血清ALP预测股骨颈骨折全髋关节置换术后异位骨化的价值

张宁,鞠晓聪,高越

(山东第一医科大学第三附属医院,山东省医学科学院附属医院创伤骨科,山东 济南 250031)

全髋关节置换术是治疗股骨颈骨折的有效手段,对于矫正畸形、重建关节功能、缓解患者疼痛均有良好效果[1]。但有研究指出,全髋关节置换术后患者常常出现异位骨化,引起术后髋部肿胀、疼痛,缩小髋关节活动范围,严重时还会造成关节强直,影响下肢功能[2]。目前,异位骨化的病理生理学尚未清楚,但公认的是全身因素及局部组织变化引起的成骨细胞活性及成骨能力的改变,在该病形成过程中发挥着重要作用[3-4]。碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)主要来源于肝脏与骨骼,是反映机体成骨细胞活性及骨形成能力的敏感性指标之一,与骨折愈合、关节功能恢复等具有密切关系[5-6]。基于以上背景,有理由认为ALP通过影响骨折愈合、关节功能恢复,间接参与异位骨化的发生,但该观点目前仍缺乏研究验证。因此,本研究通过分析2020年1月至2021年12月山东第一医科大学第三附属医院收治的116例股骨颈骨折患者术前血清ALP水平及术后异位骨化发生情况,探讨术前血清ALP水平对异位骨化发生的早期预测价值,为临床制定相关防治方案提供循证参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入标准:(1)股骨颈骨折符合《成人股骨颈骨折诊治指南》[7]中相关诊断标准;(2)新鲜性骨折;(3)首次行全髋关节置换术治疗,且均采用后外侧入路;(4)髋关节解剖无明显异常;(5)凝血功能正常。排除标准:(1)伴有其他部位骨折;(2)既往存在髋关节手术史;(3)存在急慢性感染性疾病;(4)病理性骨折;(5)合并胆管结石、甲状腺功能亢进等可能影响ALP水平的疾病。

根据纳入及排除标准,共116例股骨颈骨折患者作为研究对象,其中男71例,女45例;年龄54～79岁,平均(64.05±4.69)岁;骨折至手术时间21～47 h,平均(36.20±5.50)h。本研究符合《赫尔辛基宣言》原则,患者及家属均自愿签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 血清ALP及其他实验室指标检测方法 患者入院后次日清晨,采集空腹外周肘静脉血6 mL分装2管,其中1管以3 000 r/min速率离心10 min,离心半径10 cm,取血清,采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-amino-2-methyl-1-propanol,AMP)缓冲液法检测ALP水平,采用胶乳增强免疫比浊法检测C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)水平;另1管采用DS-500C型全自动血细胞分析仪检测血常规指标(白细胞、红细胞、血红蛋白、血小板)水平。

1.2.2 异位骨化判定标准 采用髋关节周围异位骨化分级标准(Brooker)[8]评估异位骨化情况,0级:X线片显示无软组织钙化;1级:X线片显示髋上有小的分离的骨化病灶;2级:X线片显示股骨近端骨盆有骨化影像,相距1 cm以上;3级:X线片显示股骨近端骨盆有骨化影像,相距不到1 cm;4级:X线片显示股骨近端与骨盆完全骨化,出现关节强直。本研究将随访期间Brooker评估为1级、2级、3级、4级者定义为出现异位骨化。所有患者全髋关节置换术后均随访1年,随访时间截止至2022年12月,每个月接受1次电话随访,每3个月至院进行复查,期间出现任何异常状况及时至院检查,记录其术后1年内异位骨化的发生情况。

1.2.3 临床资料采集 研究者采用自制临床资料调查表采集患者性别、年龄、骨折至手术时间、骨折部位、Garden分型、合并症、吸烟、麻醉方式、手术时长等资料。

2 结 果

2.1 异位骨化发生情况 术后随访1年,116例患者中13例出现异位骨化,发生率为11.21%(13/116),其中Brooker评估为1级3例,2级10例。

2.2 两组异位骨化患者临床资料比较 异位骨化组中男性占比较无异位骨化组高,术前血清CRP、ALP水平较无异位骨化组高,差异有统计学意义(P<0.05);两组其他临床资料比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表1)。

表1 两组患者临床资料比较

2.3 术前血清ALP水平及其他主要指标对异位骨化发生的影响 将股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化发生情况作为因变量,将术前血清ALP及其他主要指标[性别(1=男,0=女)、CRP)]作为自变量进行Logistic回归分析,结果显示,术前血清ALP是股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化发生的独立危险因素(P<0.05,见表2)。

表2 术前血清ALP水平及其他主要指标对异位骨化发生的影响

2.4 术前血清ALP对术后异位骨化发生的预测价值 将股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化发生情况作为状态变量,将术前血清ALP水平作为检验变量进行ROC曲线分析,结果显示,术前血清ALP水平预测股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化发生的AUC为0.768(95%CI:0.606～0.931),当ALP取122.52 U/L时可获得最佳预测价值,此时敏感度为76.90%,特异度为80.60%,约登指数0.575。ROC曲线图见图1。

