劉小康,鮑 豐,陳旭宏
義烏市中心醫(yī)院骨科,義烏 322000
彌漫性特發(fā)性骨肥厚癥(DISH)是一種以韌帶和肌腱附著點(diǎn)的骨化、鈣化為特征的全身性疾病,多見(jiàn)于老年男性。Forestier等[1]于1950年首次描述了該病,并將其描述為“老年強(qiáng)直性脊椎骨肥大”,亦稱為Forestier病。20世紀(jì)70年代,Resnick等[2]歸納總結(jié)了Forestier病的影像學(xué)和病理學(xué)特點(diǎn),正式將其命名為DISH。DISH常累及椎旁韌帶,多見(jiàn)于胸椎,其次是頸椎和腰椎[3]。周圍關(guān)節(jié)(如肩、肘、腕、骨盆、髖、膝和腳踝)也可發(fā)生軟組織增厚和鈣化[4]。DISH缺乏特征性的臨床癥狀,多局限于影像學(xué)表現(xiàn),其診斷容易被忽略。本文通過(guò)查閱DISH相關(guān)文獻(xiàn),從流行病學(xué)、發(fā)生機(jī)制、臨床表現(xiàn)、影像學(xué)表現(xiàn)、診斷和治療等方面展開(kāi)分析,以期為DISH的臨床診治提供參考,綜述如下。
DISH的發(fā)生率報(bào)道差異較大,日本的發(fā)生率為8.7% ~ 27.1%[5-7],北美和歐洲50歲以上人群的發(fā)生率分別為15% ~ 25%和17%[8]。Hirasawa等[6]將行CT重建和X線檢查的DISH發(fā)生率進(jìn)行比較,行CT檢查的發(fā)生率為27.1%,行X線檢查的發(fā)生率為17.6%。發(fā)生率的差異可能是不同國(guó)家的發(fā)展程度及影像學(xué)評(píng)估方式不同所造成。此外,不同性別DISH的發(fā)生率不同,男女發(fā)生率之比約為2∶1,且發(fā)生率隨年齡增長(zhǎng)而增加[4]。來(lái)自荷蘭的一項(xiàng)研究[9]顯示,50歲以上人群中,通過(guò)胸部X線檢查發(fā)現(xiàn),男性DISH發(fā)生率(22.7%)明顯高于女性(12.1%)。Hiyama等[5]的一項(xiàng)針對(duì)1 497例受試者的流行病學(xué)研究表明,DISH總體發(fā)生率為19.5%,男性發(fā)生率(21.1%)亦高于女性(16.0%),在≥70歲的人群中DISH發(fā)生率達(dá)40.9%。
不同國(guó)家的DISH發(fā)生率存在一定差異,提示遺傳因素可能在其發(fā)生機(jī)制中起到了一定作用。有研究[10]觀察到DISH發(fā)生的家族和群體聚集性和早發(fā)性,這表明DISH的發(fā)生與遺傳因素相關(guān)。Kranenburg等[11]的研究表明,犬類的DISH總體發(fā)生率為3.8%,而拳師犬的發(fā)生率為40.6%,該犬的DISH高發(fā)生率進(jìn)一步支持了DISH的發(fā)生與遺傳相關(guān),可將其作為研究DISH的動(dòng)物模型。
DISH具有韌帶骨化特征,與后縱韌帶骨化癥(OPLL)密切相關(guān),并可共存。因此,與OPLL相關(guān)的易感基因也被認(rèn)為是DISH的易感基因[12]。膠原蛋白6A1(COL6A1)是OPLL的易感基因,COL6A1編碼的Ⅵ型膠原α鏈蛋白,是一種細(xì)胞外基質(zhì)蛋白,可作為成骨細(xì)胞的支架,參與新骨的形成[13]。此外,成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)通過(guò)其受體FGFR1和FGFR2,對(duì)調(diào)控成骨細(xì)胞的成熟和分化起到了重要的作用[13]。Nakajima等[14]的研究發(fā)現(xiàn),編碼特異性頂部盤(pán)狀底板反應(yīng)蛋白2(RSPO2)基因是OPLL的易感基因。RSPO2作為Wnt信號(hào)通路的激動(dòng)劑,激活Wnt信號(hào)通路,使間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化,促進(jìn)韌帶、肌腱的骨化過(guò)程。
