膝單間室骨性關(guān)節(jié)炎與骨質(zhì)疏松癥的關(guān)聯(lián)分析

蔄元鵬 李桂石 王光達(dá) 姜濤濤 王金偉 黃晨

1煙臺市煙臺山醫(yī)院骨科 264001；2煙臺毓璜頂醫(yī)院骨關(guān)節(jié)外科 264000

0 引言

膝單間室骨性關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）是以關(guān)節(jié)軟骨退行性變和關(guān)節(jié)周圍骨質(zhì)增生為病理性特征的慢性進(jìn)行性骨關(guān)節(jié)病，其相關(guān)危險因素一直是國內(nèi)外研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。有研究結(jié)果表明，骨質(zhì)疏松（osteoprosis，OP）是 KOA 的一種重要危險因素。目前，針對KOA與OP的關(guān)系，國內(nèi)外研究者的觀點(diǎn)主要有3種：KOA與OP負(fù)相關(guān)；KOA與OP正相關(guān)；KOA與OP無關(guān)。有研究者認(rèn)為，性激素水平變化可能是老年女性KOA發(fā)病的主要原因。對于老年女性，卵巢功能減退會引起雌激素水平降低，導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨代謝減弱，骨量減少，骨小梁結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度發(fā)生變化，進(jìn)而誘發(fā)骨性關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis,OA）[1]。也有研究者發(fā)現(xiàn)，體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）＞28 人群的 OA 發(fā)病率高于BMI正常的人群，原因可能是隨BMI的增長，關(guān)節(jié)負(fù)荷隨之增加，使關(guān)節(jié)表面軟骨的退變速度加快[2-3]。但也有研究結(jié)果表明，BMI升高使OP的發(fā)生率降低，原因可能是由于體重增加導(dǎo)致骨受力增加，進(jìn)而使骨量反應(yīng)性增加，這就解釋了KOA與OP負(fù)相關(guān)的觀點(diǎn)。

很多KOA患者伴發(fā)OP，其中既往曾有脊柱壓縮性骨折或其他部位脆性骨折病史者并不少見。OP是否為KOA的致病因素？二者病理進(jìn)程是否互為病因？二者是否相互促進(jìn)？上述問題均尚不明確。因此，本研究中，通過匹配性分析，篩選KOA病例，并對入組患者的病理特征進(jìn)行相關(guān)性分析，進(jìn)而分析KOA與OP的關(guān)聯(lián)度，為KOA的臨床預(yù)防、治療、預(yù)后康復(fù)等提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2017年1月至2019年12月于煙臺毓璜頂醫(yī)院骨科就診的KOA患者76例，為KOA組，其中男性30例，女性46例，年齡（55.0±3.0）歲。KOA組患者的納入標(biāo)準(zhǔn)為：KOA臨床癥狀陽性，初次膝關(guān)節(jié)單髁置換，既往確診膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎，K-L（Kellgren-Lawrence）分級為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級，年齡 50～80歲，BMI＜38。KOA的確診標(biāo)準(zhǔn)方法為雙側(cè)膝關(guān)節(jié)負(fù)重位X線攝片檢查（Digital Diagnost數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)，荷蘭PHILIPS公司）。

KOA組中患者分為患OP者和為患OP者。KOA合并OP者的納入標(biāo)準(zhǔn)為：原發(fā)性O(shè)P，包括幼年型、成年型、絕經(jīng)型、老年型。KOA合并OP者的排除標(biāo)準(zhǔn)為：患類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎；患創(chuàng)傷性膝關(guān)節(jié)炎；患導(dǎo)致OP的內(nèi)外科疾病，如甲狀旁腺功能亢進(jìn)、腎衰；藥源性O(shè)P，如乳腺癌抗雌激素治療、既往接受髖關(guān)節(jié)置換或腰椎內(nèi)固定手術(shù)；患硬化性骨病變，如氟骨癥、彌漫性骨硬化等；臨床資料不完整；其他繼發(fā)性O(shè)P者（見表1）。

