血清炎性因子在骨折延遲愈合患者富血小板血漿治療中的變化*

段文江 陳勇 丁一 劉國印

(中國人民解放軍東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院,江蘇 南京 210002)

骨折延遲愈合的原因較復雜,與血供、微循環(huán)、骨代謝等有關,且存在軟組織損傷,骨折術后易發(fā)生延遲愈合,不僅影響患者恢復,還會增加再次手術風險,增加患者痛苦[1-2]。因此,對骨折預后進行準確評估,并及時予以有效干預措施,這對減少骨折延遲愈合發(fā)生具有重要意義。有研究表明,血清炎癥因子和骨骼生長相關因子在骨折愈合過程中發(fā)揮重要作用,在一定程度上影響骨折愈合[3-4]?；诖?本研究以我院98例骨折患者為觀察對象,檢測其血清人可溶性細胞間粘附分子-1(Soluable Intercellur AdhensionMolecule-1,sICAM-1)、人可溶性血管細胞粘附分子-1(Soluable vascular cell adhesion molecule,sVCAM-1)、腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor alpha,TNF-α)等炎癥因子和血清骨鈣素(Bone gla protein,BGP)、Ⅰ型膠原氨基端肽原(Procollagen typeⅠN-terminal propeptide,PINP)、堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)、胰島素樣生長因子-1(Insulin like growth factor 1,IGF-1)等骨生化代謝指標水平,分析其水平與骨折延遲愈合的關系,可為臨床骨折治療及預后提供重要參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性選取2020年4月—2021年4月我院收治的98例因骨折接受富血小板血漿聯(lián)合鋼板內(nèi)固定手術治療的患者為觀察對象。其中男性53例,女性45例;年齡25～68歲,平均(48.54±5.26)歲;骨折類型:開放性骨折38例,閉合性骨折60例。骨折部位:肱骨31例、脛腓骨27例、股骨26例、尺橈骨14例。根據(jù)術后6個月內(nèi)是否發(fā)生骨折延遲愈合分為延遲愈合組(37例)和正常愈合組(61例)。納入標準:①符合《骨科疾病診療指南》[5]中骨折診斷標準,經(jīng)X線和CT確診為骨折,符合手術指征,年齡>18歲。②骨折延遲愈合標準[6]為骨折6個月內(nèi)骨折未達到愈合標準,骨折愈合標準為骨折斷端的骨折處無壓痛、叩擊痛、反常活動,X光片發(fā)現(xiàn)骨折線模糊或出現(xiàn)連續(xù)性的骨痂通過骨折線。③臨床資料完整。④患者知情且簽署知情同意書。排除標準:①病理性骨折或非外傷導致的骨折患者。②合并血液系統(tǒng)疾病、糖尿病或嚴重心血管疾病者。③合并免疫性疾病或獲得性免疫缺陷者。④手術治療中植入松質骨。⑤近1個月內(nèi)使用過免疫抑制劑、抗凝、類固醇等藥物。本研究獲醫(yī)院倫理委員會批準(2019-KYLN-023)。

1.2 方法

1.2.1 富血小板血漿聯(lián)合鋼板內(nèi)固定手術治療 術后1周采集患者自體靜脈血約50 mL,使用山東威高集團醫(yī)用高分子制品股份有限公司離心機及富血小板血漿制備儀器,以2500 r/min,離心10 min,取3/4上層血清進行二次離心,去除上清液,獲得自體富血小板血漿約5 mL。術后第二天開始向關節(jié)內(nèi)注射,術后每隔1周注射一次富血小板血漿,5 mL/次,共注射3次(術中1次,術后2次)。手術前先拆除固定支架,在C臂透視下切開骨折處表層皮膚,分離皮下組織,暴露骨折斷端,剝離骨膜,清理骨折端軟組織及硬化骨痂,至新鮮血液滲出,進行骨折復位,取合適長度加壓鋼板螺釘固定。觀察鋼板位置準確無誤后向骨折斷端注射提前預備的富血小板血漿,放置引流條后縫合切口。術后予以抗生素、低分子肝素鈉等藥物預防感染和下肢深靜脈血栓。

