測量資料的方差分析；計數資料以n（%）表示，行χ2檢驗，受試者工作特征曲線（ROC）分析IGF-1、TNF-α 和NF-κB p65亞基預測脛骨平臺骨折術后愈合延遲的診斷價值；以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者不同時間點血清IGF-1 水平比較

兩組患者的血清IGF-1 水平隨著時間的延長，呈先升高后下降的趨勢（P＜0.05）。術后4、8 和12周，延遲愈合組患者的血清IGF-1 水平明顯低于正常愈合組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組患者不同時間點血清IGF-1 水平比較（±s，ng/mL）Table 2 Comparison of serum IGF-1 levels at different time points between 2 groups（±s，ng/mL）

表2 兩組患者不同時間點血清IGF-1 水平比較（±s，ng/mL）Table 2 Comparison of serum IGF-1 levels at different time points between 2 groups（±s，ng/mL）

組別延遲愈合組正常愈合組t 值P 值n 34 144術前117.45±13.71 121.84±15.63 1.506 0.134術后1 周222.78±14.51 229.31±20.18 1.780 0.077術后4 周321.84±20.63 329.76±19.65 2.094 0.038術后8 周361.57±21.77 419.73±25.19 12.407＜0.001術后12 周342.57±22.76 403.62±19.84 15.680＜0.001 F 值898.473 453.567 P 值＜0.001＜0.001

2.2 兩組患者不同時間點血清TNF-α 水平比較

隨著時間的延長，延遲愈合組患者的血清TNF-α 水平呈先升高后下降的趨勢，正常愈合組患者血清TNF-α 水平逐漸下降（P＜0.05）。術后1、4、8 和12 周，延遲愈合組患者的血清TNF-α 水平明顯高于正常愈合組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組患者不同時間點血清TNF-α 水平比較（±s，ng/L）Table 3 Comparison of serum TNF- α levels at different time points between the two groups（±s，ng/L）

表3 兩組患者不同時間點血清TNF-α 水平比較（±s，ng/L）Table 3 Comparison of serum TNF- α levels at different time points between the two groups（±s，ng/L）

組別延遲愈合組正常愈合組t 值P 值n 34 144術前87.64±19.28 91.56±17.33 1.161 0.247術后1 周94.06±20.65 84.71±19.28 2.509 0.013術后4 周128.65±20.31 81.63±18.22 13.237＜0.001術后8 周98.97±19.62 74.61±16.57 7.435＜0.001術后12 周77.91±17.25 65.28±13.51 4.637＜0.001 F 值32.895 49.676 P 值＜0.001＜0.001

2.3 兩組患者不同時間點NF-κB p65 亞基表達水平比較

隨著時間的延長，延遲愈合組患者的NF-κB p65 亞基表達水平呈先升高后下降的趨勢，正常愈合組患者NF-κB p65 亞基表達水平逐漸下降（P＜0.05）；術后1、4、8 和12 周，延遲愈合組患者的NFκB p65 亞基表達水平明顯高于正常愈合組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。見表4。

表4 兩組患者不同時間點NF-κB p65 亞基表達水平比較（±s，ng/L）Table 4 Comparison of the expression levels of NF- κB p65 subunit at different time points between the two groups（±s，ng/L）

表4 兩組患者不同時間點NF-κB p65 亞基表達水平比較（±s，ng/L）Table 4 Comparison of the expression levels of NF- κB p65 subunit at different time points between the two groups（±s，ng/L）

組別延遲愈合組正常愈合組t 值P 值n 34 144術前1.49±0.31 1.46±0.28 0.550 0.583術后1 周1.53±0.29 1.39±0.34 2.217 0.028術后4 周1.59±0.34 1.24±0.37 5.035＜0.001術后8 周1.51±0.33 1.16±0.36 5.177＜0.001術后12 周1.42±0.36 0.93±0.28 8.663＜0.001 F 值2.764 46.891 P 值0.038＜0.001

