股骨頸骨折內(nèi)固定術(shù)后血清學(xué)指標(biāo)PAI-1作為股骨頭壞死并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)因素的探究

高 揚(yáng),劉 峰,董海鵬,王亞倩,劉 超

石家莊市第三醫(yī)院創(chuàng)傷一科,河北石家莊 050000

股骨頸骨折是常見(jiàn)的髖部骨折類型,致傷原因常為車禍傷、墜落傷等高能量損傷,且患者大多為中老年人。據(jù)報(bào)道,2009—2019年全球髖部骨折發(fā)病率翻了1倍,而從2018—2050年,亞洲髖部骨折的發(fā)病率預(yù)計(jì)將再翻1倍,且每年的醫(yī)療成本將達(dá)到150億美元[1]。對(duì)于這類患者來(lái)說(shuō),股骨頸骨折通常代表著改變生活的事件,據(jù)統(tǒng)計(jì),股骨頸骨折后1年內(nèi)只有40%～60%的患者能恢復(fù)骨折前的活動(dòng)能力[2]。除股骨頸骨折本身外,骨折后的股骨頭壞死也是影響患者功能恢復(fù)的主要原因。

股骨頸骨折的常用治療手段是切開復(fù)位內(nèi)固定。內(nèi)固定術(shù)可以獲得確切復(fù)位效果,但手術(shù)造成的局部創(chuàng)傷也會(huì)影響股骨頸脆弱的血液供應(yīng)系統(tǒng),增加股骨頭壞死風(fēng)險(xiǎn)[3],據(jù)報(bào)道,術(shù)后股骨頭壞死發(fā)生率可達(dá)10%～30%[4]。近年來(lái),研究人員提出股骨頸骨折內(nèi)固定術(shù)后發(fā)生股骨頭壞死的風(fēng)險(xiǎn)因素有骨折分型、圍術(shù)期治療方法及康復(fù)鍛煉等因素[5]。但是,目前臨床仍缺乏早期預(yù)測(cè)內(nèi)固定術(shù)后股骨頭壞死的方法。早期預(yù)測(cè)內(nèi)固定術(shù)后股骨頭壞死發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),可在髖關(guān)節(jié)發(fā)生嚴(yán)重破壞前行保髖手術(shù),并將髖關(guān)節(jié)7年存活率提高到88%[6]。因此,早期預(yù)測(cè)股骨頸骨折患者內(nèi)固定術(shù)后股骨頭壞死有重要意義,有助于指導(dǎo)醫(yī)生術(shù)后隨訪及早期發(fā)現(xiàn),以及時(shí)治療股骨頭壞死。

纖溶酶原激活物抑制劑-1(PAI-1)是重要的纖溶系統(tǒng)調(diào)控因子,與創(chuàng)傷后血液高凝狀態(tài)有關(guān)[7]。研究發(fā)現(xiàn),患者創(chuàng)傷后早期血清PAI-1水平明顯升高,且與損傷嚴(yán)重程度有關(guān)[8]。而在股骨頸骨折患者中,過(guò)表達(dá)的PAI-1反過(guò)來(lái)可能影響局部血液供應(yīng),加重股骨頭局部缺血,最終增加股骨頸骨折患者內(nèi)固定術(shù)后股骨頭壞死的風(fēng)險(xiǎn)。因此,患者術(shù)后早期PAI-1水平可能是預(yù)測(cè)股骨頸骨折內(nèi)固定術(shù)后股骨頭壞死風(fēng)險(xiǎn)的可靠血清學(xué)指標(biāo)。本課題組對(duì)95例接受內(nèi)固定手術(shù)的股骨頸骨折患者開展前瞻性研究,探究?jī)?nèi)固定術(shù)后股骨頭壞死的風(fēng)險(xiǎn)因素并明確血清學(xué)指標(biāo)PAI-1對(duì)股骨頭壞死風(fēng)險(xiǎn)和生活質(zhì)量的預(yù)測(cè)作用。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年1月至2022年1月于本院接受復(fù)位內(nèi)固定手術(shù)的股骨頸骨折患者95例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合《成人股骨頸骨折診治指南》[9]中股骨頸骨折診斷標(biāo)準(zhǔn);(2)符合內(nèi)固定術(shù)指征并行相應(yīng)治療;(3)隨訪時(shí)間>1年且資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)病理性骨折或陳舊性骨折;(2)合并骨性關(guān)節(jié)炎、腫瘤等疾病;(3)存在長(zhǎng)期酗酒、應(yīng)用大劑量激素等不良因素。術(shù)后1年時(shí)根據(jù)患者股骨頭壞死情況將其分為壞死組(22例)和無(wú)壞死組(73例)。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)同意后實(shí)施,患者及家屬知情同意。