雖然DISH是一種骨骼疾病,但與代謝紊亂有重要的聯(lián)系,糖尿病、高胰島素血癥、肥胖、血脂異常和高尿酸血癥等可視為DISH的危險(xiǎn)因素[3,15]。肥胖和2型糖尿病通常都伴有高胰島素血癥,胰島素在體外被證明能促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化[16],這表明高胰島素血癥可能促進(jìn)韌帶骨化過(guò)程。
DISH患者的胰島素和生長(zhǎng)激素水平高于健康人群,滑膜液中的生長(zhǎng)激素水平也高于血清中的生長(zhǎng)激素水平。生長(zhǎng)激素具有直接通過(guò)刺激成骨細(xì)胞增殖或間接通過(guò)促進(jìn)局部胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(IGF-1)產(chǎn)生來(lái)促進(jìn)骨形成的能力,IGF-1則通過(guò)刺激成纖維細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的增殖來(lái)介導(dǎo)生長(zhǎng)激素對(duì)骨的作用[15]。另有研究[17]表明,DISH患者紅細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)激素水平也高于血清中的生長(zhǎng)激素水平,且前縱韌帶和椎體前緣的滋養(yǎng)血管有所增加,因此,紅細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)激素可能被輸送到這些部位并釋放,進(jìn)而促進(jìn)韌帶骨化過(guò)程。與生長(zhǎng)激素類似,維生素A及其衍生物也有促進(jìn)新骨形成的能力。然而,維生素A在DISH發(fā)生過(guò)程中是否發(fā)揮作用還存在爭(zhēng)議。
2.3.1 Dickkopf相關(guān)蛋白1(DKK-1)
DKK-1可抑制Wnt信號(hào)通路,Wnt信號(hào)通路是骨和關(guān)節(jié)許多生理功能的重要調(diào)節(jié)途徑。這一途徑通過(guò)促使間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化,以及通過(guò)抑制成骨細(xì)胞凋亡和促進(jìn)破骨細(xì)胞生成來(lái)誘導(dǎo)新生骨的形成。在DISH患者中進(jìn)行的研究[18]表明,低水平的DKK-1可能在廣泛的骨化過(guò)程中起了重要作用。
2.3.2 核因子 -κB(NF-κB)
NF-κB調(diào)節(jié)多種參與細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的基因表達(dá),并調(diào)節(jié)多能干細(xì)胞的分化。在韌帶中,NF-κB的活化與間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞的分化有關(guān)[19]。血小板衍生生長(zhǎng)因子-BB(PDGF-BB)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)可刺激NF-κB的活性,而DISH患者韌帶組織中的這些因子水平高于其他脊柱疾病患者。上述發(fā)現(xiàn)表明NF-κB信號(hào)可能促進(jìn)了軟組織的骨化過(guò)程。
2.3.3 骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP2)
