钟文耀 田文
镜影手畸形,也称为尺骨复肢畸形[1],在先天性手部畸形中归类为重复畸形[2-3],是累及整个肢体的罕见先天性疾病。在上肢先天畸形流行病统计中,镜影手畸形是最罕见的,在人群中的发病率难以获得统计。上肢畸形典型表现为尺骨重复,桡骨缺如,包含七指或八指的多指畸形,拇指缺如等 ( 图 1 ),因手部、腕关节和前臂在矢状面的对称畸形而获得“镜影手”命名[4],畸形表现的术语为镜像重复。随着对镜影手畸形的认识,已有其它非典型表型的报告。
通常情况下,非综合征镜影手畸形被认为是散发的先天性疾病,突变基因尚未被确定。镜影手在 1587 年用图片的形式被首次描述,首例可靠的病例在 1852 年获得了报告[5]。Laurin Sandrow 综合征 ( LSS,OMIM:135750 )是综合征性镜影手畸形,手部典型表现为多指并指,而文献报告中,镜像畸形更多地发生在下肢,表现为胫骨缺如,腓骨重复和足部的镜像畸形,伴独特面容和鼻部畸形,并会存在其它器官的畸形表现,在 1964 年首次被描述。Laurin Sandrow 综合征目前认为是非 X 连锁染色体遗传疾病[6],常染色体显性遗传的可能性较大,但其遗传基础及突变基因暂未明确[7],有学者认为致病基因位于 14q13[8]。相对于非综合征镜影手畸形,Laurin Sandrow综合征更加罕见,畸形表现也更加复杂和严重。随着对Laurin Sandrow 综合征认识的不断进展,对称性四肢多指并指,特别是杯型手和镜影足伴鼻部畸形基本可以对Laurin Sandrow 综合征进行临床诊断[9]。
镜影手畸形可以是双侧上肢累及的,也可同时累及双侧上肢和双侧下肢[10],但已有单独下肢镜像畸形的报告[11]。国内文献中近年仅有 2 例的影像研究报告,但仅作双尺骨畸形合并多指畸形的诊断,并未诊断为镜影手畸形[12]。总体来说,镜影手畸形的发病率很低,但是临床表现的变异性很大,整个肢体的解剖异常是镜影手畸形非常重要的临床特征,以下针对镜影手的上肢畸形作综述。
图1 典型镜影手畸形表现Fig.1 Typical mirror hand ( Al-Qattan MM, Al-Kahtani AR, Al-Sharif EM, et al. Thumb reconstruction without formal pollicization in mirror hand deformity: a series of four cases[J]. J Hand Surg Eur Vol,2013, 38(9):940-947. )
禽类肢芽极化区域移植的胚胎试验研究显示肢体胚胎发育存在 3 个生长层面。首先,拥有暂态细胞的胚胎肢芽渐进带 ( PZ ) 发育成近端结构,对应人类的上臂。第 2 个层面形成背腹轴,与手臂屈伸结构成分相对应。第 3 个层面形成桡尺侧或轴前-轴后结构。1968 年,Saunders 和Gasseling[13]描述了胚胎发育过程中,沿着肢芽轴后边缘存在的一个极化活化区域 ( ZPA ),其中存在一组具有极化活性的肢体间质细胞。Wolpert 通过移植极化活化区域到不同部位在动物实验中复制了“镜影手”畸形,提出镜影手畸形可能是因为肢体前边缘出现了额外的极化区域导致的[14]。目前在动物实验中,Al-Qattan 等[15-16]提出的典型和非典型镜影手畸形动物模型都已经被复制出来,也明确了 HOXb8 和音猬因子 ( Shh ) 等的异位表达。