1.2方法

1.2.1臨床資料收集 對(duì)入組患者基本臨床信息進(jìn)行收集,包括性別、年齡、Garden分型、受傷至復(fù)位間隔時(shí)間、復(fù)位質(zhì)量等。受傷至復(fù)位時(shí)間間隔可分為≤1 d和>1 d。復(fù)位質(zhì)量由主刀醫(yī)生根據(jù)骨折斷端正側(cè)位影像學(xué)位置來(lái)判斷,質(zhì)量從高到低分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)。

1.2.2血清PAI-1水平檢測(cè) 術(shù)前及術(shù)后1、2、3 d分別采集入組患者靜脈血,并對(duì)血清PAI-1水平進(jìn)行檢測(cè)。靜脈血經(jīng)離心(3 000 r/min,15 min)后得到血清1 mL置于1.5 mL離心管內(nèi)。使用PAI-1酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)試劑盒(中國(guó)江蘇酶免實(shí)業(yè)有限公司)檢測(cè)血清PAI-1水平。相關(guān)操作嚴(yán)格按照試劑盒實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行。

1.2.3術(shù)后隨訪及股骨頭壞死診斷 內(nèi)固定術(shù)后患者隨訪1年,參照《成人股骨頭壞死臨床診療指南(2016)》[10]評(píng)估股骨頭壞死發(fā)生情況,(1)臨床癥狀:有關(guān)節(jié)疼痛,主要以臀部、髖部、腹股溝部位為主,可能伴有髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋、外展活動(dòng)受限;(2)X線影像:可見(jiàn)軟骨下骨塌陷(呈“新月征”)或囊變、硬化;(3)MRI影像:可見(jiàn)T1W1局限性軟骨下線樣低信號(hào),T2W1“雙線征”;(4)CT影像:可見(jiàn)軟骨下骨斷裂、股骨頭變形下陷。

1.2.4患者臨床癥狀評(píng)分 采用視覺(jué)模擬評(píng)分(VAS)、Harris髖關(guān)節(jié)評(píng)分(HHS)和西安大略麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)(WOMAC)評(píng)估無(wú)壞死組和壞死組患者的臨床癥狀嚴(yán)重程度。VAS旨在記錄疼痛程度,0分表示沒(méi)有疼痛,10分表示無(wú)法承受的疼痛[11]。HHS是一種髖關(guān)節(jié)相關(guān)疾病的健康狀況量表,包括疼痛、功能、無(wú)畸形和活動(dòng)范圍,通常用于評(píng)估髖關(guān)節(jié)功能,分?jǐn)?shù)越高,提示疼痛越少,髖關(guān)節(jié)功能越好[12]。WOMAC可用于評(píng)估患者髖關(guān)節(jié)疼痛和功能[13]。

2 結(jié) 果

2.1兩組臨床資料比較 壞死組與無(wú)壞死組性別、年齡和受傷至復(fù)位時(shí)間間隔比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);Garden分型、復(fù)位質(zhì)量比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。壞死組患者Garden分型主要為Ⅲ、Ⅳ型,復(fù)位質(zhì)量主要為Ⅲ、Ⅳ級(jí)。見(jiàn)表1。

表1 兩組臨床資料比較(n或

2.2壞死組與無(wú)壞死組血清PAI-1水平比較 術(shù)前與術(shù)后3 d時(shí),壞死組與無(wú)壞死組患者血清PAI-1水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);術(shù)后1、2 d時(shí)壞死組血清PAI-1水平高于無(wú)壞死組(P<0.05)。見(jiàn)圖1。

圖1 壞死組與無(wú)壞死組血清PAI-1水平比較

2.3術(shù)后PAI-1水平與臨床癥狀評(píng)分的相關(guān)性 術(shù)后1 d血清PAI-1水平與患者VAS、WOMAC呈正相關(guān)(r=0.388、0.496,P<0.001),與HHS呈負(fù)相關(guān)(r=-0.500,P<0.001);術(shù)后2 d血清PAI-1水平與壞死組患者VAS、WOMAC呈正相關(guān)(r=0.554、0.579,P<0.001),與HHS呈負(fù)相關(guān)(r=-0.552,P<0.001)。見(jiàn)圖2。

