酒精灭活瘤段骨在重建恶性骨肿瘤骨缺损中的应用

许宋锋 刘江 聂鑫 于秀淳 徐明 王冰 郑凯 付志厚 宋若先 刘晓平

目前 90%～95% 的恶性骨肿瘤患者可以安全地接受扩大切除保肢手术，且术后复发率低、无瘤生存率等同于截肢手术，但是切除术后骨缺损的重建却是很大的挑战[1]。重建的材料很多，包括人工假体、同种异体骨、自体灭活骨。我科在自体瘤骨酒精灭活可行性研究基础上，先后开展了保留骨骺、保留关节、不保留关节的酒精灭活再植手术，并不断改进技术以提高疗效，其临床疗效良好[2-4]。本研究的目的是评价酒精灭活在重建恶性骨肿瘤骨缺损中的疗效，并分析影响疗效的相关因素，为临床应用提供借鉴。

资料与方法

一、一般资料

回顾性分析 1995 年 1 月至 2013 年 6 月，我科收治的恶性骨肿瘤接受酒精灭活再植手术且随访超过 1 年的 53 例，其中男 29 例，女 24 例，年龄9～49 岁，平均 17.7 岁；股骨下段 23 例，股骨中段 2 例，胫骨上段 20 例，胫骨下段 3 例，肱骨上段 3 例，骶骨、髂骨各 1 例；Enneking 分期 II b 期48 例，III 期 5 例；术前穿刺活检病理明确诊断，骨肉瘤 44 例，尤文肉瘤 6 例，横纹肌肉瘤、软骨肉瘤、非霍奇金淋巴瘤各 1 例。接受新辅助化疗46 例。化疗方案包括 DIA 方案 ( DDP-ADM-IFO )28 例、MMIA 方案 ( HD-MTX -ADR-IFO ) 17 例和CHOP 方案 ( CTX-ADM-VCR-PDN ) 1 例[5-6]。6 例拒绝化疗，1 例软骨肉瘤未化疗。化疗前后均通过MRI 检查确定肿瘤边界。

二、手术方法

借助术前冠状位、矢状位以及水平位的 T1加权像、T2加权像以及增强 MRI，确定侵蚀范围，分别选择保留关节和不保留关节的酒精灭活再植[7]。术前准备 99% 酒精 1500～2500 ml 术中使用。术中肿瘤的切除范围参照恶性肿瘤瘤段切除标准原则进行[8]。

以股骨远端保留关节的酒精灭活再植为例，主要手术步骤如下[2]：( 1 ) 前内侧切口切除活检瘢痕，据术前 MRI 检查，保留 Insall 线以远的关节面进行截骨；( 2 ) 将截除瘤段骨贯通髓腔，预先制备拟固定方式的螺钉孔道，以 99% 酒精灭活 30 min；( 3 )将骨水泥加压注入灭活骨内，安装内固定，并与保留关节面相固定；( 4 ) 注意清除灭活瘤段骨与宿主骨接触面之间多余的骨水泥，可能情况下取自体髂骨移植于灭活的自体骨与宿主骨交界处，形成皮质外骨桥。内固定方式可以选择髓内钉或钢板，必须在放置骨水泥之前预制螺钉孔道 ( 图 1～2 )。

术后常规预防性应用抗生素 48 h。采用支具固定并卧床休息 6 周，制动结束后允许患者进行部分负重，而后改为扶双拐完全负重。术后 6 个月不扶拐完全负重行走。

三、术后随访

术后进行前、后及侧位 X 线检查。随访截止时间 2014 年 6 月。术后 2 年内每 3 个月 1 次；术后2～3 年，每 4 个月 1 次；术后 4～5 年，每 6 个月1 次；术后 6 年，每年 1 次。

四、疗效评价

根据 ( musculoskeletal tumor society system，MSTS ) 功能评分评价肢体功能，包括运动、疼痛、稳定性、畸形、力量、功能活动度和心理接受度共7 项，每项最高 5 分，总分最高 35 分[9]。根据 X 线片以 ( international society of limb salvage，ISOLS ) 影像评分标准评估灭活骨情况，包括骨重建、界面、锚定、植入体、融合、吸收、骨折、短缩、内固定共 9 项，每项最高 4 分，总分最高 36 分[10]。

五、数据统计

采用 SPSS 13.0 软件进行统计学分析。中位数检验用于比较在诊断时的年龄、从诊断到参与研究的时间长短、参与本研究时的年龄间的差异。在性别和种族群体差异性上采用独立卡方检验进行评估。技术资料采用±s的形式。采用卡方检验、t( 或F) 检验、Cox 回归分析，分析性别、年龄、发病部位、灭活瘤段长度、病程、肿瘤分期、固定方式及是否保留关节等相关因素对术后骨痂出现率、骨痂出现时间、生存率、术后复发率、骨折率、MSTS 评分、ISOLS 评分的影响。

