脊柱黄韧带骨化的发病机制及研究进展

中国组织工程研究第20卷第33期2016–08–12出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchAugust12,2016Vol.20,No.33P.O.Box10002,Shenyang110180·综述·董兴成，男，1986年生，江苏省连云港市人，汉族，解放军第二军医大学在读博士，主要从事脊柱外科研究。通讯作者：贾连顺，主任医师，教授，解放军第二军医大学附属长征医院骨科，上海市200003中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)33-04970-09稿件接受：2016-06-06脊柱黄韧带骨化的发病机制及研究进展董兴成，贾连顺，陈雄生(解放军第二军医大学附属长征医院骨科，上海市200003)引用本文：董兴成，贾连顺，陈雄生.脊柱黄韧带骨化的发病机制及研究进展[J].中国组织工程研究，2016，20(33):4970-4978.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.33.015ORCID:0000-0003-2566-6397(贾连顺)文章快速阅读：文题释义：黄韧带骨化症：胸椎黄韧带骨化症多表现为胸椎管狭窄而引起的一系列脊髓、神经压迫的症状和体征，病程长短不一。起初始症状一般为双下肢麻木、僵硬、无力以及感觉异常，常伴有胸部束带感、胸部扩张受限及背部僵硬，间歇性跛行也是临床常见症状。黄韧带骨化属软骨内化骨过程，病变由硬膜面开始，早期为纤维结构排列紊乱，弹力纤维减少，胶原纤维大量增生、肿胀、黏液样变性；进一步发展为黄韧带组织中的未分化间充质细胞软骨性化生形成纤维软骨细胞；最终钙盐结晶体沉着钙化、骨化。骨化的黄韧带往往存在由浅至深的4个移行区：韧带区、软骨样区、钙化软骨区、骨化区。椎管狭窄：一般分先天性(原发性)和后天性(继发性)。按部位分为颈椎管狭窄、腰椎管狭窄、胸椎管狭窄。按解剖部位分可分为中央型狭窄、侧隐窝狭窄、神经根孔狭窄。主要症状是腰腿痛，常发生一侧或两侧根性放射性神经痛，严重者可引起两下肢无力，括约肌松弛、尿便障碍或轻瘫。椎管狭窄症的另一主要症状是间歇性破行，多数患者当站立或行走时，腰腿痛症状加重，行走较短距离，即感到下肢疼痛、麻木无力，越走越重，当略蹲或稍坐后腰腿痛症状及破行缓解。引起间隙性破行的主要原因，可能与马尾或神经根受刺激或压迫有关。摘要背景：目前对脊柱黄韧带骨化症发病机制的研究尚处于初级阶段，任何单一的因素都无法充分地解释黄韧带骨化症的发生，很多现象无法得到满意的解释。目的：综述脊柱黄韧带骨化的发病机制。方法：以“黄韧带骨化，基础研究，发病机制，基因，骨形态发生蛋白，骨桥蛋白”为中文捡索词，以“Ossificationoftheligamentumflavum，basicresearch，pathogenesis，gene，Bonemorphogeneticprotein，osteopontin”为英文检索词，在重庆维普网、CNKI(中国知网)期刊全文数据库和PubMed数据库检索1990年1月至2015年12月有关于黄韧带骨化发病机制的文献。去除重复性和陈旧性的研究，最终将63篇文献纳入研究进行综述。结果与结论：目前的研究表明黄韧带骨化症是一种基于多基因与环境等其他因素相关的复杂疾病。脊柱黄韧带骨化症是引起椎管狭窄导致脊髓受压主要原因之一，解剖结构、局部生物力学、分子与遗传、内分泌、微量元素及血管炎症等因素均与脊柱黄韧带骨化症的发生有关。关键词：组织构建；组织工程；组织工程；黄韧带；骨化；机制；解剖；遗传；基因；骨形态发生蛋白；骨桥蛋白主题词：黄韧带骨化；解剖；遗传；骨形态发生蛋白质类脊柱黄韧带骨化的发病机制分析结果：⑴目前的研究表明黄韧带骨化症是一种基于多基因与环境等其他因素相关的复杂疾病；⑵脊柱黄韧带骨化症是引起椎管狭窄导致脊髓受压主要原因之一；⑶解剖结构、局部生物力学、分子与遗传、内分泌、微量元素及血管炎症等因素均与脊柱黄韧带骨化症的发生有关。董兴成，等.脊柱黄韧带骨化的发病机制及研究进展ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH4971:JiaLian-shun,Chiefphysician,Professor,DepartmentofOrthopedics,ChangzhengHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200003,ChinaResearchprogressinpathogenesisofossificationofligamentumflavumDongXing-cheng,JiaLian-shun,ChenXiong-sheng(DepartmentofOrthopedics,ChangzhengHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200003,China)AbstractBACKGROUND:Currentstudiesonthepathogenesisofossificationoftheligamentumflavumarestillinapreliminarystage,andanysinglefactorinfluencingincidenceofossificationofligamentumflavumcannotcompletelyexplainthepathogenesisofthisdisease.OBJECTIVE:Tosummarizethepathogenesisofossificationofligamentumflavum.METHODS:Acomputer-basedonlinesearchwasconductedinPubMed,Wanfang,andCNKIdatabasesfromJanuary1990toDecember2015toscreentherelevantliteraturesregardingthepathogenesisofossificationoftheligamentumflavumusingChineseandEnglishkeywords“ossificationofligamentumflavum,basicresearch,pathogenesis,gene,bonemorphogeneticprotein,osteopontin”.Consequently,63eligibleliteratureswereincludedaftertheexclusionoftherepetitiveandoldones.RESULTSANDCONCLUSION:Currentstudieshaveshownthatossificationoftheligamentumflavumisadiseasethatresultsfrommultiplegeneticandenvironmentalcausesandisoneofthemaincausesofspinalstenosis.Tissuedegeneration,localbiomechanics,geneticfactors,metabolicdisorders,traceelementsandvascularinflammationareallshowntobeinvolvedinthepathogenesisofossificationofligamentumflavum.Subjectheadings:LigamentumFlavum;Dissection;Heredity;BoneMorphogeneticProteinsCitethisarticle:DongXC,JiaLS,ChenXS.Researchprogressinpathogenesisofossificationofligamentumflavum.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(33):4970-4978.0引言Introduction黄韧带骨化属于脊柱韧带病理性异位骨化性疾病，Polgar于1920年首次报告了胸椎黄韧带骨化侧位X射线表现[1]，但该病却多发生在东方人种，日本报导发生率最高达34%[2]。全脊柱有黄韧带附着的部位均可发生黄韧带骨化，但好发部位在下胸椎，是引起胸椎椎管狭窄并导致脊髓受压的主要病因之一[3-8]。解剖结构、局部生物力学、分子与遗传、内分泌、微量元素及血管炎症等因素均与脊柱黄韧带骨化症的发生有关。目前对脊柱黄韧带骨化症发病机制的探索仍处于初级阶段，任何单一的因素都无法充分地解释黄韧带骨化症的发生，很多现象无法得到满意的解释。现对该病的发病机制做一综述。1资料和方法Dataandmethods1.1资料来源由第一作者使用计算机及互联网广泛检索1990年1月至2015年12月重庆维普数据库、Pubmed数据库及中国学术期刊全文数据库(CNKI)。英文检索词为“ligamentumflavum；Ossification；Pathogenesis；anatomy；heredity；gene；Bonemorphogeneticprotein；osteopontin”，中文检索词为“黄韧带骨化，基础研究，发病机制，基因，骨形态发生蛋白，骨桥蛋白”。1.2资料筛选纳入标准：①文章所述内容为黄韧带骨化发病机制、发病原因以及解剖结构、局部生物力学、分子与遗传、内分泌、微量元素及血管炎症等因素；②同一领域选择选择近期发表或在权威杂志上发表的文章。排除标准：与纳入标准无关，陈旧性文献，重复性文献。1.3资料提取与文献质量评价计算机检索得到195篇文献，研究内容根据纳入和排除标准并结合标题和摘要进行初筛，排除中英文文献重复且与研究相关性差的文献。查阅全文，最后纳入并保留63篇文献进行综述。文章检索流程图见图1。2结果Results2.1流行病学分析流行病学调查显示，黄韧带骨化的发病有家族倾向、种族差异及性别差异[9-10]。黄韧带骨化在黄种人群的发病率较高，主要分布于中日韩等亚洲国家，尤以日本为显著；而欧美及非洲的高加索人、加勒比人以及黑人发病率较低[11-13]。黄韧带骨化的种族差异表明可能与某种遗传因素相关。该病为中老年性疾病，Aizawa等[14]研究发现男性的高发年龄段在60岁左右，而女性其高发年龄段在50-70岁，随年龄增长呈增高趋势，男性发病较女性多，发病率董兴成，等.脊柱黄韧带骨化的发病机制及研究进展P.O.Box10002,Shenyang110180∶1，平均发病年龄约为61岁。在年龄超过65岁的亚洲人中，韧带骨化的发病率可高达20%，而对于欧美人群的发病情况却罕见报道[15]。2.2解剖结构退变相关因素黄韧带骨化的发生与其解剖基础有着密切的联系。一些学者采用尸体做研究，Lirk等[16]研究者行尸体研究发现，下胸段双侧黄韧带的汇合连接，构成了解剖学的体积变小。黄韧带骨化多发于中老年人，以下胸段多见。Kobayashi等[17]认为黄韧带骨化的发生与解剖相关，因骨化常发生于韧带与骨连接处，C6/7节段以上的关节囊部黄韧带未与骨性部位相连，C6/7以下关节囊部与椎板间部分均与骨性部位相连，故颈椎黄韧带骨化少见，而胸椎黄韧带骨化常见。弹性纤维异常是黄韧带骨化的一个表现，颈椎的屈伸活动使动态压力反复作用而有利于弹性纤维的维持；胸椎和脊柱胸腰段由于长期静态张力