2.4股骨頭壞死影響因素的Logistic回歸分析 對(duì)壞死組和無(wú)壞死組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素進(jìn)行Logistic回歸分析,分析結(jié)果顯示,術(shù)后1、2 d血清PAI-1水平升高是發(fā)生股骨頭壞死的危險(xiǎn)因素(P<0.05),見(jiàn)表2。

2.5血清PAI-1預(yù)測(cè)股骨頭壞死的價(jià)值 以術(shù)后1、2 d血清PAI-1水平作為預(yù)測(cè)術(shù)后股骨頭壞死的指標(biāo),繪制ROC曲線圖。結(jié)果顯示,術(shù)后2 d較術(shù)后1 d血清PAI-1水平對(duì)預(yù)測(cè)股骨頭壞死的曲線下面積(AUC)更大。術(shù)后1、2 d血清PAI-1預(yù)測(cè)股骨頭壞死的最佳截?cái)嘀怠㈧`敏度、特異度、約登指數(shù)和AUC見(jiàn)表3、圖3。

表2 股骨頭壞死影響因素的Logistic回歸分析

表3 血清PAI-1預(yù)測(cè)股骨頭壞死的預(yù)測(cè)價(jià)值

注:A、B、C為術(shù)后1 d血清PAI-1水平與VAS、HHS、WOMAC相關(guān)性散點(diǎn)圖;D、E、F為術(shù)后2 d血清PAI-1水平與VAS、HHS、WOMAC相關(guān)性散點(diǎn)圖。

注:A為術(shù)后1 d血清PAI-1水平的ROC曲線;B為術(shù)后2 d血清PAI-1水平的ROC曲線。

3 討 論

股骨頭壞死是一種常見(jiàn)的髖關(guān)節(jié)疾病,其病理過(guò)程常表現(xiàn)為不同危險(xiǎn)因素引起的血液供應(yīng)異常導(dǎo)致股骨頭變性和壞死[14]。股骨頭壞死可以發(fā)生在任何年齡,特別是中老年人股骨頸骨折后。股骨頭壞死會(huì)顯著降低患者生活質(zhì)量,給家庭和社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。然而,到目前為止,對(duì)于股骨頭壞死患者尚無(wú)有效的治療策略,預(yù)防與早期干預(yù)仍是股骨頭壞死管理的關(guān)鍵方法[15-16]。

股骨頸骨折患者內(nèi)固定術(shù)后患者因手術(shù)本身及術(shù)后臥床恢復(fù),易使血管內(nèi)皮細(xì)胞受損、破壞、靜脈血流滯緩,血液處于高凝狀態(tài)并激活凝血酶形成血凝塊,此時(shí)組織性纖溶酶原激活劑(t-PA)主導(dǎo)的纖溶系統(tǒng)被啟動(dòng)[17-18]。PAI-1是由379個(gè)氨基酸組成的糖蛋白,可以在各種器官和細(xì)胞中合成,如肝、脾、脂肪細(xì)胞、肝細(xì)胞、血小板、巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞。PAI-1可通過(guò)與t-PA形成復(fù)合物來(lái)調(diào)節(jié)血漿和血管內(nèi)皮細(xì)胞表面游離的活性t-PA水平,進(jìn)而阻止活性纖維蛋白的降解,改變血流狀態(tài)[19]。因此,PAI-1水平升高不利于內(nèi)固定術(shù)后患者血液供應(yīng)的恢復(fù),增加術(shù)后股骨頭壞死風(fēng)險(xiǎn)。本研究旨在探究血清學(xué)指標(biāo)PAI-1識(shí)別股骨頸骨折內(nèi)固定術(shù)后發(fā)生股骨頭壞死的高風(fēng)險(xiǎn)人群并進(jìn)行預(yù)測(cè)。

本研究共納入股骨頸骨折內(nèi)固定術(shù)患者95例,隨訪1年后22例出現(xiàn)股骨頭壞死,發(fā)病率為23%,與相關(guān)研究的發(fā)病率相近(20.00%[20]、21.33%[21]和20.65%[22])。通過(guò)對(duì)比壞死組與無(wú)壞死組臨床資料發(fā)現(xiàn),性別、年齡和受傷至復(fù)位時(shí)間間隔與內(nèi)固定術(shù)后股骨頭壞死無(wú)明顯關(guān)系,而Garden分型和復(fù)位質(zhì)量與術(shù)后股骨頭壞死發(fā)生存在一定聯(lián)系。Garden分型為Ⅲ、Ⅳ型骨折患者相較于Ⅰ、Ⅱ型患者的骨折端移位情況及損傷程度更重,更易發(fā)生血管損傷且程度更重。而內(nèi)固定術(shù)后復(fù)位質(zhì)量較差時(shí),骨折端對(duì)位力線偏離較大所形成的剪切力會(huì)嚴(yán)重影響局部血液供應(yīng),而血液供應(yīng)障礙最終導(dǎo)致股骨頭壞死風(fēng)險(xiǎn)增加[21]。