音猬因子 ( Shh ) ( MIM 600725 ) 基因表达于 ZPA 中,并介导其活性,具有时间和剂量的依赖性,其表达的剂量不同可以解释一些畸形表型的差异,在肢体发育过程中作用显著,与肢体轴性模式化的关联很大,如桡侧多指畸形,三指节拇指畸形,拇指三重重复,六指手畸形和镜影手畸形都和 Shh 的异常表达相关[17]。肢体的轴前 / 轴后梯度紊乱,轴前区域异位 ZPA 和 Shh 通路的异常表达,会产生两个重复的梯度。镜影手畸形的病因有待确认,胚胎学研究提示了镜影手畸形源于发育过程中的模式化前阶段的异常,与 TWIST1,ALX4,GLI3 和 HOX 等基因的突变有关联[18-19]。Shh 在 ZPA 的正常表达需要上游增强子 ZPA调节序列 ( ZRS ) 驱动,ZRS 位于染色体 7q36。Wieczorek等[20]提出了 ZRS 相关综合征,Lohan 等[21]的研究提示ZRS 区域内的小微重复 ( <80 kb ) 是 Laurin Sandrow 综合征肢体畸形表现的潜在遗传成因,微重复的尺寸越小,畸形表现有更加严重的趋势,建议将 Laurin Sandrow 综合征归类为 ZRS 相关综合征 IIb 型[21]。
镜影手畸形的外观和解剖异常有一定规律可循。患手一般包含七个或八个手指,也有包含六指和五指的报告。手指呈扇状平面分布或杯状分布,手掌宽阔,通常第三或四指蹼通常位置较深,将手指分为桡侧和尺侧。多数情况下双侧手指呈对称分布,由中央至两侧可分别命名为轴前示中环小指,和轴后示中环小指。由尺侧至桡侧,手指逐渐变得发育不良,尺侧手指较桡侧较灵活和功能良好。近年也有学者认为,不伴尺骨重复的五指手畸形是非典型镜影手畸形的一种表型,患者仅在手部表现为镜像畸形[22]。
镜影手畸形会合并并指畸形,这对于 Laurin Sandrow综合征更为常见和严重,有病例表现为所有手指的完全并指,向中央聚拢呈杯状或花蕾状[23-24],指骨由于发育不良可能会隐藏于并连手指之间。几乎所有的病例,正常拇指的位置由 4 个三指节手指取代,尺侧四指基本正常。静息情况下,手指通常呈屈曲姿势,这可能是由伸肌系统缺如或发育不良导致的。腕关节常是屈曲挛缩的[4],可能存在侧偏,这大部分取决于腕骨的排列和两侧尺骨的长度差异。
对于上肢功能,镜影手患者的肘关节,前臂,腕关节及手部都有不同程度的活动受限,这会显著影响患儿的日常生活活动。屈肘肌肉如肱二头肌和肱肌的发育不良,大部分肌肉附着在肱骨远端而不越过肘关节,或其它异常部位,这会导致肘关节屈曲受限,限制在伸直位或过伸位,但也有肘关节屈曲挛缩的病例[4]。前臂肌肉往往发育不良或缺如,旋前和旋后受限。前臂短缩,伸肌发育不良,导致手腕屈曲,通常是尺偏姿势[25]。在手部,桡侧 3 或 4 个手指通常阻碍尺侧手指的功能,患者通过尺侧手指来实现有限的功能。
既往文献对镜影手畸形的表型进行了一些总结。1976年,Swanson[2]根据腕关节及手部的对称结构,将镜影手畸形分为两型,I 型的示指、月骨和小多角骨的数目为1,II 型上述结构的数目为 2。Al-Qattan 等[26]通过对上肢的 X 线片的分析,既往文献的病例,将镜影手畸形分为5 型。1 型为经典的手部镜像多指和前臂尺骨重复;2 型和 3 型为中间型,分别为前臂骨由 2 根尺骨和 1 根桡骨组成的情况,与前臂由 1 根尺骨和 1 根桡骨组成的情况,并根据尺骨和桡骨的发育情况进一步分出亚型;4 型为综合征性镜影手,原文献中包含 Laurin Sandrow 综合征和Martin 综合征;5 型为多手畸形。