结 果

53 例随访 13～216 个月，平均 55 个月。手术切除外科边界为广泛切除 39 例，边缘切除 14 例。截除并灭活回植的瘤段长度为 5～26 cm，平均16.3 cm。保留关节 12 例，不保留关节 41 例。

II b 期的 48 例中 11 例出现肿瘤复发，复发率22.9%；出现肺转移 9 例，转移率 18.8%；6 例死亡，5 例带瘤生存。44 例骨肉瘤中 7 例出现肿瘤复发，复发率 15.9%，其中 1 例骨肉瘤患者术后 6.5 年原部位复发，按原发骨肉瘤接受新辅助化疗并手术切除[11]，目前已随访 1 年半，无相关并发症；出现肺转移 6 例，转移率 13.6%；术后 3 年生存 35 例。经 Kaplan-Meier 生存曲线计算 5 年生存率为 42.5%，其中骨肉瘤 5 年生存率为 54.5% ( 图 3，4 )。30 例灭活骨得以长期存在，灭活骨 3 年总生存率 57% ( 30 /53 )，保肢率 68% ( 36 / 53 )。

图1 患者，男，20 岁，左股骨远端骨肉瘤行保留关节的酒精灭活再植 a：术前 MRI 示股骨远端髓内 T1 低信号。肿瘤边界距离 Insall线约 2 cm；b～d：术后 1 周、3 个月和 6 个月 X 线片；e～f：术后 16 个月和 20 个月，X 线片示骨干形成骨痂，宿主骨和灭活骨之间骨性愈合；g：术后 35 个月，X 线片示完全骨性愈合和良好关节间隙，随访末点，恢复正常工作，MSTS 33 分，QOL 53 分Fig.1 A 20-year-old male patient with osteosarcoma in the left distal femur was treated with alcohol-inactivated autograft replantation and articulation preservation a: The preoperative MRI showed intramedullary low mixed signal in T1 in the distal femur. The lowest boarding of tumors was located at 2 cm over Insall line which was classified as Type I; b-d: The postoperative X-ray at 1 week, 3 months and 6 months after the operation; e-f: At 16 months and 20 months after the operation, the X-ray showed bone callus in the diaphysis, and bony healing in the conjunction between host bone and inactivated bone; g: At 35 months after the operation, the X-ray showed fully bony healing and good joint space. At the end of follow-up, he has returned to normal work with MSTS score of 33 and QOL of 53

图2 患者，女，11 岁，左肱骨干尤文肉瘤行保留肩关节的酒精灭活再植 a：术前 MRI 示肱骨干髓内大范围 T2 高信号。肿瘤边界距离肱骨头骺线约 4 cm；b：术前 X 线片示肱骨干溶骨破坏伴成骨；c：术中截骨 13 cm，酒精灭活钢板固定；d：术后 5 天 X 线片示灭活骨与宿主骨对位良好；e：术后 2 个月骨痂形成；f：术后 3 个月骨折线模糊；g～h：术后 5、10 个月骨性愈合伴塑形；i：术后 13 个月，完全骨性愈合和良好关节间隙，功能恢复正常，MSTS 33 分，ISOLS 34 分Fig.2 A 11-year-old female patient with Ewing’s sarcoma in the left humeral shaft was treated with alcohol-inactivated autograft replantation and shoulder articulation preservation a: The preoperative MRI showed intramedullary high signal in T2 in the left humeral shaft. The highest boarding of tumor was located at 4cm below epiphyseal line of the humeral head; b: The preoperative X-ray showed osteolytic destruction combined with bone formation in the left humeral shaft; c: Osteotomy was conducted with 13cm of tumor bone, which was inactivated with alcohol and replanted with plate fixation during the operation; d: The postoperative X-ray at 5 days after the operation showed good position between inactivated tumor bone and host bone; e: The postoperative X-ray at 2 months after the operation showed new bone callus formation; f: The postoperative X-ray at 3 months after the operation showed blurred fracture lines; g-h: At 5 and 10 months after the operation, the X-ray showed bony union and bone remodeling; i: At 13 months after the operation, the X-ray showed fully bony healing and good joint space. At the end of follow-up, she has returned to normal function with MSTS score of 33 and ISOLS score of 34

图3 II b 期患者的 Kaplan-Meier 生存曲线 5 年总生存率 42.5%Fig.3 Kaplan-Meier survival curves showed the overal 5-year survival rate was 42.5%

