血清ALP預測股骨頸骨折全髖關節置換術后異位骨化的價值

張寧,鞠曉聰,高越

(山東第一醫科大學第三附屬醫院,山東省醫學科學院附屬醫院創傷骨科,山東 濟南 250031)

全髖關節置換術是治療股骨頸骨折的有效手段,對于矯正畸形、重建關節功能、緩解患者疼痛均有良好效果[1]。但有研究指出,全髖關節置換術后患者常常出現異位骨化,引起術后髖部腫脹、疼痛,縮小髖關節活動范圍,嚴重時還會造成關節強直,影響下肢功能[2]。目前,異位骨化的病理生理學尚未清楚,但公認的是全身因素及局部組織變化引起的成骨細胞活性及成骨能力的改變,在該病形成過程中發揮著重要作用[3-4]。堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)主要來源于肝臟與骨骼,是反映機體成骨細胞活性及骨形成能力的敏感性指標之一,與骨折愈合、關節功能恢復等具有密切關系[5-6]?；谝陨媳尘?有理由認為ALP通過影響骨折愈合、關節功能恢復,間接參與異位骨化的發生,但該觀點目前仍缺乏研究驗證。因此,本研究通過分析2020年1月至2021年12月山東第一醫科大學第三附屬醫院收治的116例股骨頸骨折患者術前血清ALP水平及術后異位骨化發生情況,探討術前血清ALP水平對異位骨化發生的早期預測價值,為臨床制定相關防治方案提供循證參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準:(1)股骨頸骨折符合《成人股骨頸骨折診治指南》[7]中相關診斷標準;(2)新鮮性骨折;(3)首次行全髖關節置換術治療,且均采用后外側入路;(4)髖關節解剖無明顯異常;(5)凝血功能正常。排除標準:(1)伴有其他部位骨折;(2)既往存在髖關節手術史;(3)存在急慢性感染性疾病;(4)病理性骨折;(5)合并膽管結石、甲狀腺功能亢進等可能影響ALP水平的疾病。

根據納入及排除標準,共116例股骨頸骨折患者作為研究對象,其中男71例,女45例;年齡54～79歲,平均(64.05±4.69)歲;骨折至手術時間21～47 h,平均(36.20±5.50)h。本研究符合《赫爾辛基宣言》原則,患者及家屬均自愿簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 血清ALP及其他實驗室指標檢測方法 患者入院后次日清晨,采集空腹外周肘靜脈血6 mL分裝2管,其中1管以3 000 r/min速率離心10 min,離心半徑10 cm,取血清,采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-amino-2-methyl-1-propanol,AMP)緩沖液法檢測ALP水平,采用膠乳增強免疫比濁法檢測C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)水平;另1管采用DS-500C型全自動血細胞分析儀檢測血常規指標(白細胞、紅細胞、血紅蛋白、血小板)水平。

1.2.2 異位骨化判定標準 采用髖關節周圍異位骨化分級標準(Brooker)[8]評估異位骨化情況,0級:X線片顯示無軟組織鈣化;1級:X線片顯示髖上有小的分離的骨化病灶;2級:X線片顯示股骨近端骨盆有骨化影像,相距1 cm以上;3級:X線片顯示股骨近端骨盆有骨化影像,相距不到1 cm;4級:X線片顯示股骨近端與骨盆完全骨化,出現關節強直。本研究將隨訪期間Brooker評估為1級、2級、3級、4級者定義為出現異位骨化。所有患者全髖關節置換術后均隨訪1年,隨訪時間截止至2022年12月,每個月接受1次電話隨訪,每3個月至院進行復查,期間出現任何異常狀況及時至院檢查,記錄其術后1年內異位骨化的發生情況。

1.2.3 臨床資料采集 研究者采用自制臨床資料調查表采集患者性別、年齡、骨折至手術時間、骨折部位、Garden分型、合并癥、吸煙、麻醉方式、手術時長等資料。

2 結 果

2.1 異位骨化發生情況 術后隨訪1年,116例患者中13例出現異位骨化,發生率為11.21%(13/116),其中Brooker評估為1級3例,2級10例。

2.2 兩組異位骨化患者臨床資料比較 異位骨化組中男性占比較無異位骨化組高,術前血清CRP、ALP水平較無異位骨化組高,差異有統計學意義(P<0.05);兩組其他臨床資料比較,差異無統計學意義(P>0.05,見表1)。

表1 兩組患者臨床資料比較

2.3 術前血清ALP水平及其他主要指標對異位骨化發生的影響 將股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化發生情況作為因變量,將術前血清ALP及其他主要指標[性別(1=男,0=女)、CRP)]作為自變量進行Logistic回歸分析,結果顯示,術前血清ALP是股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化發生的獨立危險因素(P<0.05,見表2)。

表2 術前血清ALP水平及其他主要指標對異位骨化發生的影響

2.4 術前血清ALP對術后異位骨化發生的預測價值 將股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化發生情況作為狀態變量,將術前血清ALP水平作為檢驗變量進行ROC曲線分析,結果顯示,術前血清ALP水平預測股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化發生的AUC為0.768(95%CI:0.606～0.931),當ALP取122.52 U/L時可獲得最佳預測價值,此時敏感度為76.90%,特異度為80.60%,約登指數0.575。ROC曲線圖見圖1。