这是基于骨性成分的分型,但此后出现了更多的表型,此分型无法完全将所有的表型纳入[27]。根据前臂骨的形态还可将镜影手畸形分为两型,分别为经典型,即尺骨复肢畸形,前臂为双尺骨,和非经典型,及前臂由桡骨和尺骨组成的情况。相对于典型镜影手,非典型病例的前臂对称性相对较弱。其它罕见前臂骨的组合,如桡骨 / 桡骨 / 尺骨也已经获得报告,增宽的桡侧前臂骨被认为是两根融合的桡骨[28]。桡骨 / 尺骨 /尺骨的病例也是尺侧前臂骨由两根尺骨融合而成,而并不是 3 根前臂骨分别与肱骨远端独立相关节。
既往国内外文献中的解剖结果,显示镜影手畸形的解剖变异很大,存在上肢的各个层面。一般情况下,患侧上肢相对短缩[25],盂肱关节完好,可能较对侧发育不良,也有盂肱关节 ( 肩关节 ) 脱位的报告[29];三角肌和肩胛上肌肉发育不良或发育不全,导致肩外展功能受限[30]。在肱骨和肘关节水平,肱骨远端增宽,肱骨小头缺如,取而代之的是发育不良的滑车[5]。2012 年,Marsden 等[31]报告了肱骨新的畸形表现,X 线片可见由肱骨外伤髁向肱骨中段发出的细小残余肱骨。结合 Jafari 等[32]在 2005 年报告了1 例出现肱骨头重复的镜影手畸形病例,这提示镜影手畸形的重复水平可能会向近端延伸。
在前臂近端,经典型镜影手的桡侧骨与尺侧骨类似,尺侧骨、桡侧骨与肱骨相关节。两个前臂骨的关节面有一定的旋转,尺骨鹰嘴窝相对[33],在前臂双侧骨呈对称分布,但也有双侧骨非对称分布的情况。Jameel 等[34]报告的 1 例 1 型镜影手畸形,前臂双尺骨鹰嘴窝面向同一侧,而不是相对分布呈对称状,认为是镜影手畸形的一种新表型。大部分病例的尺侧骨滑车和滑车切迹相对表现较正常,桡侧骨可能有脱位的征象,双侧前臂骨近端可能有骨性融合。在前臂中段水平,前臂双骨的发育差异会导致棒手畸形[25]。
在尺腕关节水平,桡侧或双侧尺骨头会发生增宽,形成如桡骨远端一般的干骺端[4],这可能先天的,或是为了适应异常的腕骨负荷而发生继发改变。双侧前臂骨远端通常不形成关节。在腕关节水平,腕骨排列异常,桡尺侧有一定程度的对称性,中央的腕骨可能会融合,桡侧腕骨舟骨,大多角骨,小多角骨被取代。在手部,不存在第一掌骨和拇指的正常结构,所有手指均为三节指骨。桡侧掌指关节通常处于过伸和半脱位状态。总的来说,骨性解剖结构从肱骨下端以远在矢状面通常具有对称性。
除了骨性解剖结构异常,软组织结构异常也获得描述,首具镜影手畸形大体标本保存在哈佛医学院 Warren解剖博物馆,解剖结果显示上肢的血管分布并不是对称的[33]。在上臂和前臂,单一的肱动脉肘窝附近分为桡侧和尺侧两支,尺侧动脉的走形基本正常,延伸至手部,可能形成单一的不完全的掌弓动脉,手指的神经血管支配基本是双侧的。上肢的神经方面,尺神经的走行和支配基本正常,正中神经基本支配所有的伸直动力结构,取代了正常桡神经对前臂动力结构的支配,而肌皮神经可能缺如[4]。肌肉异常会发生在上肢的各个水平,变异也很大。上臂和前臂的肌肉有不同程度的发育不良,起止点异常,导致不同的外观异常及功能障碍。前臂和手部基本存在两组屈肌系统和伸肌系统,伸肌系统发育不良十分常见。掌尺侧屈曲力量过强,桡背侧伸肌力量成分缺失,导致腕关节和手部维持在屈曲状态和尺侧偏斜。手内在肌方面,桡侧骨间肌较尺侧发育不良,桡侧鱼际肌发育不良或缺如[4,8]。总体来说,镜影手畸形的软组织解剖结构桡尺侧对称性不如骨性结构显著,且变异性很大。