表4 ROC 曲線分析價值Table 4 ROC Curve

2.4 IGF-1、TNF-α、NF-κB p65 亞基及其聯合檢測對脛骨平臺骨折術后愈合延遲的預測價值分析

ROC 曲線分析結果顯示，術后8 周血清IGF-1、TNF-α 和NF-κB p65 亞基聯合檢測預測術后愈合延遲的敏感度和特異度分別為92.30%、76.90%，AUC 值為0.863，明顯高于IGF-1、TNF-α 和NF-κB p65 亞基單個指標檢測（Z=2.251、2.378、4.157，P=0.036、0.021、0.008）、見表5、圖1。

圖1 ROC 曲線分析Figure 1 ROC curve

3 討論

骨折愈合是一個復雜的創傷修復過程，主要包括血腫形成期、炎癥反應期、骨痂形成期和骨痂改建期，多種生物因子參與了這一過程。IGF-1 和TNF-α 主要在炎癥反應期被大量釋放，這兩種因子可調節骨髓間充質干細胞的活性，調控其向成骨細胞轉化［7-8］。NF-κB 可介導炎癥和免疫反應，其家族成員p65 參與NF-κB 通路的激活［9］。探究骨折愈合延遲過程中各種生物因子的水平變化，有助于了解其發生發展機制，可為臨床骨折術后愈合延遲的防治提供參考依據［10］。

本研究結果顯示，術后4、8 和12 周，延遲愈合組的血清IGF-1 水平低于正常愈合組，提示IGF-1水平過低可能影響骨折的愈合。IGF-1 是成骨細胞增殖分化的關鍵細胞因子，一方面可通過調控生長激素水平，增強成骨細胞活性；另一方面可抑制膠原酶表達水平，促使線性骨生長，使骨礦物質密度增加，從而加速骨折愈合［11］。有研究發現，IGF-1 在嚴重骨缺損大鼠血清中水平較低，在骨折部位注射IGF-1 可降低骨吸收水平，增強對骨折愈合的刺激［12］。TNF-α 是臨床常見的炎癥因子，其水平變化與骨折區炎性損傷關系密切［13］。本研究發現，術后1、4、8 和12 周，延遲愈合組的血清TNF-α 水平高于正常愈合組，提示骨折延遲愈合患者的骨折區存在一定的炎性損傷，從而影響術后骨折的愈合。這可能與TNF-α 抑制骨髓間充質干細胞向成骨細胞轉化、誘導成骨細胞凋亡、促進破骨細胞增殖分化等因素有關。徐向勇等［14］發現，TNF-α 在延遲愈合骨折患者中隨時間波動明顯，是導致骨折愈合時間延長的重要因素之一。本研究發現，術后1、4、8 和12 周，延遲愈合組的NF-κB p65 亞基表達水平高于正常愈合組，提示NF-κB p65 可能參與了骨折愈后延遲的過程。分析其原因可能是：NF-κB 可高效誘導TNF-α等炎性因子編碼基因的表達，趨化大量炎性細胞浸潤并聚集在炎癥部位，加重炎癥反應，最終影響骨折愈合［15］。本研究還發現，IGF-1、TNF-α 和NF-κB p65 聯合檢測的AUC 值最大，提示三者可作為預測脛骨平臺骨折術后愈合延遲的良好指標。因此，臨床可通過監測患者血清IGF-1、TNF-α 和NF-κB p65 表達水平，預測骨折延遲的發生，同時采取積極的干預措施以促進患者康復。

綜上所述，血清IGF-1、TNF-α 和NF-κB p65亞基的表達水平與脛骨平臺骨折術后愈合延遲密切相關，隨著時間延長，呈先升高后下降的趨勢，IGF-1、TNF-α 和NF-κB p65 亞基水平檢測在脛骨平臺骨折術后愈合延遲的預測方面具有較高診斷價值，聯合檢測可提高診斷準確性。