BMP2及其受體通過(guò)誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞向成纖維細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化,并提高堿性磷酸酶(ALP)活性,加速韌帶骨化的過(guò)程[20-21]。BMP2的活性受到基質(zhì)Gla蛋白(MGP)的抑制,因此,MGP缺乏或其羧化缺陷會(huì)提高BMP2的水平,從而導(dǎo)致過(guò)量的新骨形成[13]。OPLL患者韌帶細(xì)胞受機(jī)械刺激后BMP2表達(dá)上調(diào),病變部位BMP2水平升高[21],說(shuō)明這一途徑可能也參與了DISH的成骨過(guò)程。
DISH患者的相關(guān)放射學(xué)研究[5,22]表明,新骨形成多在椎體前外側(cè),胸椎的骨化主要發(fā)生在T8~10節(jié)段和椎體的右前方,遠(yuǎn)離主動(dòng)脈等血管,而位于頸椎的骨贅則呈對(duì)稱分布[23]。這可能是胸椎左側(cè)持續(xù)的主動(dòng)脈搏動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械壓力抑制了DISH的骨化進(jìn)程。此外,椎體前緣新骨的形成被認(rèn)為與椎旁血管分布有關(guān),胸椎的連續(xù)性骨化較頸椎更為常見(jiàn),這可能與胸椎的椎旁血管比頸椎更為豐富有關(guān)[23]。Miedany等[24]的研究發(fā)現(xiàn),DISH患者的椎體滋養(yǎng)孔數(shù)量顯著增加,滋養(yǎng)血管更為豐富,因此,血管因素可能與DISH的發(fā)生相關(guān)。
DISH的發(fā)生機(jī)制尚不清楚,可能與局部的成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、膠原纖維和鈣化基質(zhì)受到遺傳、代謝、血管和機(jī)械刺激等因素的影響有關(guān)。揭示DISH的發(fā)生機(jī)制對(duì)骨組織工程和骨再生領(lǐng)域有重要意義。
2020年,Kuperus等[4]報(bào)道的200例DISH患者中,72%患者存在背部疼痛,84%患者存在脊柱活動(dòng)受限,可見(jiàn)疼痛和活動(dòng)受限是DISH的常見(jiàn)癥狀。但根據(jù)Holton等[25]的研究顯示,脊柱骨質(zhì)增生可能對(duì)背部疼痛有保護(hù)作用,與對(duì)照組相比,DISH患者的背部疼痛情況較輕。這可能是因?yàn)樾律堑男纬蓪?dǎo)致脊柱節(jié)段融合,增加了脊柱的穩(wěn)定性,從而使疼痛減輕。當(dāng)DISH累及脊柱之外的部位時(shí),可使相應(yīng)部位出現(xiàn)疼痛、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍減小等癥狀。此外,新生的骨贅與骨化的韌帶一起壓迫脊髓或神經(jīng)根,引起脊髓壓迫癥狀或神經(jīng)根性疼痛等癥狀。
DISH是頸椎前緣骨贅形成的重要原因之一。頸椎前緣骨贅較常見(jiàn),在老年人群中發(fā)生率為20% ~ 30%[26],但大多數(shù)有頸椎骨贅形成的患者無(wú)臨床癥狀。當(dāng)患者出現(xiàn)癥狀時(shí),吞咽困難是常見(jiàn)主訴,嚴(yán)重者還會(huì)引起聲音嘶啞、呼吸困難。頸椎前緣骨贅影響吞咽的機(jī)制可能為骨贅對(duì)食管、氣管的直接壓迫,骨贅刺激椎前軟組織引起炎性反應(yīng)及水腫,或長(zhǎng)期受壓導(dǎo)致神經(jīng)叢破壞等[27]。增生的骨贅壓迫氣管還可造成困難氣道的形成,導(dǎo)致氣管插管困難。頸椎骨贅壓迫癥狀多見(jiàn)于巨大骨贅及椎前多節(jié)段骨贅形成的患者。
DISH導(dǎo)致的脊柱強(qiáng)直增加了脊柱骨折的風(fēng)險(xiǎn)。正常的脊柱存在緩沖結(jié)構(gòu),使其可在肌肉收縮和外力的作用下彎曲、伸展和旋轉(zhuǎn),能量通常能均勻分散。強(qiáng)直脊柱沒(méi)有適當(dāng)?shù)木彌_能力,DISH患者將會(huì)按照與長(zhǎng)骨相似的模式發(fā)生骨折。融合節(jié)段的數(shù)量決定了創(chuàng)傷性力量可以作用的杠桿臂長(zhǎng)度,長(zhǎng)杠桿臂遇相對(duì)較小的創(chuàng)傷即可導(dǎo)致嚴(yán)重的骨折[28]。