图1 血清ALP预测术后异位骨化发生的ROC曲线 图2 血清ALP评估术后异位骨化程度的ROC曲线

2.5 术前血清ALP水平对术后异位骨化程度的评估价值 13例异位骨化患者中3例Brooker评估为1级的术前血清ALP水平为(114.41±8.55)U/L,10例2级的术前血清ALP水平为(126.69±4.55)U/L,二者血清ALP水平对比,差异有统计学意义(t=3.394,P=0.006)。ROC曲线结果显示,术前血清ALP水平评估股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化程度的AUC为0.933(95%CI:0.782～1.000),具有较高评估价值;当ALP取120.87 U/L时,可获得最佳评估价值,此时敏感度为90.00%,特异度为66.70%,约登指数为0.567。ROC曲线图见图2。

3 讨 论

股骨颈骨折全髋关节置换术后异位骨化是指在受损髋关节的软组织中出现成骨细胞,并形成具有小梁结构的成熟板层骨。异位骨化一旦形成,常常给患者带来持续的慢性疼痛,且15%～35%的患者会出现明显的关节活动受限,需要再次手术进行切除,不但会增加患者痛苦,还会加重家庭经济负担,影响家庭和谐[9-10]。本研究发现,116例股骨颈骨折患者全髋关节置换术后1年内异位骨化发生率为11.21%,高于蔡晓晞等[11]研究结果(6.67%),分析原因可能与本研究中的研究对象多数为高龄、骨折程度较重有关。可见,股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化发生率较高,若术前能识别出有可能发生异位骨化的高风险患者,可以给临床一个选择预防性治疗的机会,对于改善患者预后具有重要意义。

3.1 ALP的作用 ALP是成骨细胞分化时所分泌的一种糖蛋白酶,能在碱性条件下分解有机磷脂,提供磷酸根,并去除钙化抑制物,从而促进钙化的进行,参与骨和牙齿等硬组织代谢、形成与再生过程[12-13]。有研究指出,血清ALP水平在骨折发生时及骨折愈合期会有所升高,以增加成骨细胞活性,促进骨折愈合[14]。而异位骨化是损伤处局部组织的祖细胞向成骨细胞分化,导致成骨细胞活性过强所诱导的软骨内成骨的病理现象[15]。由此,推测血清ALP水平可能与异位骨化的发生有关。本研究发现,异位骨化组术前血清ALP水平较无异位骨化组高,且异位骨化2级患者血清ALP水平较1级患者高,证实上述猜测,表明ALP与股骨颈骨折患者全髋关节术后异位骨化的发生密切相关,但关于其是否能早期预测异位骨化的发生还需进一步研究证实。

3.2 术前血清ALP水平对异位骨化发生的预测价值 为验证术前血清ALP水平对股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化发生的早期预测价值,本研究进一步进行Logistic回归分析及ROC曲线分析发现,术前血清ALP水平异常升高会增加股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化发生风险,对异位骨化的发生及异位骨化程度具有一定预测价值。分析原因在于,ALP作为一种成骨细胞分化与功能的重要标志物,在骨折、关节炎等病理刺激下其水平会有所升高,以达到增强成骨细胞活性,促进成骨细胞合成Ⅰ型胶原、骨基质,加速骨折愈合的目的[16-17]。正常情况下,成骨细胞在生长过程中存在一定的平衡增殖及凋亡的内在调控能力,但当血清ALP水平过高时,会导致成骨细胞活性异常增高,破骨细胞与成骨细胞之间的平衡被破坏,Ⅰ型胶原、骨基质等分泌过多且无法及时被吸收,从而在软骨组织中大量聚集形成具有典型增殖、成熟及肥大区域的生长板,并最终诱导异位骨化的发生,增加异位骨化严重程度[18-19]。Citak等[20]进行的一项回顾性分析中也指出,87例异位骨化患者在疾病诊断时有49例ALP水平升高。这也提示术前血清ALP水平与异位骨化的发生密切相关,可用于股骨颈骨折患者术后异位骨化的早期预测中。对于术前血清ALP水平较高者,可在手术后预防性使用非甾体类抗炎药、维生素K类药物或进行放疗,同时需加强对患者术后骨折愈合的监测情况,指导患者保持良好的生活习惯(如戒烟戒酒、避免浓茶、咖啡等的摄入),以便降低异位骨化发生风险,改善患者预后具有积极意义。

综上所述,术前血清ALP水平异常升高可增加股骨颈骨折患者全髋关节置换术后异位骨化的发生风险,临床可将其用于患者术后异位骨化发生的早期预测中,并指导临床防治方案的制定。但本研究仅对股骨颈骨折患者术前血清ALP水平进行统计分析,并未观察其在术前、术后不同时点的动态变化过程,且未对血清ALP与患者性别、血清CRP等其他可能影响异位骨化指标之间的关系进行深入分析,这也为研究局限性所在,今后还需进一步研究加以明确。