另選取2017年1月至2019年12月于煙臺毓璜頂醫(yī)院體檢中心進(jìn)行體檢的未患有KOA者42例為對照組。其中，男性20例，女性22例，年齡（55.0±3.0）歲。KOA組和對照組研究對象均同意參加本項研究，并簽署書面同意書。

1.2 方法

1.2.1 BMI計算方法

依照研究對象的身高和體重，計算其BMI。公式為BMI=m/h2，其中 m 為體質(zhì)量（kg），h為身高（m）。

1.2.2 OP的理化分析方法

通常，原發(fā)性O(shè)P患者的血清鈣、磷、堿性磷酸酶的水平是正常的，但血甲狀旁腺激素可正常或升高。但對于創(chuàng)傷骨折者，其在骨折后數(shù)月內(nèi)可見堿性磷酸酶水平升高。其他可動態(tài)反映骨形成和骨吸收狀態(tài)的血清生化測量指標(biāo)包括：骨特異的堿性磷酸酶（反映骨形成）、抗酒石酸酸性磷酸酶（反映骨吸收）、骨鈣素（反映骨形成）、尿吡啶啉和脫氧吡啶啉（反映骨吸收）等。健康人群中晨尿鈣/肌酐比值通常為0.13±0.01，若此值過高，則提示骨吸收率增加，患OP的可能性增大。但理化分析為有創(chuàng)檢測，對于非KOA和無需住院治療的門診患者并不適用，且理化分析會增加患者負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致其配合意愿差。

1.2.3 OP的影像學(xué)和骨密度診斷方法及標(biāo)準(zhǔn)

觀察病變部位的X線圖像，可發(fā)現(xiàn)骨折及其他病變。在骨質(zhì)減少者的X線圖像中，可見骨透亮度增加，但通常骨質(zhì)減少30%以上才能被觀察到，導(dǎo)致早期檢出率低、早期診斷效能差，且診斷結(jié)果受閱片人主觀影響較大。

使用雙能X線吸收（dualenergy X-ray absorptiometry，DXA）檢測患者骨密度（bonemineral density，BMD）是目前公認(rèn)的OP診斷金標(biāo)準(zhǔn)。DXA法簡單、快捷、誤差相對較小。因此，本研究采用DXA檢測法（雙能X線攝像骨密度測定儀，美國GE公司）對患者BMD進(jìn)行檢測。檢測時，按臨床推薦標(biāo)準(zhǔn)，檢查患者的1～4節(jié)腰椎（L1～L4）、總髖部和股骨頸處的骨量。以世界衛(wèi)生組織推薦的標(biāo)準(zhǔn)，以T值判別患者是否患OP。T值為無量綱數(shù)，其含義是被測人的骨密度與同性別正常青年人骨密度峰值的差別。當(dāng)T值＞-1時為正常；當(dāng)-1＞T值＞-2.5時表示骨量低、骨質(zhì)流失；當(dāng)T值＜-2.5時表示患OP。

表1 繼發(fā)性骨質(zhì)疏松（OP）病因

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

符合正態(tài)分布的計量資料采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）表示。使用SPSS16.0軟件，利用χ2檢驗和方差分析進(jìn)行差異性比較；使用Graphpad Prism6.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行二分類變量關(guān)聯(lián)性分析，所得關(guān)聯(lián)系數(shù)r值在0～視為有統(tǒng)計學(xué)意義，數(shù)值越大說明兩者關(guān)聯(lián)程度越大。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義

2 結(jié)果

2.1 年齡因素的影響

根據(jù)患者年齡，對KOA組和對照組中的研究對象進(jìn)行分組。其中，50～59歲為A組，60～69歲為B組，70～79歲為C組，見表2。分析患者年齡與KOA發(fā)病率、BMD值、OP發(fā)病率、BMI值的相關(guān)性。