強(qiáng)直脊柱發(fā)生骨折的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于健康人群,且相對(duì)于普通的脊柱骨折存在更大的不穩(wěn)定性、更高的脊髓損傷風(fēng)險(xiǎn)和更多的并發(fā)癥[28-29]。因此,盡早發(fā)現(xiàn)脊柱骨折患者是否有DISH對(duì)于避免進(jìn)一步的脊柱移位和脊髓損傷至關(guān)重要。
DISH的表現(xiàn)并不局限于脊柱,??捎^察到脊柱外,如四肢、肋骨和骨盆的鈣化、骨化[3-4]。韓岳等[3]的研究表明,受DISH影響的周圍關(guān)節(jié)比骨關(guān)節(jié)炎具有更顯著的肥厚性改變,導(dǎo)致這些關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍縮小。此外,DISH可累及通常不受骨關(guān)節(jié)炎影響的關(guān)節(jié),如掌指關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)等[4]。Guiot等[28]建議將外周病變納入DISH的診斷和分類中,但目前尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
DISH被認(rèn)為是一種全身性疾病,相較于不典型的臨床癥狀,往往存在明顯的影像學(xué)表現(xiàn),其中以脊柱的影像學(xué)改變最為多見(jiàn)。DISH在脊柱上的典型影像學(xué)表現(xiàn)是椎旁韌帶的骨化,多見(jiàn)于前縱韌帶和后縱韌帶。
胸、腰椎的DISH以前縱韌帶及左、右側(cè)韌帶的鈣化和骨化為主要特點(diǎn)。胸椎是DISH最典型的受累部位,也是最常見(jiàn)部位。相關(guān)研究[5]表明,胸椎和腰椎的DISH發(fā)生率分別為65.1%和24.2%,胸椎的骨化約80%發(fā)生在T8~10。胸椎前緣骨化早期常呈薄片狀連續(xù)分布,晚期骨化帶常凹凸不平,嚴(yán)重的可在椎間隙水平增厚凸起,形成骨贅,導(dǎo)致脊柱呈竹節(jié)狀改變[31]。此外,胸椎的骨化主要集中在椎體的右前方,被認(rèn)為與主動(dòng)脈搏動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械刺激有關(guān)。發(fā)生在腰椎的骨化以上腰椎多見(jiàn),腰椎椎體上、下緣常形成鳥(niǎo)嘴樣骨贅,而出現(xiàn)類似的胸椎椎體連續(xù)性骨化則相對(duì)較少。頸椎的DISH同樣表現(xiàn)為前縱韌帶鈣化、骨化及椎體前緣鳥(niǎo)嘴樣骨贅,出現(xiàn)壓迫癥狀。早期骨化從椎體前緣開(kāi)始形成,隨著病程進(jìn)展,椎體下緣出現(xiàn)骨贅,并逐漸向下延伸越過(guò)椎間隙,形成凹凸的不規(guī)則狀連續(xù)骨橋。
DISH的脊柱外病變常以骨盆及四肢關(guān)節(jié)的肌腱韌帶附著處的鈣化和骨化為特點(diǎn)。DISH病變通常不累及骶髂關(guān)節(jié),無(wú)骶髂關(guān)節(jié)破壞和融合,但可在骶髂關(guān)節(jié)周圍形成骨贅[2]。當(dāng)DISH累及四肢關(guān)節(jié)時(shí),起初多于肌腱內(nèi)形成小骨化灶,隨著病程發(fā)展,骨化向周圍延伸形成連續(xù)的骨化條帶,并可與肌腱附著骨相連。DISH外周受累特征[30]:①通常累及骨關(guān)節(jié)炎不涉及的非負(fù)重關(guān)節(jié);②比骨關(guān)節(jié)炎有著更明顯的肥厚性改變;③受累的周圍關(guān)節(jié)附近一些部位可形成較大的骨贅;④常在遠(yuǎn)離關(guān)節(jié)的肌腱或韌帶附著點(diǎn)出現(xiàn)鈣化或骨化,而不是關(guān)節(jié)內(nèi)。