图4 骨肉瘤 5 年生存率 54.5%Fig.4 The was 54.5% in osteosarcoma group

术后切口感染 4 例 ( 7.6% )，加用抗生素、清创、皮瓣转移修复，3 例愈合，1 例截肢。骨折、内固定断裂 5 例 ( 9.4%，5 / 53 )，其中灭活骨骨折 3 例( 5.7%，3 / 53 )；内固定断裂 2 例 ( 3.8%，2 / 53 )，均为髓内针固定断裂，二次内固定和植骨手术，最终均接受关节假体置换。灭活骨延迟愈合、不愈合共 8 例 ( 15.1%，8 / 53 )，5 例行二次植骨手术愈合，3 例最终接受关节假体置换 (图 5)。

随访截止时，MSTS 功能评分 19～33 分，平均27 分 ( 77% )，其中 4 例＜21 分 ( 60% )，8 例 21.0～24.5 分 ( 60%～70% )，19 例 24.5～28.0 分 ( 70%～80% )，13 例 28.0～31.5 分 ( 80%～90% )，9 例31.5～33.0 分 ( 90% 以上 )。ISOLS 影像评分 22～31 分，平均 26 分。

单因素分析提示：( 1 ) 灭活瘤段长度与骨痂出现率 (P＝0.014 )、骨痂出现时间 (P＝0.000 )、术后复发率 (P＝0.013 )、总生存率 (P＝0.024 )、MSTS评分 (P＝0.033 )、ISOLS 评分 (P＝0.040 ) 均具有相关性；( 2 ) 肿瘤分期与术后复发率具有相关性 (P＝0.035 )；( 3 ) 是否保留关节与 MSTS 评分具有相关性 (P＝0.034 )；( 4 ) 病程 (P＝0.008 )、肿瘤分期(P＝0.026 )、发病部位 (P＝0.046 ) 与患者 3 年生存率具有相关性。Cox 多因素分析提示：灭活瘤段长度 (P＝0.030 )、病程长短 (P＝0.029 )、肿瘤分期(P＝0.018 ) 是影响总生存率的独立因素。

图5 患者，男，34 岁，左股骨远端骨肉瘤行不保留关节的酒精灭活再植 a：术中截骨 16 cm，酒精灭活髓内针内固定；b：术后18个月内固定断裂二次手术环抱器内固定并取自体髂骨植骨；c：术前 MRI 示股骨远端髓内 T2 高信号伴软组织肿块形成；d：术前 X 线片示左股骨远端溶骨破坏伴成骨；e：术后 5 天 X 线片示灭活骨与宿主骨对位良好；f：术后 15 个月未见骨痂形成；g：术后18个月髓内针断裂；h：二次术后 1 周灭活骨与宿主骨对位良好；i：二次术后 32 个月，完全骨性愈合，关节间隙变窄，关节松弛。MSTS 22 分，ISOLS 29 分Fig.5 A 34-year-old male patient with osteosarcoma in the left distal femur was treated with alcohol-inactivated autograft replantation without articulation preservation a: Osteotomy was conducted with 16 cm of tumor bone, which was inactivated with alcohol and replanted with intramedullary nail fixation during the operation; b: At 18 months after the operation, reoperation was conducted with embracing fixator fixation and autogenous iliac bone grafting because of breakage of the intramedullary nail; c: The preoperative MRI showed intramedullary high signal in T2 in the left distal femur with soft tissue mass formation; d: The preoperative X-ray showed osteolytic destruction with bone formation in the left distal femur; e: The postoperative X-ray at 5 days after the operation showed good position between inactivated tumor bone and host bone; f: The postoperative X-ray at 15 months after the operation showed no bone callus formation; g: The postoperative X-ray at 18 months after the operation showed breakage of intramedullary nail; h: At 5 days after the reoperation, the X-ray showed good position between inactivated tumor bone and host bone; i: At 32 months after the reoperation, the X-ray showed fully bony healing and narrow joint space with relaxed knee capsule. MSTS score was 22, and ISOLS score was 29

讨 论

与以往相比，新辅助化疗能够杀灭原发肿瘤组织并实现安全地手术切除，把无瘤生存率从＜20%提高至 55%～75%，总生存率提高至 85%[12]。有效化疗使恶性骨肿瘤患者可以术后长期生存，减少了手术切除范围。可在肿瘤彻底切除的前提下最大程度地保留正常组织，如韧带和肌腱。笔者以往的研究发现，在仔细的术前评估和有效的术前化疗下，对于骨肉瘤进行边缘切除同样能获得良好的临床疗效[6]。本组中 14 例选择了边缘切除。按照统计结果，灭活瘤段长度 (P＝0.030 ) 是影响骨肿瘤生存率的独立因素，提示在有效化疗辅助下，可采用边缘切除，减少灭活瘤段长度，从而提高患者术后功能。本组病例转移率 18.8%，骨肉瘤转移率 13.6%，与丁易等[4]报告的酒精灭活骨转移率相当。本组骨肉瘤的 5 年生存率 54.5%，低于于秀淳等[6]报告的骨肉瘤规律化疗组的 5 年生存率 74.7%，这主要是本组早期骨肉瘤灭活再植病例新辅助化疗不规范所致。

