什么是异位骨化？

　　原创：陈伟坚
　　审核：广州中医药大学第一附属医院 王海彬教授
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　　异位骨化（heterotopic ossification,HO）是指在非骨骼组织（包括肌肉、肌腱或其他软组织）中出现病理性骨组织形成，主要继发于创伤、烧伤、神经损伤以及关节置换术后，其中烧伤后HO的发生率为0.2%～0.4%，神经损伤后的HO发生率为3%～23%，肘关节创伤后达89%，膝关节置换术后发生率为42%，髋臼骨折或髋关节置换术后发生率可高达90%。
　　图1.烧伤患者肘部异位骨化[1]（来源：Thefenne L, de Brier G, Leclerc T, et al. Two new risk factors for heterotopic ossification development after severe burns[J]. PLoS One, 2017,12(8):e182303.）
　　图2.3例全髋置换术后异位骨化病例[2]（来源：Biz C, Pavan D, Frizziero A, et al. Heterotopic ossification following hip arthroplasty: a comparative radiographic study about its development with the use of three different kinds of implants[J]. J Orthop Surg Res, 2015,10:176.）
　　发病机制
　　尽管在1000多年前就有异位骨化的相关报道，但其具体的发病机制仍未完全阐明，其主要是由细胞诱导分化的失调和适当的诱导骨形成条件引起, 通常认为与相应的前体细胞、信号通路和局部微环境有关, 三者均可影响相应细胞及分子的调节过程。目前已有较多研究人员认为HO的形成机制可能是由于局部炎症反应导致机体释放成骨诱导因子，在局部微环境的作用下，诱导成骨前体细胞分化为软骨细胞，进而通过软骨内成骨形成异位骨。
　　危险因素：
　　1. 不可变因素：包括年龄、男性、髋关节强直、强直性脊柱炎、既往髋部手术史双侧全髋关节置换手术、非洲裔人群、BMI较高、肥厚性骨关节炎等；
　　2. 可变因素：假体类型、术后感染、全髋关节置换后3周内进行急性翻修髋关节置换术、切口长度、外侧或前外侧手术入路、手术时长、术中灌洗量等。
　　临床表现：
　　1. 早期异位骨化可出现局部肿胀、发热及红斑, 但没有特异性表现；
　　2. 严重的异位骨化明显降低了关节运动的整体范围, 包括屈曲、外展、外旋等部分, 而较低程度的异位骨化不会出现明显的临床症状, 且不会显著影响髋关节运动及疼痛；
　　临床分型：
　　Ⅰ级为髋周软组织内形成孤立性骨岛；
　　Ⅱ级为股骨或骨盆侧形成骨化, 两者间隙大于1cm；
　　Ⅲ级为股骨或骨盆侧形成骨化, 两者间隙小于1cm；
　　Ⅳ级为形成骨桥, 骨性强直。
　　图3.全髋关节置换后异位骨化的Brooker分类[3]（来源：牟薪砚, 常晓丹, 赵德伟. 全髋关节置换后异位骨化的成因及影像诊断[J]. 中国组织工程研究, 2019,23(16):2538-2544.）
　　影像学表现：
　　在异位骨化初期, X射线片上很少或不能观察到异位骨的形成, 可能仅显示脂肪层的消失。早期异位骨化可显示为模糊、不确切的钙化区域,没有明确的骨小梁形成, 然而当病灶进展, 表现为边缘逐渐清晰, 骨化区密度增高改变, 提示异位骨化趋向成熟。
　　CT图像上可显示病变部位软组织肿胀、钙化。在CT图像上将异位骨化分为3类:无定形钙化, 即为没有明确定义的无骨小梁结构；未成熟钙化, 显示为骨化边缘不清晰及初始骨小梁形成；成熟骨化, 其特征为具有骨皮质以及明确的松质骨中心。
　　在MRI图像上, 可观察到早期不成熟的异位骨化, 表现为T1加权相上局灶性等低信号, T2加权/STIR相上高信号, 增强可显示病灶强化, 同时可以观察到滑膜和周围软组织的改变。成熟的异位骨化表现为典型的松质骨信号, 内部在T1和T2加权相上呈高信号, STIR相上被抑制, 边缘为低信号。
　　防治方法：
　　1. 药物干预
　　目前预防异位骨化形成公认最有效的药物是非甾体类抗炎药物，其作用机制主要是通过抑制环氧化酶，抑制生理和炎性前列腺素的形成，减少局部炎性反应和阻止间充质细胞向成骨细胞转化，达到预防异位骨化的作用；
　　放疗的作用机制是通过杀灭局部的单核细胞、巨噬细胞阻止骨形态形成蛋白的生成，并灭活多能间充质细胞，阻断其对BMP产生应答，从而达到抑制HO发生的效果；
　　2. 物理治疗
　　脉冲低强度电磁场形式的电磁干预可以有效地缓解疼痛和改善关节功能，并且没有任何副作用，尤其是应用于慢性神经源性异位骨化。此外，体外冲击波治疗也被认为是治疗慢性神经源性异位骨化的新型非侵入性干预措施。
　　3. 手术治疗
　　现今临床上应用最多且疗效最佳的手术方式是异位骨化的切除加关节松解术，手术治疗的主要目的是改善关节功能，但术后仍须结合药物、放疗和关节的主被动锻炼以巩固手术效果和预防HO复发。