表2 研究對象的年齡因素與KOA和OP的關(guān)系

χ2檢驗結(jié)果表明，3個年齡組在KOA發(fā)病率上的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=21.02，P＜0.01）。該結(jié)果說明，KOA的發(fā)病與年齡存在相關(guān)性。作為一種慢性進(jìn)行性疾病，KOA的發(fā)病率在中老年人群中隨年齡增長逐漸升高。這可能與老年人隨年齡增長逐步出現(xiàn)骨代謝異常及膝關(guān)節(jié)應(yīng)力降低有關(guān)。

針對BMD值的方差分析結(jié)果表明，3組BMD值的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=21.65，P＜0.01），表明年齡與BMD存在相關(guān)性，故進(jìn)一步進(jìn)行多重比較。多重比較結(jié)果表明，A組與B組間的標(biāo)準(zhǔn)誤為0.20，P=0.01；A 組與 C組間的標(biāo)準(zhǔn)誤為 0.22，P＜0.01；B組與C組間的標(biāo)準(zhǔn)誤為0.21，P＜0.01；差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。因此，判斷年齡與BMD存在線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，年齡為BMD的一個重要影響因素。又因為BMD為OP的診斷標(biāo)準(zhǔn)，因此年齡很可能與OP存在密切聯(lián)系。

為探究年齡與OP的關(guān)系，進(jìn)一步對年齡和OP患病率進(jìn)行χ2檢驗。結(jié)果表明，3個年齡組在OP發(fā)病率上的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=13.93，P＜0.01）。說明OP的發(fā)病與年齡存在相關(guān)性。中老年人隨年齡的增長，骨質(zhì)流失增加，BMD不斷降低，OP的發(fā)病率逐步升高。

另外，針對BMI的方差分析結(jié)果表明，3組在BMI上的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（F=0.05，P=0.95），表明年齡與BMI無關(guān)。

2.2 BMI與BMD的關(guān)系

根據(jù)所有研究對象的BMI，將其分為低BMI組（BMI＜18.5）、正常 BMI組（18.5≤BMI≤23.9）、高BMI組（BMI＞23.9）。結(jié)果顯示，低BMI組的 T值為-3.55±0.96、正常 BMI組的 T 值為-2.82±0.71、高BMI組的T值為-2.06±1.20。組間比較顯示，各組T值之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=15.797，P＜0.01）。多重比較結(jié)果為：低BMI組與正常BMI組之間的標(biāo)準(zhǔn)誤為0.28，P=0.04；低BMI組與高BMI組之間的標(biāo)準(zhǔn)誤為0.29，P＜0.01；正常BMI組與高BMI組之間的標(biāo)準(zhǔn)誤為0.02，P＜0.01。上述結(jié)果表明，研究對象的BMI與其BMD存在相關(guān)性。

2.3 KOA與OP的關(guān)系

對KOA組和對照組中OP的患病率進(jìn)行統(tǒng)計，見表3。結(jié)果顯示，KOA組和對照組研究對象OP患病率的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=16.14，P＜0.01），說明KOA與OP存在相關(guān)性。二分類變量關(guān)聯(lián)性分析處理結(jié)果顯示，KOA和OP存在關(guān)聯(lián)（r=0.35）。上述結(jié)果顯示，KOA與OP在發(fā)生、發(fā)展過程中相互影響，二者不可分割，需“單病雙治，共同治療”，在治療KOA的同時注意OP的防治，才能獲得滿意的治療效果。

表3 KOA與OP的關(guān)系

3 典型病例分析

患者為65歲女性，有10年雙膝關(guān)節(jié)疼痛并活動受限病史?；颊呒韧鶡o可引起OP的內(nèi)分泌性、營養(yǎng)性等繼發(fā)性患病因素；月經(jīng)史：14，3-5/30，53；育有1子1女。?？茩z查結(jié)果為：左膝關(guān)節(jié)輕度腫脹，皮膚無紅熱；浮髕試驗（-）；關(guān)節(jié)間隙輕壓痛；膝關(guān)節(jié)屈伸活動范圍為 5°～130°，過屈、過伸疼痛受限；側(cè)方應(yīng)力試驗（-）；前抽屜試驗（-）；麥?zhǔn)险鳎?）；足背動脈搏動良好、下肢血運(yùn)正常、肌力和肌張力正常。初步診斷：左側(cè)KOA；右側(cè)人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后。