目前，恶性骨肿瘤切除后骨缺损重建方式包括假体重建和生物重建，后者又包括异体骨和自体灭活骨重建[13]。异体骨的使用存在许多问题，如：传染病传播、免疫反应及社会或宗教信仰等，尤其是在亚洲国家更为严重[14-17]。随访超过 10 年的异体骨移植重建治疗肢体肉瘤患者中，有很高的并发症发生率 ( 70% ) 和移植排斥率 ( 60% )[18]。在这种情况下，灭活骨再植被广泛用来替代异体骨，特别适合于异体骨很难获得的国家[19]。而能够杀灭切除肿瘤骨中的肿瘤细胞的技术很多，有辐射灭活、高压灭活、巴氏灭活、液氮灭活和酒精灭活[2,7,20-22]。Jeon 等[23]对 15 例股骨远端骨肉瘤患者行高压蒸汽灭活自体骨回植，平均随访 56 ( 35～78 ) 个月，术后 5 例出现骨不连、3 例假体松动，无感染出现，认为热处理会降低骨强度、丧失骨诱导能力[24]。Tsuchiya 等[25]对 28 例恶性骨肿瘤应用液氮冷冻灭活自体瘤骨，平均随访 28.1 ( 10～54 ) 个月，优良率为82.1%，术后 3 例感染、2 例骨折、2 例复发。本组48 例 II b 期患者中，3 年生存率 77%，44 例骨肉瘤3 年生存率 80%，优于上述其它灭活技术，进一步证明了酒精灭活瘤段骨在临床修复恶性骨肿瘤骨缺损中的可行性。

虽然目前人工关节假体置换术应用广泛，但存在很多并发症，如感染、松动、断裂等[26-28]。尤其在年轻成年患者，因功能要求高，活动强度大，假体失败率更高。本组灭活骨 3 年总生存率 57%( 30 / 53 )，保肢率 68% ( 36 / 53 )。经 Kaplan-Meier生存曲线计算 5 年生存率 42.5%，低于其它报道的酒精灭活骨 5 年生存率 55%[4]。本组灭活骨的生存率与文献报告的其它灭活方式相当，使得大部分患者得到保肢治疗，延缓了接受人工关节假体置换的时间。本研究结果显示，是否保留关节与 MSTS 评分具有相关性 (P＝0.034 )，提示在有效化疗辅助下，尽可能采用保留自身关节的手术方式，可提高患者术后功能。

与其它方法相比，在杀灭肿瘤细胞方面，酒精灭活的方法不仅安全，还具有经济方便、外形匹配的优点；缺点是需要较长的时间来完成再血管化并与周围正常骨实现骨整合，临近关节会出现软骨退变、关节松弛。酒精灭活的可行性在于酒精能够使肿瘤骨壳失活，待周围血管向内生长时肿瘤细胞已被杀死[29]。笔者的前期研究结果显示，术后 8 周可出现连续骨痂，12 周达到完全骨性愈合；与酒精灭活再植相似的是，辐射灭活骨也是以爬行替代的方式完成骨愈合过程，平均每 10 个月生长 1 cm；对于股骨从新生骨自宿主骨形成至完全骨性愈合时间约 4～6 个月，对于胫骨这一过程大约需要 6～8 个月。认为爬行替代可能是骨结合处最主要的成骨途径，股骨愈合时间比胫骨更快[21]。

酒精灭活瘤段骨也存在骨折延迟愈合或不愈合、内固定松动断裂、局部皮肤坏死、伤口感染、早期力学强度不够易发生骨折、远期关节软骨退变等并发症。其中，灭活骨的骨折为发生率最高的并发症。有报道酒精灭活骨的骨折率为 20.4%( 39 / 191 )，内固定断裂率为 7.9% ( 15 / 191 )[4]。笔者的前期临床观察发现酒精灭活自体瘤骨回植术后2 个月出现大量骨痂，术后 6 个月可以达到骨性愈合[30]。因此，不鼓励患者早期进行患肢负重功能锻炼，建议术后扶双拐 3～6 周，下肢支具或石膏托固定 3～6 个月，以促进灭活骨与宿主骨完全愈合。本组灭活骨骨折率仅为 5.7% ( 3 / 53 )，内固定断裂率为 3.8% ( 2 / 53 )，低于其它灭活骨报道，可能与此有关。

酒精灭活再植在肿瘤学因素得到控制的同时得以保肢，是重建恶性骨肿瘤骨缺损的一种可行的手术方法，在没有更好办法情况下是一个较好的选择。与其它灭活方式相比，具有相类似的存活率和良好功能。早期发现和治疗能提高患者的生存率，减少灭活瘤段长度、保留关节有利于提高患功能。

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