DISH的診斷主要根據(jù)其影像學(xué)表現(xiàn),目前常用Resnick等[2]的標(biāo)準(zhǔn):①至少連續(xù)4個(gè)相鄰椎體前外側(cè)緣有流水樣骨化,椎間盤(pán)結(jié)合部位骨贅形成;②無(wú)明顯椎間盤(pán)退行性變表現(xiàn),椎間隙高度正常;③椎間關(guān)節(jié)及骶髂關(guān)節(jié)無(wú)破壞、硬化或融合。Resnick制訂的標(biāo)準(zhǔn)特異性高,得到醫(yī)學(xué)界的公認(rèn),但該標(biāo)準(zhǔn)的制訂主要依據(jù)DISH晚期的脊柱影像學(xué)表現(xiàn),未將外周受累關(guān)節(jié)納入其中。因此,這一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)早期和輕型DISH的診斷存在不足。Utsinger等[31]在Resnick標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提出了新的標(biāo)準(zhǔn):①至少4個(gè)相鄰椎體前外側(cè)連續(xù)性骨化,主要位于胸椎,骨化帶起初似波紋狀,以后發(fā)展為寬大的、不規(guī)則的骨化帶;②至少2個(gè)相鄰椎體前外側(cè)連續(xù)性骨化;③對(duì)稱性外周骨質(zhì)增生,常累及跟骨后緣、髕骨上極或尺骨鷹嘴等部位,新生骨刺邊緣有一完整的骨皮質(zhì)。Utsinger等的標(biāo)準(zhǔn)將外周的病變納入診斷標(biāo)準(zhǔn)中,有助于DISH的早期診斷。
DISH通過(guò)X線片即可初步診斷。重建CT具有極高的空間分辨率,不僅能很好地確定骨化部位,而且對(duì)于外傷患者可準(zhǔn)確判斷是否伴有骨折。MRI具有良好的軟組織和多平面成像能力,可對(duì)脊柱進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估。因此,對(duì)于DISH的診斷,最佳的方式是在應(yīng)用Resnick標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),結(jié)合外周骨化的影像學(xué)表現(xiàn),并輔以CT和MRI檢查進(jìn)行全面分析。
DISH與強(qiáng)直性脊柱炎(AS)有相似特征,均為強(qiáng)直性脊柱的炎性疾病,均可發(fā)生脊柱韌帶和肌腱的骨化、鈣化,也可累及外周關(guān)節(jié)。相較于AS,DISH患者年齡較大,無(wú)骶髂關(guān)節(jié)侵襲,機(jī)體存在代謝紊亂,HLA-B27陰性,具體見(jiàn)表1[3-5,32-33]。CT是鑒別DISH與AS的有效方式,CT可明確顯示骶髂關(guān)節(jié)有無(wú)受累,并可區(qū)別是AS所致的炎性融合還是DISH導(dǎo)致關(guān)節(jié)囊鈣化所形成的骨橋。
表1 DISH和AS的臨床特征
脊柱骨關(guān)節(jié)炎是脊柱退行性病變的一種,與椎間盤(pán)退行性變、椎間隙變窄密切相關(guān)。受累部位常為活動(dòng)性大的節(jié)段,如下頸椎和腰椎。但骨關(guān)節(jié)炎通常無(wú)前縱韌帶廣泛鈣化的表現(xiàn),尤其是活動(dòng)范圍較小的胸椎少見(jiàn),這是與DISH最主要的區(qū)分點(diǎn)。此外,DISH的椎間隙相對(duì)正常,退行性表現(xiàn)不明顯,主要以韌帶骨化和大量新生骨形成為特點(diǎn)。