1.2.2 血清指標檢測 取患者空腹靜脈血約3 mL,3000 r/min,離心10 min,取上清液置于-70 ℃冰箱待。采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清人可溶性細胞間粘附分子-1(sICAM-1)、人可溶性血管細胞粘附分子-1(sVCAM-1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎癥因子指標水平,試劑盒均購自上海生工生物工程股份有限公司。采用酶聯(lián)免疫雙抗體夾心法檢測血清骨鈣素(BGP)、Ⅰ型膠原氨基端肽原(PINP)、堿性磷酸酶(ALP)、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)等骨生化代謝指標水平,試劑盒均由上海潤裕生物科技有限公司提供。相關操作嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3 觀察指標 ①比較兩組患者骨折1、4、8、12周時血清sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α等炎癥因子和血清BGP、PINP、ALP、IGF-1等骨生化代謝指標水平差異。②采用Pearson分析血清炎癥因子與骨生化代謝指標水平的關系。③ROC曲線分析炎癥因子對預測骨折延遲愈合的預測價值。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較 兩組患者性別、年齡、骨折類型、急診清創(chuàng)術情況等一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

2.2 兩組患者骨折后不同時間段血清炎癥因子指標水平比較 骨折1周時,兩組患者血清sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α等炎癥因子水平比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);骨折4、8、12周時,延遲愈合組患者血清sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α等炎癥因子水平均高于正常愈合組(P<0.05),且隨著時間推移,兩組患者血清sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α水平先升高后降低,但延遲愈合組炎癥因子水平波動較正常愈合組更明顯(P<0.05),見表2。

表2 兩組患者骨折后不同時間段血清炎癥因子水平比較

2.3 兩組患者骨折后不同時間段骨生化代謝指標水平比較 骨折1周時,延遲愈合組和正常愈合組患者血清BGP、PINP、ALP、IGF-1等骨生化代謝指標水平比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),且兩組各時間點血清ALP水平比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05); 骨折4、8、12周時延遲愈合組患者血清BGP水平逐漸升高并高于正常愈合組,血清IGF-1水平逐漸升高但低于正常愈合組,骨折8、12周時延遲愈合組患者血清PINP水平低于正常愈合組(P<0.05),見表3。

表3 兩組患者骨折后不同時間段骨生化代謝指標水平比較

2.4 兩組患者骨折后不同時間段骨生化代謝指標與血清炎癥因子水平的關系 Pearson相關性分析結果顯示,血清sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α等炎癥因子水平與血清BGP呈正相關(r=0.523,P<0.001),與血清IGF-1呈負相關(r=-0.467,P<0.001)。

2.5 血清炎癥因子對骨折延遲愈合早期診斷的ROC價值分析 ROC曲線分析結果顯示,骨折8周時,血清炎癥因子水平診斷骨折延遲愈合的曲線下面積高于0.7,提示其具有較好診斷價值,且聯(lián)合檢測對骨折延遲愈合診斷的靈敏度更高(P<0.05),見表4,圖1。

圖1 血清炎癥因子預測骨折延遲愈合的ROC曲線

表4 血清炎癥因子對骨折延遲愈合的早期診斷的ROC價值分析

3 討論

骨折后積極治療通?？色@得良好愈合效果,但仍有部分患者會發(fā)生延遲愈合。富血小板血漿內(nèi)含大量的生物活性因子,可改善局部微環(huán)境、加速骨折修復,同時還有助于促進間充質干細胞遷移和分化,促進骨折修復[7-8]。因此,多種生長因子在骨細胞增殖、分化中發(fā)揮了重要作用。 sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α是常見的炎癥因子,可通過誘導炎癥細胞趨化、粘附,加劇炎癥反應,影響骨折愈合。骨生化代謝標志物BGP、PINP、ALP、IGF-1等可反映骨吸收、骨形成情況,進而在骨折愈合中起到重要作用[9-10]。本研究發(fā)現(xiàn),血清炎癥因子和骨生化代謝在骨折延遲愈合中具有重要意義,監(jiān)測其水平變化可為骨折預后評估提供重要依據(jù),具有較高臨床應用價值。

sICAM-1、sVCAM-1是重要的細胞黏附分子,可促使白細胞趨化、粘附,誘導炎癥反應,促使炎癥因子在骨折部位聚集,影響骨折愈合[11-12]。TNF-α是單核細胞、巨噬細胞產(chǎn)生的炎癥因子,可誘導骨細胞凋亡,促進破骨細胞增殖,抑制骨基質膠原合成,抑制骨髓間充質干細胞向成骨細胞轉化,進而影響骨折愈合;同時,TNF-α可刺激IL-6、IL-10等炎癥因子分泌,加劇骨折炎性損傷[13-14]。本研究通過比較不同時間點血清炎癥因子水平變化情況結果發(fā)現(xiàn),骨折1周時,兩組血清sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α水平比較無差異(P>0.05);骨折4、8、12周時,延遲愈合組患者血清炎癥因子水平均高于正常愈合組(P<0.05),且隨著時間推移,兩組患者血清炎癥因子水平先升高后降低,但延遲愈合組炎癥因子水平波動較正常愈合組更明顯(P<0.05),說明骨折患者骨折區(qū)存在一定炎性損傷,血清sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α水平與骨折延遲愈合密切相關。這與相關研究中 sICAM-1、sVCAM-1可通過細胞粘附作用誘導炎癥細胞浸潤,導致骨折端炎癥損傷,促使骨折難以愈合,其水平越高,發(fā)生延遲愈合風險越高的的報道一致[15-16]。因此,sICAM-1、SVCAM-1、TNF-α是骨折延遲愈合的重要原因之一。