壞死組與無(wú)壞死組血清術(shù)前和術(shù)后3 d時(shí)PAI-1水平比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),而在術(shù)后1、2 d時(shí),血清PAI-1比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在動(dòng)物研究中,研究人員發(fā)現(xiàn),血清PAI-1水平在患者創(chuàng)傷后3 h開始高于對(duì)照者并在24 h內(nèi)持續(xù)升高[23]。李博等[24]研究結(jié)果也提示,創(chuàng)傷后1 d時(shí)血清PAI-1水平明顯增加。內(nèi)固定術(shù)對(duì)患者造成的損傷可使術(shù)后1 d時(shí)血清PAI-1水平升高且存在組間差異。值得注意的是,壞死組術(shù)后2 d時(shí)血清PAI-1水平仍高于無(wú)壞死組,而術(shù)后3 d時(shí)該差異消失。纖溶系統(tǒng)長(zhǎng)期受到抑制,不利于血栓溶解吸收,使得內(nèi)固定術(shù)后本就受影響的局部血液供應(yīng)受到更加嚴(yán)重的影響。本研究結(jié)果提示,內(nèi)固定術(shù)后1、2 d血清PAI-1處于高水平狀態(tài),對(duì)股骨頭血液供應(yīng)影響顯著,增加股骨頭壞死風(fēng)險(xiǎn)。本研究結(jié)果顯示,患者內(nèi)固定術(shù)后1、2 d血清PAI-1水平與患者VAS和WOMAC呈正相關(guān),與HHS呈負(fù)相關(guān)。這表明內(nèi)固定術(shù)后臨床癥狀嚴(yán)重程度與術(shù)后早期血清PAI-1水平升高有關(guān)。PAI-1水平越高,患者臨床預(yù)后可能越差。因此,針對(duì)術(shù)后血清PAI-1水平明顯高于正常的患者,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其術(shù)后臨床癥狀的變化,當(dāng)出現(xiàn)早期股骨頭壞死相關(guān)臨床表現(xiàn)時(shí)應(yīng)及時(shí)診斷治療,最大限度保留患者髖關(guān)節(jié)功能,提高患者的生活質(zhì)量。

本課題組對(duì)單因素分析獲得的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行Logistic回歸分析時(shí),發(fā)現(xiàn)術(shù)后1、2 d血清PAI-1水平是股骨頭壞死的風(fēng)險(xiǎn)因素,且術(shù)后2 d血清PAI-1影響更顯著。ROC曲線分析結(jié)果顯示,內(nèi)固定術(shù)后2 d血清PAI-1水平的預(yù)測(cè)價(jià)值高于術(shù)后1 d時(shí)血清PAI-1水平。該結(jié)果表明內(nèi)固定術(shù)后血清PAI-1水平的持續(xù)升高,是股骨頭血運(yùn)重建的不利因素,并最終增加股骨頭壞死的風(fēng)險(xiǎn)。

然而,本研究仍存在一些局限性。本研究樣本量仍較小且具有地區(qū)局限性,更大規(guī)模的多中心研究將有利于揭示血清PAI-1的預(yù)測(cè)作用。此外,本研究隨訪時(shí)間1年,更長(zhǎng)的隨訪時(shí)間將使本研究結(jié)論更加可靠。

股骨頸骨折內(nèi)固定術(shù)后1、2 d血清PAI-1水平明顯升高與股骨頭壞死的發(fā)生有關(guān),可用于預(yù)測(cè)術(shù)后股骨頭壞死的發(fā)生和癥狀嚴(yán)重程度,尤其是術(shù)后2 d血清PAI-1水平。臨床醫(yī)生可根據(jù)術(shù)后血清PAI-1水平變化情況篩選出高危人群,有助于早期診斷和治療股骨頭壞死,從而取得更好的治療效果,最終提高患者的生活質(zhì)量。