該患者的左膝關(guān)節(jié)負(fù)重位X線圖像如圖1所示，骨密度檢測結(jié)果見表4。

圖1 某65歲女性膝單間室骨性關(guān)節(jié)炎（KOA）患者的左膝關(guān)節(jié)負(fù)重位X線圖像

表4 某65歲女性KOA患者的骨密度值

排除手術(shù)禁忌后，在椎管內(nèi)麻醉下對該患者行左側(cè)人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。術(shù)中見患者脛骨、股骨骨皮質(zhì)變薄，脆性較正常者增加。術(shù)后膝關(guān)節(jié)X線圖像如圖2所示。術(shù)后給予消腫、止痛、改善循環(huán)、預(yù)防血栓等對癥治療，并行下肢康復(fù)訓(xùn)練，恢復(fù)良好。囑積極行補(bǔ)鈣（促進(jìn)鈣吸收，預(yù)防OP）治療，避免因OP導(dǎo)致的假體松動、下沉或假體邊緣骨折的發(fā)生，提高預(yù)后效果。

圖2 某65歲女性膝單間室骨性關(guān)節(jié)炎患者行人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的膝關(guān)節(jié)X線圖像

4 討 論

OA與OP均表現(xiàn)為骨、軟骨的病變，其發(fā)病率均與年齡成正相關(guān)[4]，二者的病理改變存在差異。研究結(jié)果表明，OA患者的BMD升高是由于骨吸收降低，骨丟失減少造成。然而，目前對OA如何抵御OP發(fā)展的機(jī)制并不十分明確。有研究發(fā)現(xiàn)，OA患者在關(guān)節(jié)退變時，會伴有軟骨下骨的囊性變及顯微骨折，進(jìn)而繼發(fā)骨質(zhì)增生，骨贅形成，使局部骨量增多，延緩OP發(fā)生[5]。OA和OP同時發(fā)生時，OP導(dǎo)致骨量下降，但不能阻止OA發(fā)生；但OA導(dǎo)致的骨質(zhì)增生、骨量升高，能延緩OP的發(fā)生及發(fā)展。因此，研究者認(rèn)為OA與OP呈負(fù)相關(guān)。此外，OP程度隨著年齡的增長而加深。OA與OP均為老年人運(yùn)動系統(tǒng)的常見病，且常相互伴發(fā)，因此兩病相關(guān)的可能性很大。結(jié)合文獻(xiàn)報道，筆者傾向于認(rèn)為在KOA及OP早期，兩者呈負(fù)相關(guān)，而在骨小梁發(fā)生微骨折后，OA病變加速，兩者呈互相促進(jìn)、加速演變的病程。

KOA是一種異質(zhì)性疾病，特征是多種關(guān)節(jié)組織發(fā)生變化，其由多種不同的潛在機(jī)制驅(qū)動[6-7]。KOA可分為有癥狀和無癥狀2種。其中，有癥狀KOA為既有影像學(xué)改變，又有臨床癥狀；無癥狀KOA為有影像學(xué)改變，但無臨床癥狀。對于KOA的影像學(xué)診斷，Kellgren和Lawrence等主張將骨贅增生、關(guān)節(jié)間隙狹窄、軟骨下骨硬化伴囊性變等作為評定其嚴(yán)重度的依據(jù)。但是K-L標(biāo)準(zhǔn)有不足之處，如過度偏重于以增生骨贅作為評定依據(jù)，而事實(shí)上某些患者的骨贅量可能與年齡增長相關(guān)，并非完全與疾病進(jìn)程或嚴(yán)重度相關(guān)，這使其評定結(jié)果有時不夠準(zhǔn)確。然而，目前臨床仍普遍采用K-L標(biāo)準(zhǔn)作為評定OA嚴(yán)重度的依據(jù)。為了保證本研究結(jié)果與文獻(xiàn)資料有可比性，故本研究中仍采用K-L評定標(biāo)準(zhǔn)作為評定研究對象KOA的主要依據(jù)。