BGP是成骨細胞分泌的一種骨蛋白,其水平可反映成骨細胞活性,進而評估骨吸收情況。PINP是破骨細胞活性增強時溶解骨膠原,釋放Ⅰ型膠原蛋白,可反映骨轉化狀況,進而評估骨鈣化情況[17-18]。ALP由成骨細胞產(chǎn)生,骨頭中鈣鹽不足時升高,其水平可反映骨鈣化情況,可促進磷酸鈣合成、沉積,增強骨硬度,在骨折修復中起到重要作用。IGF-1是骨生長刺激因子,可通過調節(jié)間充質細胞增殖、分化,促進蛋白質形成,促進軟骨細胞分裂增殖,進而促進骨形成,骨折愈合。本研究通過比較不同時間點骨生化代謝指標變化情況結果發(fā)現(xiàn),骨折1周時兩組患者血清BGP、PINP、ALP、IGF-1等骨生化代謝指標水平比較無差異,且兩組各時間點血清ALP水平比較無差異(P>0.05),骨折4、8、12周時延遲愈合組患者血清BGP水平逐漸升高并高于正常愈合組;而血清IGF-1水平逐漸升高但低于正常愈合組,骨折8、12周時延遲愈合組患者血清PINP水平低于正常愈合組(P<0.05)。說明骨折延遲愈合患者骨形成較活躍,骨吸收量低于骨形成是影響骨折延遲愈合的重要原因。因此,IGF-1、ALP水平升高,骨代謝活躍,骨吸收減少,骨生化代謝指標可影響骨折愈合,這與本次研究中延遲愈合組IGF-1水平低于正常愈合組的結果一致,這可能是由于IGF-1生成不足,延緩成骨細胞和軟骨細胞增生,進而影響骨折愈合有關[19-20]。

Pearson相關性分析結果顯示,血清sICAM-1、sVCAM-1、TNF-α等炎癥因子水平與血清BGP呈正相關(r=0.523,P<0.001),與血清IGF-1呈負相關(r=-0.467,P<0.001),說明骨折處炎癥反應與骨形成和骨吸收存在重要聯(lián)系。究其原因,BGP是特異性反映骨形成的重要指標,炎癥因子可通過細胞間質粘附作用導致骨折處炎癥反應,影響骨細胞形成,因此,炎癥因子水平可反映骨折患者骨形成情況,為骨折延遲愈合評估提供指導[21-22]。IGF-1可通過調節(jié)間充質細胞增殖分化,誘導成骨細胞和軟骨細胞增殖,促進骨骼生長及骨折修復,炎癥反應可抑制骨髓間充質干細胞向成骨細胞轉化,進而影響IGF-1生成,延緩成骨細胞和軟骨細胞增生,影響骨折愈合。因此,炎癥反應也可間接評估骨吸收情況,為骨折延遲愈合提供參考[23-24]。ROC曲線分析結果顯示,骨折8周時,血清炎癥因子水平診斷骨折延遲愈合的曲線下面積高于0.7,提示其具有較好診斷價值,且聯(lián)合檢測對骨折延遲愈合診斷的靈敏度更高(P<0.05)。證實炎癥因子對骨折延遲愈合預后評估具有重要參考意義。這可能是由于ROC曲線是反映敏感度和特異度連續(xù)變量的綜合指標,對預測骨折延遲愈合均有較高診斷價值,聯(lián)合檢測優(yōu)勢互補,可更全面評估骨折愈合情況,因此提高了骨折延遲愈合的預測價值。

4 結論

骨折延遲愈合患者血清炎癥因子水平升高,骨形成增加,骨吸收減少,是影響骨折延遲愈合的重要原因,監(jiān)測其水平變化可為預測骨折延遲愈合提供重要參考依據(jù),且術后8周時炎癥因子水平對預測骨折延遲愈合具有較好的預測價值。