圖1 血清ALP預測術后異位骨化發生的ROC曲線 圖2 血清ALP評估術后異位骨化程度的ROC曲線

2.5 術前血清ALP水平對術后異位骨化程度的評估價值 13例異位骨化患者中3例Brooker評估為1級的術前血清ALP水平為(114.41±8.55)U/L,10例2級的術前血清ALP水平為(126.69±4.55)U/L,二者血清ALP水平對比,差異有統計學意義(t=3.394,P=0.006)。ROC曲線結果顯示,術前血清ALP水平評估股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化程度的AUC為0.933(95%CI:0.782～1.000),具有較高評估價值;當ALP取120.87 U/L時,可獲得最佳評估價值,此時敏感度為90.00%,特異度為66.70%,約登指數為0.567。ROC曲線圖見圖2。

3 討 論

股骨頸骨折全髖關節置換術后異位骨化是指在受損髖關節的軟組織中出現成骨細胞,并形成具有小梁結構的成熟板層骨。異位骨化一旦形成,常常給患者帶來持續的慢性疼痛,且15%～35%的患者會出現明顯的關節活動受限,需要再次手術進行切除,不但會增加患者痛苦,還會加重家庭經濟負擔,影響家庭和諧[9-10]。本研究發現,116例股骨頸骨折患者全髖關節置換術后1年內異位骨化發生率為11.21%,高于蔡曉晞等[11]研究結果(6.67%),分析原因可能與本研究中的研究對象多數為高齡、骨折程度較重有關?？梢?股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化發生率較高,若術前能識別出有可能發生異位骨化的高風險患者,可以給臨床一個選擇預防性治療的機會,對于改善患者預后具有重要意義。

3.1 ALP的作用 ALP是成骨細胞分化時所分泌的一種糖蛋白酶,能在堿性條件下分解有機磷脂,提供磷酸根,并去除鈣化抑制物,從而促進鈣化的進行,參與骨和牙齒等硬組織代謝、形成與再生過程[12-13]。有研究指出,血清ALP水平在骨折發生時及骨折愈合期會有所升高,以增加成骨細胞活性,促進骨折愈合[14]。而異位骨化是損傷處局部組織的祖細胞向成骨細胞分化,導致成骨細胞活性過強所誘導的軟骨內成骨的病理現象[15]。由此,推測血清ALP水平可能與異位骨化的發生有關。本研究發現,異位骨化組術前血清ALP水平較無異位骨化組高,且異位骨化2級患者血清ALP水平較1級患者高,證實上述猜測,表明ALP與股骨頸骨折患者全髖關節術后異位骨化的發生密切相關,但關于其是否能早期預測異位骨化的發生還需進一步研究證實。

3.2 術前血清ALP水平對異位骨化發生的預測價值 為驗證術前血清ALP水平對股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化發生的早期預測價值,本研究進一步進行Logistic回歸分析及ROC曲線分析發現,術前血清ALP水平異常升高會增加股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化發生風險,對異位骨化的發生及異位骨化程度具有一定預測價值。分析原因在于,ALP作為一種成骨細胞分化與功能的重要標志物,在骨折、關節炎等病理刺激下其水平會有所升高,以達到增強成骨細胞活性,促進成骨細胞合成Ⅰ型膠原、骨基質,加速骨折愈合的目的[16-17]。正常情況下,成骨細胞在生長過程中存在一定的平衡增殖及凋亡的內在調控能力,但當血清ALP水平過高時,會導致成骨細胞活性異常增高,破骨細胞與成骨細胞之間的平衡被破壞,Ⅰ型膠原、骨基質等分泌過多且無法及時被吸收,從而在軟骨組織中大量聚集形成具有典型增殖、成熟及肥大區域的生長板,并最終誘導異位骨化的發生,增加異位骨化嚴重程度[18-19]。Citak等[20]進行的一項回顧性分析中也指出,87例異位骨化患者在疾病診斷時有49例ALP水平升高。這也提示術前血清ALP水平與異位骨化的發生密切相關,可用于股骨頸骨折患者術后異位骨化的早期預測中。對于術前血清ALP水平較高者,可在手術后預防性使用非甾體類抗炎藥、維生素K類藥物或進行放療,同時需加強對患者術后骨折愈合的監測情況,指導患者保持良好的生活習慣(如戒煙戒酒、避免濃茶、咖啡等的攝入),以便降低異位骨化發生風險,改善患者預后具有積極意義。

綜上所述,術前血清ALP水平異常升高可增加股骨頸骨折患者全髖關節置換術后異位骨化的發生風險,臨床可將其用于患者術后異位骨化發生的早期預測中,并指導臨床防治方案的制定。但本研究僅對股骨頸骨折患者術前血清ALP水平進行統計分析,并未觀察其在術前、術后不同時點的動態變化過程,且未對血清ALP與患者性別、血清CRP等其他可能影響異位骨化指標之間的關系進行深入分析,這也為研究局限性所在,今后還需進一步研究加以明確。