現(xiàn)有針對KOA發(fā)病原因的研究尚無統(tǒng)一的結(jié)論。體內(nèi)生化失衡和外傷造成的關(guān)節(jié)軟骨損傷和破壞、損傷后修復(fù)障礙等因素是導(dǎo)致老年KOA高發(fā)的主要原因[8-10]。老年人群中，KOA發(fā)病率、退變程度和癥狀表現(xiàn)均和年齡正相關(guān)，老年人的生理功能、關(guān)節(jié)的自我保護(hù)能力和修復(fù)能力下降是KOA發(fā)病的主要原因[11-13]。迄今為止，大多數(shù)KOA藥物的臨床試驗中，是將所有基于影像學(xué)特征判定的KOA病例作為一種病來治療，但這些藥物未能明顯改善病程，僅能起到緩解癥狀、提高生活質(zhì)量、延緩疾病進(jìn)展的作用。KOA在我國的發(fā)病率約為4%，55歲以上人群中有68%可見影像學(xué)上的骨關(guān)節(jié)改變。此外，從相關(guān)流行病學(xué)報告上看，KOA的發(fā)病率在我國呈上升趨勢[14]。

OP是一種以慢性、全身性和骨骼疾病為特征的疾病，表現(xiàn)為骨量減少和微體系結(jié)構(gòu)惡化造成的全身骨骼退化、骨骼強(qiáng)度降低[15-17]。有研究結(jié)果表明，60歲女性中約有1/3會患OP，而對于70歲以上人群，這一數(shù)值會上升至2/3，且OP發(fā)病率與年齡呈正相關(guān)。OP使老年人群骨質(zhì)流失、骨強(qiáng)度降低，導(dǎo)致易發(fā)生脆性骨折，尤其是脊椎和髖部骨折。OP已成為一種發(fā)生率高且可導(dǎo)致重大公共衛(wèi)生問題的一種慢性疾病[18]。有研究結(jié)果顯示，女性股骨和腰椎骨的BMD與BMI存在相關(guān)性，65歲以上者患OP和骨折風(fēng)險與BMI間有很強(qiáng)的相關(guān)性[19-20]。60～75歲的人群中，BMD值與BMI呈正相關(guān)，其中BMI≥25的人，其BMD相對正常；然而，對于75歲以上人群，這種關(guān)聯(lián)就不明顯。上述結(jié)果表明，BMI與BMD和骨折風(fēng)險之間存在U形關(guān)系。使BMI保持在25左右是預(yù)防OP的理想方法，但BMI不宜過大，因為過度肥胖會增加跌倒、退行性改變和系統(tǒng)性疾病的風(fēng)險[21-23]。

本研究中，由于樣本量有限，所得出結(jié)論的可靠性、適用性、普遍性有待在臨床工作中進(jìn)一步檢驗。下一步工作中，將進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，進(jìn)行更深入的研究。KOA的治療除緩解疼痛外，提高肌力和加強(qiáng)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性是關(guān)鍵[24-27]；OP的治療則強(qiáng)調(diào)骨量的改善和加強(qiáng)身體平衡性[28]；對于KOA合并OP，治療上應(yīng)以緩解關(guān)節(jié)疼痛，促進(jìn)功能恢復(fù)為主[29]。而抑制膝關(guān)節(jié)退變發(fā)展和防止骨量丟失才是相關(guān)治療的根本[30-32]。

5 結(jié)論

BMD與BMI具有相關(guān)性，BMD與年齡呈負(fù)相關(guān)，KOA和OP的發(fā)病率均與年齡存在相關(guān)性。KOA與OP存在較大關(guān)聯(lián)性，且關(guān)聯(lián)系數(shù)較大，KOA伴發(fā)OP的概率很高。OP為KOA的致病因素之一，臨床中對KOA患者，在前術(shù)后都要進(jìn)行抗OP治療。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突