随着对镜影手畸形研究的增进和病例报告的增多,出现了许多新的表型,不断补充对此畸形的认识。镜影手畸形的文献报告相对其它上肢畸形少得多,且以病例报告为主,对镜影手畸形的上肢畸形表现和解剖及功能异常的总结,有助于理解畸形表现的形成机制,进而指导畸形矫正治疗方案的设计。
镜影手畸形的治疗目的是改善手部乃至整个上肢的外观和功能。对于手部畸形,减少手指数目和重建拇指功能是首要的治疗步骤[33]。手部术前评估包括手指数目,桡侧手指是否可对掌,其它手部合并畸形和指蹼尺寸。Marsden 等[31]报告了 1 例仅行多指切除而未重建拇指的镜影手畸形患者,经过长时间的使用和适应,最桡侧手指会获得一定的对掌对指功能。
拇指重建治疗有很多手术方案,首选桡侧手指拇化术,包括掌骨短缩,拇化手指移位及旋转。拇化手术技术应用于镜影手畸形与拇指发育不良的情况有所不同[35]。对于镜影手,选择最合适的拇化手指十分重要,这由患者的选择,拇化手指的功能和血管神经束情况共同决定[4]。手指拇化手术可在二期进行,此前可先行额外的桡侧手指列切除术[36]。国外文献有相关治疗的少量病例报告,认为最佳的手术年龄是 2 岁之前,所选择的拇化手指各不相同,利用切除手指的皮肤及皮下软组织重建虎口,随访均获得外观和功能的改善[21,36]。其功能和外观随访与拇指发育不良示指拇化手术基本相同,但暂无两者手术效果的对照报告[37]。镜影手畸形尺侧手指发育通常是正常的,桡侧手指数目多,可选择拇化手指,且用于重建的软组织富裕,外观改善上估计相对更好。
另一种效果明确的手术方案为留下 1 根功能良好的桡侧手指,二期可进行旋转截骨,Al-Qattan 等[38]对 4 例接受这种术式的患者进行了随访,均获得明确的外观和功能改善,相对于手指拇化技术,这种治疗方案更加简单,血运问题发生率低,利用桡尺侧手指间的宽阔的 V 型裂重建虎口减少了虎口狭窄和挛缩的发生率,其缺点为重建后拇指较长。两种术式的捏握力量对比暂无报告。
并指畸形对于镜影手并不罕见,尤其是 Laurin Sandrow综合征的情况,在重建拇指之前可能需要对桡侧手指行并指分指手术[24]。由于并指分指手术会潜在地损伤手指的神经血管束,对后续的手指拇化手术会造成影响,这种情况会增加手术医师的手术难度。其它的手部畸形如偏斜畸形等可在后续的手术治疗中矫正。
对于腕关节和肘关节屈曲挛缩的病例,若可被动纠正,在早期进行支具固定可改善畸形情况,也可行相应肌腱移位手术来纠正[30]。造成肘关节屈伸活动和前臂旋转受限有骨性因素和肌肉软组织因素。Takagi 等[39]对 1 例肘关节屈曲 90°,伸直 -30°,前臂旋前 -70°,旋后 70° 的患者进行了肘关节、上尺桡关节和下尺桡关节的成形术,切除桡侧骨近端鹰嘴样结构是关键,尽量恢复正常的功能解剖关系,术后随访肘关节屈曲 80°,伸直 -15°,前臂旋前0°,旋后 80°,患者日常生活活动获得显著改善。
对于屈肘肌肉缺如或功能不良的病例,则需利用功能性肌肉移位来重建屈肘功能,胸大肌移位已被报告被用于重建镜影手畸形的屈肘功能[30]。而对于腕关节和肘关节僵直的病例,总体治疗更加困难,因为这是多种因素共同导致的[40]。
综上所述,镜影手畸形是累及整个肢体的罕见的先天性疾病,上肢畸形表现多样复杂,显著影响外观及功能,建议尽早获得诊断,畸形评估及决定个体化治疗方案,手术治疗对于上肢各层面畸形的效果肯定。
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