大多數(shù)DISH患者沒(méi)有臨床癥狀,通常是因其他原因行影像學(xué)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)。在臨床實(shí)踐中,DISH主要需要與AS和骨關(guān)節(jié)炎進(jìn)行鑒別。另外,DISH還應(yīng)與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、氟骨病、甲狀旁腺功能減退、肢端肥大癥、銀屑病等進(jìn)行鑒別[3-4,12]。
治療DISH的首要目標(biāo)是緩解疼痛和僵硬癥狀,鎮(zhèn)痛藥、非甾體抗炎藥、局部物理治療和改變生活方式等骨關(guān)節(jié)炎的治療方法,對(duì)DISH患者也有較好的治療效果[12]??刂葡嚓P(guān)的基礎(chǔ)疾病和代謝紊亂,如肥胖、高血壓、高胰島素血癥、血脂異常和高尿酸血癥,可能會(huì)降低DISH的發(fā)生率,并減緩軟組織骨化的進(jìn)展[26]。治療干預(yù)過(guò)程應(yīng)減少胰島素分泌和降低胰島素抵抗。在2型糖尿病患者中,使用雙胍類藥物可能比使用磺脲類藥物更有優(yōu)勢(shì),雙胍類藥物能增強(qiáng)胰島素敏感性,更好地利用胰島素,而磺脲類藥物則促進(jìn)胰島素分泌。在治療合并高血壓的患者時(shí),應(yīng)選擇可改善胰島素抵抗的藥物,如血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)、鈣通道阻滯劑和α受體阻滯劑,而不是選擇可能加重胰島素抵抗的藥物,如噻嗪類利尿劑和β受體阻滯劑[34]。
DISH患者發(fā)生胸腰椎強(qiáng)直性骨折時(shí),根據(jù)患者的年齡、骨折類型和神經(jīng)狀況等,可選擇手術(shù)治療和非手術(shù)治療。如果選擇手術(shù)治療,后路內(nèi)固定是目前首選的方法,至少固定骨折上下3個(gè)節(jié)段[4]。相關(guān)研究[35-36]表明,切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定術(shù)與經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)相比,出血量大、并發(fā)癥多、住院時(shí)間長(zhǎng)及死亡率高。因此,經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可作為治療DISH胸腰椎骨折的首選方法。Kuroki等[37]對(duì)3例DISH致脊柱骨折的患者進(jìn)行非手術(shù)治療,2例獲得良好的臨床療效,1例發(fā)生遲發(fā)性癱瘓,再行手術(shù)干預(yù)。對(duì)于一般情況差、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高的病例,建議選擇非手術(shù)治療。
當(dāng)頸椎前緣形成巨大骨贅出現(xiàn)壓迫癥狀時(shí),通過(guò)頸椎前緣骨贅切除可直接解除機(jī)械壓迫,改善患者癥狀,是一種安全且可以長(zhǎng)期改善癥狀的方法。在出現(xiàn)吞咽癥狀時(shí)應(yīng)盡早手術(shù),可獲得更佳的臨床療效,但骨贅在治療數(shù)年后仍有一定的復(fù)發(fā)概率[38-39]。
DISH是一種常見(jiàn)的全身性疾病,與高齡、心血管疾病和代謝紊亂等相關(guān)。由于現(xiàn)有的定義和診斷標(biāo)準(zhǔn)的限制,DISH無(wú)法在早期得到診斷,目前對(duì)如何阻止或減緩DISH的發(fā)生、發(fā)展方法有限;DISH目前亦無(wú)法進(jìn)行病因治療,一般多圍繞疼痛癥狀、相關(guān)代謝紊亂及疾病的并發(fā)癥進(jìn)行治療。因此,大規(guī)模的流行病學(xué)研究十分必要,以進(jìn)一步了解DISH的臨床特征及其流行率、自然病程和轉(zhuǎn)歸,為DISH患者提供精準(zhǔn)的治療方法,而不僅僅是緩解癥狀和對(duì)癥處理。